Un vehicul cu hidrogen este un mijloc de transport care folosește o transformare chimică a hidrogenului ca energie propulsivă . În special, o mașină cu hidrogen este numită vehicul cu propulsie electrică echipată cu o celulă de combustibil, care folosește cel mai adesea hidrogenul ca combustibil reducător .
Acest nume cuprinde vehicule din industria aerospațială (cum ar fi rachete) sau militare (cum ar fi submarinele cu hidrogen), deși utilizarea actuală se referă mai mult la lumea transporturilor.
Vehiculul cu hidrogen este adesea prezentat ca " fără carbon ", deoarece motorul său nu emite direct gaze cu efect de seră . Cu toate acestea, producția anterioară de hidrogen consumat, care în 2019 este încă 95% din hidrocarburi , și energia încorporată necesară pentru fabricarea vehiculului califică puternic această calificare.
Cercetările privind vehiculul cu hidrogen se încadrează într-un context specific. Odată cu scăderea resurselor petroliere , este necesar să se găsească o alternativă energetică la petrol. Dihidrogenat (H 2), care este produs industrial, este un purtător de energie candidat. Poate fi produs prin procese poluante sau consumatoare de energie, respectiv din resurse fosile ( metan , CH 4, în principal) sau apă ( H 2 O) și electricitate.
Utilizarea hidrogenului „verde”, produs fără recurgerea la hidrocarburi , ar permite țărilor care nu au depozite de petrol să-și asigure aprovizionarea cu energie . Această alternativă energetică ar putea fi viabilă economic prin creșterea prețului petrolului , procesele de producție fiind costisitoare.
Tehnicile pentru producerea hidrogenului sunt cunoscute de foarte mult timp. Dacă producția de hidrogen nu sa răspândit ca mijloc indirect de stocare a energiei electrice, aceasta se datorează faptului că există dificultăți tehnice reale în trecerea la producția pe scară largă: rețele de transport, presiune semnificativă pentru condiționarea gazului, rezervoare mari, eficiență redusă, materiale rare necesare .
Termenul „vehicul cu hidrogen” utilizat desemnează mai multe tipuri de motoare:
În toate cazurile, hidrogenul utilizat trebuie mai întâi produs (din apă electrolizată , metan reformat , petrol, biocombustibil etc. ), transportat, distribuit și depozitat în vehicul.
Există, de asemenea, sisteme de îmbogățire a combustibilului cu hidrogen (comercializate pentru vehicule grele de marfă în America de Nord), în care hidrogenul este utilizat pentru a permite o ardere mai completă și, prin urmare, mai puțin poluantă a hidrocarburilor .
Împreună cu problemele tehnice, distribuția pe scară largă a acestui tip de vehicul presupune stabilirea unui cadru economic asociat, pe care unii îl numesc economie de hidrogen .
Costul fabricării unei mașini cu hidrogen în 2018 este de aproximativ trei ori mai mare decât cel al unei mașini termice . Fabricarea celulei de combustibil și a rezervorului reprezintă 70% din acest cost în 2015. Prin urmare, soluția pare să fie rezervată în primul rând transportului vehiculelor grele de marfă (care contribuie cu 25% din emisiile de CO 2 ).în sectorul transporturilor), bărci, transport public sau vehicule utilitare, care au capacitatea de a transporta tancuri mai mari și sunt mai puțin dependente de o rețea de alimentare. Avantajul pentru aceste mijloace de locomoție este în special marea autonomie oferită. Marea longevitate a motoarelor electrice utilizate (până la un milion de kilometri) ar putea ajuta la amortizarea parțială a costului suplimentar inițial, costul de întreținere anunțat pentru o mașină electrică fiind cu 30 până la 40% mai mic comparativ cu vehiculele convenționale. Pe de altă parte, dacă nu există îmbunătățiri tehnice, durata de viață relativ scurtă (150.000 km ) a pilelor de combustibil și costul relativ ridicat de fabricație a infrastructurii necesare limitează posibilitățile de amortizare a investiției inițiale . Soluția de hidrogen pare, prin urmare, să fie în competiție cu mașina electrică cu acumulatori, în ceea ce privește profitabilitatea acesteia, cu excepția noilor dezvoltări tehnice. Spre comparație, în 2018, costul de cumpărare al unui autobuz cu hidrogen ar fi de 650.000 €, în timp ce cel al unui autobuz electric care utilizează acumulatori ar fi de 450.000 €, dar ar prezenta un cost de exploatare care, potrivit surselor, ar fi mai mic pentru mai întâi sau mai mare. Costul unei stații de distribuție a hidrogenului, în afară de riscurile de asigurare mai mari, este de aproximativ zece ori mai mare decât cel al unei stații de încărcare electrică. Astfel, prețul de vânzare al modelului e-bio Nissan e-NV200 , echipat cu o celulă de combustibil cu etanol și comercializat în 2020, va fi, fără îndoială, mai mic decât cel al unei mașini cu hidrogen și la un cost semnificativ mai mic de utilizare.
