Voiture électrique ou hydrogène : comment ça fonctionne ?
Avec la démocratisation des voitures électriques, la plupart des personnes savent maintenant ce qu’est une voiture électrique. Cependant, son fonctionnement peut parfois rester encore flou.
La voiture électrique fonctionne avec un moteur électrique alimenté par une batterie. Effectivement, ce moteur électrique qui grâce à un champ magnétique créé par le courant électrique transmet un mouvement auprès du rotor qui est transmis directement aux roues, ce qui rend complètement inutile la boite de vitesse. Contrairement aux véhicules thermiques, elle n’a pas de moteur à combustion interne et utilise l’électricité comme carburant plutôt que l’essence. Comme elle ne brûle pas de combustibles fossiles, elle ne produit aucune pollution, ce qui fait de la voiture électrique un véhicule propre.
Mais du coup, qu’est-ce qu’une voiture à hydrogène ? Grâce à sa pile à combustible, la voiture à hydrogène possède également des caractéristiques comparables à la voiture électrique. Effectivement, elle fonctionne aussi à l’aide d’un moteur alimenté par l’électricité. Ce qui la distingue d’un véhicule électrique est la provenance de l’électricité. Car, la technologie utilisée transforme l’hydrogène avec l’oxygène de l’air pour générer de l’électricité durant l’utilisation du véhicule.
L’alimentation en électricité du véhicule se fait à l’aide d’une pile à combustion interne. Elle produit de l’électricité lors d’une réaction chimique de l’hydrogène avec le dioxygène contenu dans l’air donnant de la vapeur d’eau et de l’électricité alimentant le moteur.
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L’hydrogène est-il un carburant écologique ?
Sur le fond, l’utilisation d’un moteur à hydrogène ne pollue pas, comme expliqué précédemment, celui-ci ne rejette que de l’eau. Selon certains l’hydrogène est même l’énergie du futur. Mais pas selon les derniers rapports parus dans la presse, notamment après une enquête du NYT.
En effet, Hiroko Tabuchi (journaliste pour le New York Times) a dévoilé certaines informations dans un article paru en août dernier. Dans celui-ci, l’hydrogène dévoilerait bien plus d’inconvénients que prévu. Pour comprendre cela, il faut savoir qu’il y a, actuellement, 3 “types” d’hydrogène. Ce qui fait ces 3 types, est la manière dont l’hydrogène est récolté.
- Premièrement, l’hydrogène le plus problématique. L’hydrogène récolté à partir de gaz naturel. Pour bien comprendre, il faut savoir que récolter de l’hydrogène requiert une grande quantité d’énergie. Suite à cela, il y a énormément de CO2 rejeté dans l’atmosphère.
Mais pas seulement ! Il rejette aussi du méthane, gaz très polluant, qui contribue largement à l’effet de serre. Il faut savoir que le méthane est déjà rejeté en grande quantité dans l’air à cause des nombreux élevages bovins. En effet, le méthane est relâché suite aux défections et flatulences des vaches élevées. Oui, vous avez bien compris, quand une vache pète, elle pollue. C’est notamment pour cela que l’industrie de l’agroalimentaire est l’une des industries les plus polluantes.
- Il y a ensuite l’hydrogène bleu. Celui-ci est censé être un peu plus écologique que la forme vu précédemment. Ce qui rend un peu plus “vert” cette forme d’hydrogène est le fait que dans le processus de transformation, le CO2 est récupéré. Cependant, sur ce processus, l’hydrogène fait à peine 20% mieux que l’énergie fossile, type charbon ou pétrole.
- Enfin, il y a l’hydrogène “vert” qui ne dégage pas de CO2 durant tout le cycle de production. “Génial ! ” me direz-vous. “Nous n’avons plus qu’à utiliser cette source d’hydrogène, la démocratiser et le problème est réglé, pas vrai ? ”. Et c’est là où la réalité nous rattrape. Cette forme d’hydrogène est la moins répandue avec moins de 5% de la production totale sur le marché.
Quelle solution pour remédier à tous ces problèmes ?
Si la forme la plus écologique de l’hydrogène n’est pas encore suffisamment répandue, c’est notamment parce que celui-ci nécessite de l’eau électrolysée. Cette méthodologie de traitement demande énormément d’énergie à l’extraction, donc beaucoup d’argent et d’investissement.
En effet, nos moyens technologiques actuels ne suffisent pas à extraire efficacement cette source d’énergie au point que cela soit rentable. Beaucoup de recherche et développement seront nécessaires dans le futur pour que l’énergie soit utilisée de manière pérenne.
