L’ère de l’hydrogène, tant annoncée, était autrefois un sujet brûlant. Le battage médiatique dont elle a fait l’objet a incité Mercedes-Benz à faire parcourir à trois Classe B F-Cell – un véhicule électrique à pile à combustible (PAC) – 30 000 kilomètres autour du monde pour prouver la viabilité de ce modèle.
Mais tout cela remonte à 2011. Depuis lors, grâce à la popularité des véhicules électriques à batterie (VEB) et au succès de Tesla, Mercedes a annoncé qu’elle n’investirait plus dans les véhicules à PAC, du moins pas pour le marché des voitures automobiles, et c’est la même chose pour de nombreux acteurs majeurs de l’industrie.
Mercedes-Benz F-CELL
L’argument en faveur de l’utilisation de la ressource naturelle renouvelable la plus abondante de la planète comme carburant est pourtant très solide. Les voitures automobiles à essence actuelles sont à l’origine de 12 % des émissions totales de gaz à effet de serre, et la production d’électricité à partir du charbon rejette dans l’air près de trois fois cette quantité (30 %). Cela signifie que si un VEB représente une solution « zéro émission locale », son effet sur la qualité de l’air est minime si l’électricité nécessaire pour en recharger la batterie provient d’une ressource sale.
Si vous comparez la Nissan Leaf électrique et la Sentra à essence, deux voitures de taille similaire, la propreté relative de chacune d’elles varie en fonction de l’endroit où elle est conduite. En Norvège, la Leaf est cinq fois plus propre que la Sentra. Au Canada, les deux sont à peu près égales en termes d’émissions globales. En Chine, la Leaf est cinq fois plus sale que la Sentra.
Toyota Mirai fuel cell
Cela se résume à la manière dont l’électricité est produite. En Norvège, il s’agit d’une production hydroélectrique propre. Au Canada, il s’agit d’un mélange de nucléaire, de gaz naturel, de charbon et d’hydroélectricité, de sorte qu’une grande partie du bon côté est annulée par les émissions du mauvais. Qui plus est, certaines des centrales au charbon du Canada devraient rester en service jusqu’en 2030. Par une ironie du sort, le gouvernement canadien souhaite qu’au moins 60 % des ventes de nouveaux véhicules légers soient exempts d’émissions d’ici là, et 100 % d’ici 2035.
En Chine, la grande majorité de la production d’électricité est assurée par le charbon. En 2021, 58 % de la consommation énergétique totale du pays était assurée par le charbon, ce qui explique en partie pourquoi la Chine contribue à 28 % des émissions de dioxyde de carbone dans le monde.
Il ne s’agit pas de dénigrer la gamme actuelle de véhicules électriques à faible consommation, mais plutôt de souligner que tant que l’électricité ne sera pas produite à partir de ressources propres et renouvelables, l’amélioration de la qualité de l’air restera relativement faible. C’est également vrai pour l’hydrogène, qui doit également provenir de ressources propres.
Hyundai Nexo FCEV refilling with hydrogen
Cependant, là où le véhicule à PAC prend tout son sens, c’est qu’il peut offrir une plus grande autonomie, que le temps de ravitaillement est très proche de celui d’un plein d’essence et que son empreinte carbone est plus faible que celle d’un VEB. Les seuls sous-produits sont l’eau et l’air purifié, et il n’y a pas de batterie aux ions de lithium à gérer à la fin de sa vie utile (ou une très petite batterie, tout au plus). L’hydrogène a également la densité énergétique de son côté. Un kilogramme d’hydrogène génère la même énergie que 2,8 kilogrammes d’essence. Cependant, le plus grand avantage est le fait qu’un véhicule à PAC offre des performances et une autonomie sans compromis dans les climats froids.