Într-adevăr, soluțiile alternative precum cele care utilizează o celulă de combustibil cu acid formic , metanol sau etanol sunt potențial mai profitabile, deoarece se evită comprimarea și stocarea hidrogenului sub presiune . Dezvoltarea în 2020 a catalizatorilor experimentali face posibilă luarea în considerare a captării de CO 2și transformarea acestuia în acid formic sau etanol. Cu toate acestea, rentabilitatea acestor din urmă soluții, în comparație cu mașinile electrice cu baterii cu reîncărcare rapidă, pare dificil de asigurat în călătoriile recurente, mai ales având în vedere tendința descendentă a prețului bateriilor.
Producătorul de trenuri Alstom intenționează să producă și să vândă trenuri de pasageri alimentate cu pile de combustie cu hidrogen. Acest tren, Coradia iLint, este până în prezent un proiect unic în lume, susținut de Ministerul German al Transporturilor și Infrastructurii Digitale. Înmartie 2017, Trenul prototip Alstom a efectuat teste la 80 km / h pe o pistă de testare din Salzgitter, Saxonia Inferioară. Primele teste pentru călători sunt programate pentru începutul anului 2018. Statele germane din Saxonia Inferioară, Renania de Nord-Westfalia și Baden-Württemberg au semnat scrisori de intenție pentru achiziționarea a 60 de trenuri.
Prezentat la 20 septembrie 2016la târgul InnoTrans din Berlin, Coradia iLint funcționează cu hidrogen. Lansarea acestui material, derivat din Coradia Lint 54, urmează semnării, în 2014, a scrisorilor de intenție cu landurile din Saxonia Inferioară , Renania de Nord-Westfalia , Baden-Württemberg și Autoritatea. Transport public în Hesse , cu o vedere la utilizarea unei noi generații de trenuri cu emisii zero în funcțiune. Acest tren ajută la prevenirea emisiilor de CO 2, cu condiția ca producția de hidrogen să se realizeze printr-un proces care nu îl emite. Unitatea termică este înlocuită de o celulă de combustibil cu hidrogen care alimentează motoarele electrice de tracțiune prin acumulatori tampon litiu-ion plasate sub cutii în timp ce rezervoarele de hidrogen sub presiune sunt montate pe acoperiș. Acumulatorii fac posibilă reducerea necesităților de putere ale motoarelor și sunt reîncărcate în timpul fazelor de frânare.
9 noiembrie 2017, compania regională de transport regională Saxonia Inferioară Landesnahverkehrsgesellschaft Niedersachsen (LNVG) semnează un contract cu Alstom pentru achiziționarea a 14 vagoane iLint. Acest contract prevede întreținerea acestor vehicule în Bremerhövde și livrarea hidrogenului timp de treizeci de ani de către Linde . Acestea vor fi construite pe site-ul Salzgitter . Aceste trenuri trebuie să aibă o autonomie de 1.000 km pentru o viteză maximă de 140 km / h , sau aproximativ o zi. Aceasta este prima comandă în serie pentru vagoanele care circulă cu hidrogen. Compania de transport din Saxonia Inferioară a fost susținută de statul federal cu 84 de milioane de euro ca parte a programului de inovare pentru tehnologiile de hidrogen și celule de combustibil (NIP2).
Trenul este inaugurat pe 16 septembrie 2018iar prima călătorie comercială se face a doua zi. Trenul este operat de compania LNVG. Această soluție face posibilă înlocuirea flotelor diesel fără a fi necesară electrificarea liniilor ferate.