Selon plusieurs chercheurs, précise le Times, la solution est de passer progressivement vers l’hydrogène “vert”. Mais pour cela, il va d’abord falloir user de l’hydrogène récupéré à partir de l’énergie fossile, donc la plus polluante, ainsi que l’hydrogène bleu.
Cette manœuvre aura pour but de faciliter la transition énergétique à l’hydrogène, et ainsi démocratiser petit à petit l’hydrogène. Une fois cela fait, l’hydrogène “vert” sera moins cher à extraire et sera de ce fait plus rentable pour les groupes de le produire. Néanmoins, il faut que l’hydrogène extrait de gaz naturel représente une part minime de la production totale, sinon cela n’a pas grand intérêt.
Scandale dans le lobby britannique d’hydrogène à propos de l’hydrogène bleu
Récemment, un scandale a éclaté au sein du lobby britannique d’hydrogène après la démission de son président.
Après cela, il a en effet dévoilé des informations compromettantes concernant l’hydrogène bleu. Il a d’ailleurs qualifié l’hydrogène bleu de “coûteuse distraction”. Par ailleurs, il a déclaré que certaines compagnies pétrolières ont usé de fausses déclarations sur le coût de production d’hydrogène bleu afin d’accéder à “des milliards de livres de subventions.”
Ces mêmes compagnies pétrolières mettent un maximum en lumière l’hydrogène bleu afin qu’on ait encore besoin d’énergies fossiles, même pendant cette transition énergétique.
Pour rappel, l’hydrogène bleu fonctionne à partir d’énergie fossile dont est extrait l’hydrogène. On rapporte qu’à peine 10 à 15 % du dioxyde de carbone relâché est capturé, ce qui est très peu. En d’autres termes, l’écologie n’est manifestement pas leur première source de motivation.
Voiture électrique ou hydrogène : les infrastructures de recharge
Au 1er septembre 2019, la France comptait 27 661 points de recharge à destination des véhicules électriques. Avec plusieurs projets d’infrastructures en développement à travers toute la France, cela a permis une augmentation de 20 % de bornes de recharge sur le territoire français par rapport à 2018.
Le développement des différentes infrastructures pour la mobilité électrique représente un immense coût, qui ne permet pas aux acteurs de la mobilité électrique (constructeurs automobiles, réseau de charge…) d’assurer une transition vers l’hydrogène sans mettre en péril leur pérennité.
Effectivement, avec un investissement s’élevant jusqu’à plus d’1 million d’euros pour une station d’hydrogène. Lors de sa mise en place, il faut être sûr qu’elle soit attractive pour assurer une certaine rentabilité. C’est pourquoi en France, on retrouve seulement une quarantaine de stations d’hydrogènes.
Pour l’électrique, le déploiement se fait progressivement et reste moins onéreux, d’autant plus avec la mise en place de subvention par l’état pour encourager son développement.
Lire aussi : Les aides à l’installation d’une borne de recharge
Voiture électrique ou hydrogène : autonomie et temps de recharge
Malgré une technologie se peaufinant de jours en jours, l’hydrogène reste pour l’instant bien supérieur en terme d’autonomie et de temps de recharge comparé à l’électrique.
L’électrique, assurant parfaitement les courts trajets du quotidien, s’essouffle rapidement lorsque l’on atteint les 450 km parcourus. Par exemple, la Toyota Mirai offre aujourd’hui une autonomie allant jusqu’à 600 kilomètres et une charge inférieure à 5 minutes où il faudra 30 minutes pour une voiture électrique à l’aide d’une prise rapide.
Cependant, la batterie lithium-ion permet une meilleure efficacité énergétique face à la pile à combustible utilisé au sein des véhicules hydrogènes.
La batterie lithium-ion possède un meilleur rendement s’élevant à 90 % contre 40 % pour la pile à combustible.
De plus, un véhicule hydrogène consomme plus d’énergie qu’un véhicule électrique. La voiture à hydrogène a besoin d’1 kg d’hydrogène pour faire 100 km, ce qui correspond à 60 kW par heure, soit le double de la consommation d’une voiture électrique.
En termes de coût de recharge, la voiture à hydrogène se rapproche également de celui de la thermique avec 13,6 € pour 100 km d’autonomie contre 2 € pour l’électrique, mais avec un temps de charge bien plus conséquent.
Voiture électrique ou hydrogène : les avantages
La pile à combustible présente au sein des véhicules à hydrogènes offre une proposition intéressante et une certaine alternative à la batterie au lithium. Effectivement, il y a encore une certaine incertitude face à l’usure des batteries de voiture électrique. Même si elles possèdent une longue durée de vie, elles ne sont pas à l’abri de l’usure. Certains projets sont en cours de développement dans le but de transformer les batteries de lithium-ion en générateurs de secours à l’intérieur des bâtiments.