Tout VEB perd de l’autonomie en hiver, notamment en raison de la nécessité pour la batterie d’alimenter des systèmes auxiliaires autres que le ou les moteurs électriques. Par une nuit froide et humide, la liste va des feux, des essuie-glaces et, éventuellement, de la lunette arrière chauffante à la nécessité de garder les passagers au chaud. L’ampleur de la perte d’autonomie est sujette à débat. La Fédération automobile norvégienne affirme que la baisse est de 20 %; l’AAA, aux États-Unis, affirme que ce chiffre peut atteindre « 41 % avec le chauffage à fond ». L’expérience pratique a montré que les Ford Mustang Mach-E et Hyundai Ioniq/Kia EV6 peuvent perdre plus de 100 kilomètres d’autonomie lorsque le mercure descend à -10 °C.
La pile à combustible est loin d’être nouvelle. En 1842, William Grove a produit une « batterie à gaz ». Il a utilisé l’électrolyse inverse pour combiner l’oxygène et l’hydrogène afin de produire de l’eau et de l’électricité. Même si cette invention était magistrale, elle n’a pas abouti, car cette nouvelle source d’énergie appelée essence s’apprêtait à s’imposer et à devenir le carburant dominant pour les 136 prochaines années. La pile à combustible a fait son retour grâce à la NASA – les astronautes avaient besoin d’électricité et d’eau potable. La pile à combustible permet de fournir les deux.
La pierre d’achoppement du véhicule à PAC saute aux yeux : il n’y a pratiquement aucun endroit où faire le plein. En Californie, le gouverneur de l’époque, Arnold Schwarzenegger, faisait la promotion de son projet d’« autoroute à hydrogène ». Selon lui, cela permettrait aux propriétaires de véhicules à hydrogène de disposer d’une infrastructure de ravitaillement viable. Selon le California Fuel Cell Partnership, il n’existe pas plus de 53 stations de ravitaillement en hydrogène dans l’État. En revanche, on comptait 8 269 stations-service en 2019. Le bon côté des choses est que neuf autres stations d’hydrogène sont en cours de construction et que 162 autres sont prévues.
Mirai_Fuel_Cell_3
Au Canada, Gordon Campbell, alors premier ministre de la Colombie-Britannique, avait annoncé des plans pour une série de stations publiques de ravitaillement en hydrogène entre Vancouver et Whistler. Cela faisait partie d’un plan directeur qui devait contribuer à faire des Jeux olympiques d’hiver de 2010 les plus durables jamais organisés! Aujourd’hui, il n’y a que cinq stations publiques de ravitaillement en hydrogène en Colombie-Britannique. Ce qui est encore plus triste, c’est qu’il n’y a que deux stations dans le reste du Canada – une à Mississauga et une à Québec. Encore une fois, à titre de référence, il y avait 11 908 stations-service au détail au Canada en 2020, selon l’Association canadienne des carburants.
L’ironie du sort veut que le Canada soit l’un des dix premiers producteurs d’hydrogène au monde. L’objectif serait de tirer parti de cette position à l’avenir. La Stratégie canadienne pour l’hydrogène, un rapport publié en décembre 2020, prévoit que d’ici 2050, il y aura quelque cinq millions de véhicules électriques à PAC sur les routes et qu’ils seront soutenus par une infrastructure de ravitaillement à l’échelle nationale. Bon courage! Au moment où on se parle, seuls deux modèles de véhicules électriques à PAC sont vendus au Canada : le Hyundai Nexo et le Toyota Mirai.
À l’heure actuelle, il y a environ 200 véhicules électriques à PAC sur les routes canadiennes, ce qui est un nombre négligeable si on le compare aux quelque 24 millions de véhicules utilitaires légers en circulation au pays. En d’autres termes, tant que le nombre de véhicules électriques à PAC n’augmentera pas, l’infrastructure ne suivra pas. Et tant que l’infrastructure ne sera pas viable, où est l’intérêt d’utiliser la ressource naturelle la plus abondante de la planète comme carburant?