4 iunie 2020, Alstom semnează un acord de cinci ani cu grupul italian de gaze Snam , cel mai mare grup european de gazoducte, pentru a dezvolta trenuri cu hidrogen în Italia; testele de fezabilitate vor fi efectuate în toamna anului 2020 pentru construirea trenurilor și a infrastructurii asociate până la începutul anului 2021; Alstom va fabrica trenurile și va asigura întreținerea acestora, iar Snam va construi infrastructura de producție și transport de gaze.
Potrivit Agenției Internaționale a Energiei (AIE), vânzările de mașini cu hidrogen ajung la 10.480 înmatriculări în 2020, inclusiv 5.783 în Coreea de Sud, 1.182 în China, 938 în Statele Unite și 800 în Japonia. Flota globală de autovehicule cu hidrogen a ajuns la 33.627 de mașini în 2020, inclusiv 10.041 în Coreea de Sud, 9.135 în Statele Unite, 5.466 în China, 4.100 în Japonia și 2.402 în Europa.
La sfârșitul anului 2018, conform IEA, 11.200 de mașini cu hidrogen circulau în lume, inclusiv peste 9.000 de Toyota Mirai . La Salonul Auto de la Frankfurt dinoctombrie 2019, BMW își dezvăluie prototipul i Hydrogen NEXT , prefigurând lansarea unui sedan cu hidrogen în serie mică, în jurul anului 2022. Audi anunță înmartie 2019, la Salonul Auto de la Geneva , o producție h-Tron (ro) oferită spre închiriere în 2021. Înfebruarie 2019, PSA anunță o flotă experimentală de vehicule utilitare cu hidrogen pentru 2021. În octombrie 2019, Renault anunță sosirea în concesii a Kangoo și Master electrice echipate cu pile de combustibil.
În 2019, Toyota Mirai a vândut 2.336 și Hyundai Nexo 4.483 (comparativ cu 824 în 2018), grație stimulentelor guvernamentale din Coreea de Sud de a reduce prețul de listă la jumătate. Cu a doua generație Mirai, programată pentru sfârșitul anului 2020, Toyota intenționează să își mărească capacitatea de producție la 30.000 de unități față de 3.000 de anterior. Hyundai anunță o capacitate similară pentru 2025.
Honda FCX Clarity , 2008.
Hyundai ix35 FCEV (ro) , prezentat în 2013.
Toyota Mirai , produs în serie din 2015.
Japonezii se lansează în decembrie 2014în Japonia, prima sa mașină cu hidrogen destinată publicului larg, numită „ Mirai ”, care înseamnă „viitor” în japoneză. Se prevedea o producție de hidrogen în vehicul, dar această soluție a fost abandonată. Se intenționează inițial să producă 3.000 de Mirai în trei ani. În 2015, peste arhipelag au fost plasate peste 1.500 de comenzi. Mașina este comercializată din a doua jumătate a anului 2015 în Statele Unite, Germania, Regatul Unit și Danemarca. Mai mulți producători au oferit deja flote comerciale de vehicule alimentate de un motor alimentat de o celulă de combustibil, dar Toyota este primul care a lansat o ofertă pentru consumatori. Se estimează 400 de vânzări, la prețul de 7,23 milioane de yeni (50.000 de euro) fiecare, în Japonia în următoarele douăsprezece luni. Mirai poate parcurge 650 de kilometri cu un rezervor plin de hidrogen în trei minute. Cu toate acestea, Japonia are instalate sau în construcție doar 41 de stații de distribuție a hidrogenului, iar câteva zeci sunt programate în California și țări din Europa de Nord.
Toyota Mirai este un hit în California, unde traversează ianuarie 2018jalonul a 3.000 de înregistrări. În Statele Unite, reprezintă 80% din mașinile cu hidrogen vândute. Toyota sprijină activ dezvoltarea infrastructurii de realimentare esențiale pentru vânzarea modelului său și intenționează să desfășoare împreună cu Air Liquide o rețea de douăsprezece stații care se extinde de la New York la Boston.Hyundai-KiaProducătorul comercializează două modele, ix35 Fuel Cell și, din 2018, Nexo, care are o autonomie WLTP de 666 kilometri (756 km NEDC ), o eficiență de 60% din celula sa de combustibil și un timp de reîncărcare de cinci minute. Prețul său rămâne ridicat, la 66.000 de euro bonus ecologic dedus.