Cependant, même si l’eau étant l’élément le plus abondant sur terre, ce qui devrait être un avantage conséquent au recours à l’hydrogène. Celui-ci n’existe pas dans sa forme naturelle et à donc besoin d’une transformation par l’homme. Le problème, c’est que ce procédé est très gourmand en énergie, il faut savoir qu’aujourd’hui 96% de l’hydrogène produit dans le monde est issu de l’énergie fossile.
De plus, pour la voiture électrique, son avantage réside sur sa facilité à utiliser l’énergie du réseau électrique. Effectivement, une simple prise domestique vous permettra de charger votre véhicule électrique durant la nuit. Ce qui résout également le problème d’autonomie et de recharge pour une utilisation quotidienne n’excédant pas les 450 km en moyenne. Sachant que par exemple, la Tesla Model 3 peut atteindre jusqu’à 560 km d’autonomie en cycle WLTP.
Encore nouveau dans l’automobile, l’hydrogène ne dévoile pas encore tous ses atouts sur le marché automobile face à son rival électrique et soulève bien des questionnements à son possible détrônement de la voiture électrique.
Voiture électrique ou hydrogène : l’offre sur le marché
Pour la plupart des constructeurs automobiles, un revirement vers l’hydrogène ne serait pas judicieux face à l’investissement déjà déployé auprès des voitures électriques.
Le groupe Volkswagen, par exemple, a investi plus de 33 milliards d’euros sur 5 ans, 11 milliards pour le groupe Ford et le groupe de recharge Enedis a débloqué 350 millions d’euros dans le but d’étendre le champ d’action de ses bornes de recharge. Cependant, certains constructeurs ont pris les devants pour s’assurer une place sur ce marché :
- Toyota (Toyota Mirai)
- Hyundai (Honda Clarity)
- Honda (Hyundai Nexo)
Ils représentent également la majorité des 12 000 véhicules à hydrogène présent dans le monde.
D’autres modèles sont également prévus par différents constructeurs. La Renault ZE H2, l’Audi H-tron et la Mercedes GLC F-CELL pourront permettre une plus grande pénétration des véhicules hydrogène sur le marché européen.
Cependant, le prix restera l’un des plus gros freins sur ces différents modèles étant plus onéreux qu’une voiture électrique dû au prix de construction des piles à combustion présente sur les voitures à hydrogène.
Les voitures à hydrogène
La Toyota Mirai et la Hyundai Nexo sont deux berlines commercialisées à partir de 78 900 € et 75 600 € respectivement. Ces prix sont encore beaucoup trop dissuasifs surtout avec seulement une vingtaine de stations d’hydrogène en France.
Pour les particuliers, la transition semble difficile pour l’instant. Cependant, le gouvernement a pour but d’atteindre 52 000 véhicules à l’hydrogène en circulation pour 2028, principalement des utilitaires et des véhicules lourds. Effectivement, plusieurs villes de France débutent différents plans pour instaurer un réseau de transport urbain équipé à l’hydrogène.
Du côté de la voiture électrique, l’offre s’est élargie sur le marché mondial ces dernières années. Notamment grâce à une pression toujours plus forte sur la fiscalité des voitures thermiques. La France est positionnée troisième pays en Europe en termes d’immatriculation de voiture électrique.
Voiture électrique ou hydrogène : en résumé
Face à l’électrique, l’hydrogène devra trouver des acteurs prêts à investir autant que dans l’électrique pour s’assurer une place conséquente au sein du marché et dans le but de rattraper son retard. Effectivement, sa crédibilité est souvent remise en cause face à l’électrique et ne permet pas, pour l’instant, de faire de l’hydrogène un concurrent pouvant mettre en péril l’énergie électrique…
La voiture à hydrogène serait certes très avantageuse en temps de crise pétrolière, son autonomie et son temps de charge supérieure à la voiture électrique lui cède également un premier avantage. Cependant, avec un surcoût à l’achat, un carburant plus cher et un manque d’infrastructures dû à sa difficulté à se mettre en place, les voitures à hydrogène ont du mal à convaincre. Néanmoins, elles peuvent être perçues comme rassurantes pour certains automobilistes, grâce à une certaine ressemblance aux thermiques, notamment sur le temps de charge. La voiture à hydrogène n’en reste toujours pas viable auprès des particuliers.
En revanche, pour les professionnels en mesure de supporter les dépenses accompagnant les véhicules à hydrogène, la pile à combustible reste intéressante, de part son autonomie et sa capacité de stockage d’énergie auprès des véhicules lourds (bus, camion…).
