Vidéo

Je vous parle de la voiture à hydrogène et de ses limites.

Sources listées dans la vidéo

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], \11], [12], [13], [14], [15], [16], [17](p71), [18], [19], [20], [21], [22], [23], [24] (Figure 12.10 du rapport complet), [25], [26], [27], [28], [29], [30], [31], [32], [33], [34], [35], [36], [37], [38], [39].

Sources détaillées

Ce contenu s’appuie et s’inspire de l’exercice similaire que j’ai fait sur la voiture électrique à batterie. Il s’appuie aussi sur mon travail précédent sur la production de l’hydrogène. D’autres vidéos peuvent intéresser: sur les batteries des voitures électriques, la capture et séquestration du CO2, l’utilisation industrielle présente et future de l’hydrogène et les terres rares.

Qu’est-ce qu’une voiture à hydrogène ?

• Comment fonctionne une voiture à hydrogène ?
• Les voitures à hydrogène commercialisées en Europe.
• Pas mal d’informations sur la nouvelle version de Toyota Mirai sur le site Automobile Propre (et quelques spécifications thermiques sur la version précédente)

Impact à la production de la voiture à H2 et sous question du platine

• Usai, L., Hung, C. R., Vásquez, F., Windsheimer, M., Burheim, O. S., & Strømman, A. H. (2021). Life cycle assessment of fuel cell systems for light duty vehicles, current state-of-the-art and future impacts. Journal of Cleaner Production, 280, 125086.
• Deux source [4] [5] qui parlent de l’utilisation limitée du platine dans les dernières générations de pile à combustible jusqu’à seulement 10 grammes.
• Deux sources [6] [7] qui donnent une quantification différente pour les impacts du platine (20 600 et 33 000 kg de CO2 par kg de platine). Une visualisation des émissions de certains métaux même si le platine n’y est pas représenté, on peut y lire que les émissions du cuivre sont autour de 5 kg par kg de cuivre.
• J’ai trouvé deux sources assez récentes sur l’utilisation du platine [9], [10]. Elles concordent avec ce qu’on peut trouver ailleurs sur le net mais qui couvrent souvent des périodes plus anciennes. Quantification de platinoïdes dans les pots catalytiques.
• Pour la production et les réserves déclarées, l’USGS reste la source la plus utilisée. Je rappelle tout de même que les réserves déclarées ne constituent en aucun cas une estimation des réserves ultimes.
• Cet article scientifique discute du platine comme contrainte, c’en est une à haut taux de pénétration (20%) pour la mobilité légère… je doute qu’on voit ces taux un jour.
  Reverdiau, G., Le Duigou, A., Alleau, T., Aribart, T., Dugast, C., & Priem, T. (2021). Will there be enough platinum for a large deployment of fuel cell electric vehicles?. International Journal of Hydrogen Energy, 46(79), 39195-39207.

Production de l’Hydrogène

• La production dédiée d’H2 se fait encore quasiment exclusivement à partir de ressources fossiles (p71) - AIE
• Pour le vaporeformage, j’ai pris 13kg(CO2)/kg(H2) en me basant sur ce papier scientifique [18]
• Pour l’électrolyse, je me suis basé sur le rapport de l’AIE [23] comme pour mes précédentes vidéos sur l’H2.
• Pour les émissions de la production électrique, je me suis basé sur un rapport RTE pour les moyens de production, j’ai pris la même hypothèse que la vidéo précédente pour la France (55g(CO2)/kWh) et j’ai pris Ember pour l’Europe.

BMW serie 5 520d - utilisé comme point de repère pour une voiture thermique

• Le site de BMW
• Spritmonitor pour la consommation réelle
• Je me suis servi plusieurs fois de Climobil, notamment pour avoir des estimations grossières de l’impact à la production de différents véhicules. Je pense que c’est un outil formidable pour faire des petits calculs et comprendre l’intérêt des voitures à batterie.

Rendement énergétique

En plus de mes calculs, vous trouverez facilement des quantifications et ou représentations sur ces liens [19], [20], [21], [22]. Cette étude de Nature est également intéressante.