HondaProducătorul confirmă lansarea primului său sedan cu hidrogen la începutul anului 2016, care ar trebui să asigure o autonomie de 700 de kilometri.
În Iunie 2021, Honda anunță încetarea producției sedanului său Clarity, singurul model din grup care funcționează pe un motor cu hidrogen. Începând din 2016, s-au vândut doar 1.900 Clarity, sau în medie aproximativ 30 pe lună. Cu toate acestea, grupul va păstra unele colaborări în motoarele cu hidrogen care ar putea duce la proiecte comerciale în decurs de zece sau cincisprezece ani.
Râu simpluCompania River Simple (Regatul Unit) a dezvoltat un model al unei noi concepții, denumită Raza, care este în același timp mai ușoară decât o mașină complet electrică, public larg, mai puțin costisitoare și mai durabilă decât marii producători. În 2019, vor fi produse 20 de mașini și, până în 2021, producția în lanț va începe în același timp cu transformarea stațiilor de benzină .
Renault-Nissan, Ford și DaimlerCompaniile au încheiat un parteneriat în domeniul tehnologiei hidrogenului.
StellantisStellantis anunță înMartie 2021versiunile cu hidrogen ale vehiculelor sale utilitare de dimensiuni medii: Peugeot Expert, Citroën Jumpy și Opel Vivaro. Celula de combustibil de 45 kW proiectată de Symbio este adăpostită sub capotă și pe motorul electric. Este însoțit de trei rezervoare în podea, fabricate de Faurecia și care conțin în total 4,4 kg ( 120 litri). Depozitat la 700 de bari de presiune, hidrogenul permite mai mult de 400 km de autonomie. O baterie litiu-ion de 10,5 kWh acoperă 50 km și poate fi reîncărcată de la o priză externă. Aceste utilități vor fi produse la fabrica din Rüsselsheim, Germania, iar primele livrări sunt programate pentru sfârșitul anului 2021.
Costul stațiilor scade, dar rămâne totuși ridicat: pentru cele mai mici, a scăzut de la un milion la aproximativ 600.000 de euro. Costul anual al unei stații (inclusiv amortizarea investiției) scade sub cel al unei stații de benzină convenționale dacă rata de utilizare a acesteia este mai mare de 50%; piața favorizează, prin urmare, flotele captive, precum flota de taxiuri Hype desfășurată la Paris de Paris Electric Taxi Company (STEP), care așteaptă 600 de mașini până la sfârșitul anului 2020, sau consorțiul H2Bus, care intenționează să desfășoare 1.000 de autobuze în Europa până la 2023, iar în Franța, Union des groupements d 'achiziționează public (UGAP), care în 2019 lansează o cerere de oferte pentru 1.000 de autobuze până în 2024.
La sfârșitul anului 2018, lumea avea 369 de stații de alimentare cu hidrogen, dintre care 273 erau deschise pentru șoferi: 152 erau situate în Europa, 136 în Asia și 78 în America de Nord. Din cele 48 de noi stații deschise în întreaga lume în 2018, 17 au fost deschise în Germania, care are un total de 60 de stații, în spatele Japoniei ( 96 de stații deschise publicului) și înaintea Statelor Unite ( 42 de stații ); Franța are doar 17 stații (inclusiv site-uri închise publicului).
În 2019, Iveco și Nikola Motor anunță lansarea în 2023 a camionului cu hidrogen Nikola Tre, bazat pe noul Iveco S-Way și echipat cu o celulă de combustibil și rezervoare de 700 bar cu o capacitate de 40 până la 80 de kilograme de hidrogen; autonomia așteptată este de 800 km .
În 2018, în timp ce stațiile de încărcare sunt încă rare, la Salonul Auto de la Paris , un vehicul cu hidrogen costă în medie 75.000 EUR (în principal mașini japoneze și coreene: Hyundai, Honda și Toyota). Cererea privată este aproape inexistentă.
Producătorii francezi de echipamente , în principal Faurecia și Plastic Omnium , investesc zeci de milioane de euro în tehnologii pentru vehiculele cu hidrogen și, potrivit Patrick Koller, CEO al primului, „va fi posibil să se reducă la jumătate costul tehnologiei” până în 2025. ' .
În iulie 2015, Banca Publică de Investiții (BPIfrance) își anunță sprijinul pentru dezvoltarea unui tren electric cu hidrogen pentru vehicule grele (autobuze, camioane de livrare și utilaje de construcții) numit Hytrac, în valoare de 10,8 milioane de euro, dintr-un total de 26 de milioane, prin investiții pentru viitor . Se bazează pe o celulă de combustibil care produce electricitate din hidrogen stocat în vehicul, oferind o autonomie mai mare decât soluțiile bazate pe baterii. Hytrac reunește în special Symbio (producătorul de echipamente care dezvoltă kituri de celule de combustibil pentru vehicule și „servicii inginerești și digitale” din 2010), Green GT H2 (pentru grupul propulsor) și McPhy Energy (pentru producerea de hidrogen prin electroliză și stocare ) . Tronico (specialist în electronică de putere ) este liderul acestui proiect, care intenționează să ofere soluțiile sale din 2018.
Ca parte a proiectului New Industrial France , revizuit de Emmanuel Macron înMai 2015, a fost înființat un grup de hidrogen, condus de Florence Lambert, director la CEA / LITEN , care intenționează să desfășoare 100 de stații de încărcare în Franța înainte de sfârșitul anului 2018. În loc să vizeze o piață de masă, producătorii se adresează în primul rând unui personal mai profesionist utilizare: vehicule de livrare, taxiuri, flote de companii. Principalul obstacol este costul infrastructurii (un milion de euro pe stație), al transportului și al stocării energiei. De asemenea, producătorii pariază pe complementaritatea dintre electricitate și hidrogen: Renault oferă din toamna anului 2014 vehicule utilitare electrice Kangoo , echipate cu o celulă de combustibil care funcționează ca un extindător de autonomie.
5 octombrie 2015, la Bordeaux , este prezentat publicului larg „Alpha”, prima bicicletă asistată electric (VAE) care funcționează pe hidrogen și este produsă în serie.
În aprilie 2018, flota de vehicule cu hidrogen aflate în circulație în Canal ajunge la 20 de vehicule , inclusiv 15 Renault Kangoo; regiunea Normandia și-a luat angajamentul de a finaliza programul de instalare EAS-HyMob pentru 15 stații de hidrogen din Normandia până la sfârșitul anului 2018 ; sunt în pregătire proiecte pentru producerea hidrogenului prin electroliza apei, folosind surplusuri din viitoarele centrale eoliene, de maree și nucleare (Flamanville).
Regiunea Auvergne-Rhône-Alpes are un proiect „ Zero Emission Valley ” care, ca și cele anterioare, vizează flotele captive. La sfârșitul anului 2017, grupul economic Chambéry - Grand Lac a înființat două stații de încărcare pentru biciclete electrice cu hidrogen, una lângă parcul Verney și alta în Savoie Technolac , a doua fiind alimentată de un drum solar , împreună cu o flotă de 15 biciclete electrice. Hidrogen. Aceste VAE sunt furnizate de compania din regiunea Pau Pragma atunci când stațiile de încărcare au fost proiectate de compania Technolac Atawey.
La Paris, o flotă de aproximativ 100 de taxiuri cu hidrogen funcționează sub marca Hype din 2015, cu 100 de vehicule la începutul anului 2019; Toyota, Air Liquide, Idex și Hype au anunțat21 februarie 2019crearea unei companii comune, HysetCo, deținută în părți egale, pentru a coordona dezvoltarea flotei de taxiuri, cumpărarea licențelor și dezvoltarea stațiilor de încărcare cu obiectivul de a avea până la sfârșitul anului 2020 600 de vehicule .
În martie 2019, Michelin și Faurecia își combină activitățile de celule de combustibil cu hidrogen în cadrul întreprinderii comune Symbio, pentru a „crea un pol de excelență referitor la hidrogen în Franța” . Compania Symbio, creată în 2010 și a devenit o filială a Michelin înfebruarie 2019, convertește multe vehicule în hidrogen, inclusiv peste 150 de Renault Grand Kangoo. 21 noiembrie 2019, Faurecia și Michelin anunță o investiție inițială de 140 de milioane de euro în asocierea în comun și obiectivul lor de a produce 200.000 de pile de combustibil și de a deține 25% din piață până în 2030, cu o cifră de afaceri de 1,5 miliarde d 'euro.