Études comparant voiture à hydrogène et à batterie

Les études récentes comparant voiture à hydrogène et voiture à batterie ne sont pas nombreuses parce que la question est tranchée depuis assez longtemps dans les milieux académiques. Vous pouvez consulter cette étude de l’ADEME et celle, plutôt complète et récente, de l’ICCT (l’ONG qui a révélé le scandale du Dieselgate). Les conclusions convergent avec ce que je montre dans cette vidéo.

Infrastructure et déploiement des voitures à batterie et à hydrogène

L’AIE fait le point sur le déploiement des voitures électriques et de leur infrastructure [30], [34] et sur me déploiement des voitures à hydrogène [35].
Le point sur l’infrastructure en France grâce à Avere et Enedis

Éditorial de Nature dont je partage fortement la vision

Overhyping hydrogen as a fuel risks endangering net-zero goals.

Autres

• Transport et distribution de l’H2.
• Explosion d’une station d’hydrogène
• Le graphique représentant l’abondance crustale des éléments chimiques – Wikipédia.
• Hydrogène pour la neutralité climat : conditions de déploiement en France et en Europe – IDDRI.
• Décryptage: Le platine est-il un frein au développement des piles à combustible ? – France Hydrogène.
• Sous question repoussée à plus tard : L’hydrogène a un effet sur le climat..
• Merci à ceux qui me suivent sur Twitter pour m’avoir donné des conseils sur les comparaisons pertinentes.

Compléments

Quelle marge d’amélioration pour la voiture à hydrogène ?

Dans les discours de soutien à l’hydrogène, il y a parfois l’idée que la voiture à hydrogène va s’améliorer et que le futur lui appartient. S’il est indéniable qu’il y a eu des améliorations et qu’il y en aura encore, ajouter des intermédiaires dans la chaîne énergétique par rapport à de l’électrification directe implique qu’il y aura toujours des pertes supplémentaires par rapport à une voiture à batterie. L’écart entre les deux peut se réduire parce que la voiture à batterie est déjà très efficace mais elle gardera une longueur d’avance.

De plus, les voitures à batterie continuent de s’améliorer sur d’autres points. Pour vous donner un exemple, de plus en plus de voitures électriques contiennent des batteries dites “LFP” qui ne contiennent plus les métaux les plus rares et polluants des batteries actuelles: nickel et cobalt. Reste évidemment le lithium mais c’est un élément abondant, y compris en France où on devrait l’exploiter pour réduire nos dépendances aux puissances étrangères mais également maîtriser et réduire les impacts de son extraction.

Coût de l’infrastructure : Hydrogène VS batterie

Une station de recharge hydrogène capable de délivrer 770 kg d’hydrogène par jour coûterait 1 à 2 millions de $ à installer. Cette station permettrait à des voitures à hydrogène de parcourir 90 000 km par jour en supposant qu’elle soit utilisée en continu. Pour les recharges à basse puissance des voitures électriques, ça ne coûte rien ou presque rien. Elles peuvent se brancher directement sur le secteur ou sur des prises légèrement plus puissantes qui coûtent quelques centaines d’euros. Si on s’intéresse aux recharges de forte puissance sur autoroute. Les plus puissantes, 350 kW, coûtent 140 000 $. Si seules les voitures capables d’utiliser cette puissance les utilisent et en supposant une consommation, avec perte, de 20 kWh pour 100 km, une station de 350 kW utilisé en continu permet à des voitures électriques de faire 42 000 km par jour. Donc le coût pour faire 90 000 km par jour serait autour de 300 000 $. Même sur une charge de forte puissance, le coût de l’infrastructure électrique est inférieur à celui de l’infrastructure hydrogène.

En plus, la majorité des charges (très probablement > 80% et même probablement > 90%) se fait sur des chargeurs de faible puissance à très bas coût, l’infrastructure derrière les voitures à batterie est bien moins coûteuse. Ce rapport (Figure 3.4) montre la répartition des charges en Norvège, on voit bien que peu de charges se font sur chargeur rapide.

Si vous avez d’autres éléments sur cette question je suis preneur. C’est aussi parce que j’ai eu du mal à trouver des trucs solides/rapides à montrer que j’ai retiré ce passage du script.