Renault anunță în octombrie 2019comercializarea vehiculelor utilitare electrice echipate cu un extindător de autonomie sub forma unei mici celule de combustibil de 5 kW furnizate cu hidrogen, făcând posibilă mărirea autonomiei la 300 km : Kangoo la sfârșitul anului 2019, apoi master îniunie 2020.
Stații de aprovizionareÎn 2019, 77 de stații sunt operaționale în Franța conform cardului AFHYPAC Vig'Hy, dintre care 47 sunt compatibile cu utilitățile (inclusiv 20 pentru autoturisme) și 25 pentru autobuze, restul servind alte forme de mobilitate. Planul de hidrogen prezentat de Nicolas Hulot în 2017 prevede aproximativ 100 de stații în 2023 și cel puțin 400 de stații până în 2028.
Consiliul departamental Manche este prima autoritate publică franceză să se doteze cu o stație de benzină și o flotă de vehicule pe bază de hidrogen.
O stație de încărcare pentru mașinile cu hidrogen este planificată la Chambéry , în zona Landiers Ouest, pentru sfârșitul anului 2019.
Trenul cu hidrogenÎn Auxerre , liniile de cale ferată nu sunt electrificate între stațiile Auxerre Saint-Gervais și Laroche Migennes , trenurile actuale circulând pe Diesel. Acestea vor fi înlocuite din 2022 cu trenuri cu hidrogen.
Autobuz cu hidrogenFlota de autobuze cu hidrogen din Franța este de așteptat să crească de la 17 unități în 2019 la 44 până în 2021, unde sunt așteptate desfășurări în Toulouse, Auxerre și Toulon. Sunt planificate aproximativ 100 de unități suplimentare, inclusiv 30 la Strasbourg; Parisul experimentează un prim autobuz în 2020. Pe termen mai lung, Uniunea grupurilor de achiziții publice (UGAP) vizează „planul de 1000 de autobuze”, a cărui licitație va începe înmartie 2020.
start martie 2018, Pau a decis să comande opt autobuze de tranzit rapid către celula de combustibil cu hidrogen cu un hidrogen „verde” de la un electrolizator alimentat de panouri fotovoltaice (preconizat la sfârșitul anului 2019, la un cost de 72 de milioane de euro).
Din septembrie 2019, linia 1 a rețelei de transport public Léo , în Auxerre, este deservită doar de autobuze cu hidrogen (adică cinci autobuze). Întreaga flotă de autobuze (adică aproximativ 30 de vehicule) ar putea fi formată din autobuze cu hidrogen până în 2023.
Planul de hidrogen pentru tranziția energeticăMinistrul tranziției ecologice a dezvăluit 30 mai 2018, „Planul de implementare a hidrogenului pentru tranziția energetică”, cu un buget de 100 de milioane de euro. Obiectivul acestui plan este de a „ecologiza” 10% din consumul de hidrogen până în 2023, apoi de 20 până la 40% în 2028.
IFP Energiilor nou , instituție publică națională, lista unele soluții tehnice care vor fi explorate pentru a crește producția de carbon-hidrogen: hidrogen naturale , producerea hidrogenului verde de electrocatalizei , decarbonatarea de hidrogen din producția hidrocarburilor „hidrogenului din biogaz reformatoare , producerea hidrogenului din bioetanol , stocarea hidrogenului , conversia hidrogenului prin metanare , e-combustibili .
În 2017, un milion de tone de hidrogen, produs din hidrocarburi, a fost utilizat în Franța pentru procesele industriale (rafinare, produse chimice, ciment etc.), care emit mai mult de zece milioane de tone de CO 2. Jumătate din buget va fi alocat ajutorului pentru investiții în electrolizere; prin finanțarea a 20% din costul acestui echipament capabil să producă hidrogen din electricitate și apă; statul intenționează să le facă competitive cu resursele actuale, cel puțin pentru utilizările celor mai mici situri ( produse chimice , fabrici de sticlă ).
Până în 2023, guvernul speră să fi ajutat la finanțarea a 250 de megawați de electrolizere. Apelurile pentru proiecte pilotate de Ademe vor fi lansate în a doua jumătate a anului 2018. Cealaltă jumătate a anvelopei planului va fi utilizată pentru dezvoltarea mobilității cu hidrogen, de la 263 de vehicule care circulă cu hidrogen în Franța în 2017, cu aproximativ douăzeci de stații de încărcare dedicate, la aproximativ o sută de stații în 2023, care ar furniza 200 de vehicule grele și 5.000 de vehicule utilitare.
În 2028, statul vizează între 400 și 1.000 de stații, pentru a circula între 20.000 și 50.000 de vehicule utilitare și 800 până la 2.000 de vehicule grele. Guvernul va ordona, de asemenea, operatorilor rețelelor de gaze GRDF și GRTgaz să raporteze despre posibilitățile de injectare a hidrogenului în rețelele lor pentru a înlocui parțial gazul natural.
10 iunie 2020, Consiliul de Miniștri al Germaniei adoptă „strategia sa națională privind hidrogenul”, care urmează să mobilizeze nouă miliarde de euro: Germania își propune să devină „furnizorul și producătorul numărul 1 de hidrogen”. Planul prevede subvenții de 2,1 miliarde EUR pentru achiziționarea de autoturisme cu hidrogen dintr-un pachet total de 3,6 miliarde EUR destinat finanțării dezvoltării vehiculelor alimentate cu hidrogen.
Germania are puțin mai mult de 700 de mașini cu hidrogen în circulație în primul trimestru al anului 2020 și aproximativ 20 de autobuze, în timp ce rețeaua de stații de alimentare cu hidrogen a H2 Mobility a ajuns la 84 de locații și este de așteptat să depășească marca de 100 de stații în primul trimestru al anului 2021, reprezintă o capacitate de aprovizionare de 40.000 de vehicule. Costul unei stații reprezintă o investiție de aproximativ 1,5 milioane EUR, mai mult de 60% finanțată de stat, care acoperă, de asemenea, 40% din costul suplimentar comparativ cu un vehicul convențional. Prețul unui rezervor plin ajunge la 9,5 € pe kilogram de hidrogen, echivalent cu cel al unei mașini diesel din Germania, dar eficiența energetică a celulei de combustibil este încă cu 20 până la 30 de puncte mai mică decât cea a unei baterii electrice; pentru a compensa acest handicap, guvernul tocmai a renunțat la taxele care determină prețul energiei electrice, utilizate pentru producerea hidrogenului din energia eoliană și solară, una dintre cele mai mari din Europa.
Guvernul german și-a stabilit un obiectiv ambițios pentru 2020: să aibă un milion de vehicule electrice, concentrându-se în special pe celula de combustibil. O inițiativă a fost lansată în 2008 pentru a promova utilizarea hidrogenului în economie, în special în transporturi. Un buget de 700 de milioane de euro din bani publici, împreună cu o sumă identică din industrie, a fost investit între 2008 și 2015, o jumătate bună din sumă fiind dedicată proiectelor de mobilitate. Un plic suplimentar de 160 de milioane de euro pentru anii 2016-2018 a fost deja bugetat. Însă progresul este încă foarte modest: flota de vehicule echipată cu această tehnologie este de abia 100 de vehicule peste Rinseptembrie 2015, iar numărul de stații de încărcare a hidrogenului, situate în marile orașe, este încă la început doar de 19 septembrie 2015și ar trebui să ajungă la 25 până la sfârșitul anului 2015, în timp ce ținta autorităților publice era de 50 de stații până la sfârșitul anului 2015; o flotă de 400 de stații este planificată pentru 2023. Producătorii încă oferă un singur model: Mercedes Clasa B (Mercedes a amânat lansarea unui al doilea model în 2017) și Toyota Mirai în Europa.
În Mai 2018, 200 până la 300 de vehicule cu hidrogen circulă în Germania, care are 43 de stații de încărcare. Acesta vizează 100 în 2019 și 400 în 2023. Un plan guvernamental adoptat în 2016 prevede un buget de 250 de milioane de euro pentru o primă fază care se încheie în 2019, pentru subvenționarea diferitelor aplicații, de la autoturisme la transportul public prin intermediul energiei.
Mai mulți jucători de pe piață (Air Liquide, Daimler, Linde, OMV, Shell și Total) au înființat o societate mixtă în 2015, H2 Mobility, pentru a crea o rețea de 100 de stații în țară în 2019, pentru o investiție estimată atunci la 350 de milioane . euro. Sprijinul guvernului și al Uniunii Europene, care a finanțat între 50 și 70% din investiții, a fost decisiv. Dar cele 75 de stații operaționale înoctombrie 2019sunt departe de a fi profitabili; întreprinderea comună este deficitară, deoarece doar câteva sute de vehicule cu hidrogen sunt în circulație în țară.
Pentru primul său discurs despre statul Uniunii din 2003, George W. Bush a pariat pe mașina cu hidrogen. Doisprezece ani și 1,5 miliarde de dolari subvenționate mai târziu, primele mașini cu hidrogen apar pe piața americană. Acestea sunt în principal rezultatul producătorilor asiatici: Hyundai cu Tucson și Toyota cu Mirai . California a arătat calea: până în 2025, producătorii vor trebui să vândă cel puțin 15% din vehiculele curate. „Golden State” a ales, de asemenea, să promoveze în special mașina cu hidrogen, cu un sistem de credite CO 2 .și un bonus de cumpărare de două ori mai mare decât pentru mașina electrică. Statul finanțează în cele din urmă construcția a 100 de stații de încărcare de hidrogen, 50 până la sfârșitul anului 2016, în valoare totală de 200 de milioane de dolari. Federal Departamentul de Energie a investit în hidrogen timp de cincisprezece ani, și își petrece acum 100 de milioane $ pe an , în celule de combustibil; proiectele sale au făcut posibilă reducerea cu 50% a costului celulelor de combustibil utilizate pentru transport din 2006, dublarea autonomiei acestora și împărțirea la cinci a cantității de platină utilizată; acum caută să reducă amprenta de carbon a acestor vehicule prin producerea de hidrogen din surse regenerabile, cum ar fi apa sau vântul.
Toyota își anunță în 2019 intenția de a-și crește capacitatea de producție de la 3.000 la 30.000 de unități pe an până la sfârșitul anului 2020 și la câteva sute de mii până în 2030. Toyota Mirai , lansat în 2014, a vândut 9.700 de exemplare în cinci ani, inclusiv 5.900 în California, 3.200 în Japonia și 600 în Europa. Toyota speră să-și reducă costurile la jumătate pentru a doua generație, așteptată la sfârșitul anului 2020 și să o reducă la jumătate pentru generația a treia.
Guvernul japonez a stabilit obiective de 40.000 de mașini cu hidrogen pe drumurile japoneze în 2020 și 200.000 în 2025, cu o rețea de 160 de stații și apoi 320 de stații până la acele date.
În timp ce Japonia are deja, în martie 2018, aproape 100 de stații de hidrogen în funcțiune, cei 11 membri ai consorțiului „Japan H2 Mobility” intenționează să instaleze 80 de noi stații în următorii patru ani. Până în 2025, autoritățile japoneze au stabilit o țintă de 320 de stații instalate, apoi 900 până în 2030.
Construcția unei stații de hidrogen, conform standardelor japoneze foarte drastice, costă între 400 și 500 de milioane de yeni (3 până la 4 milioane de euro), sau de patru ori mai mult decât o stație de benzină convențională. Guvernul și consorțiul „Japan H2 Mobility” consideră că vor putea reduce la jumătate acest preț până în 2020, iar sosirea pe piață a noilor vehicule cu hidrogen ar trebui să permită abordarea unui model economic mai profitabil; pana candMai 2018, Toyota a vândut mai puțin de 3.000 de exemplare ale Mirai-ului său în țară, iar Honda a vândut doar 200 de unități din modelul său Clarity .
Odată cu declinul relativ al bicicletei în comparație cu mașina ( 28 de milioane de vehicule vândute în 2018 în țară) și dezvoltarea rapidă a rețelei sale rutiere (peste 4,77 milioane de kilometri la sfârșitul anului 2017, adică în jur de + 4,4% în 12 luni și cea mai importantă rețea rutieră mondială), China trebuie să abordeze creșterea poluării rutiere , care agravează poluarea aerului . O politică de eco-mobilitate promovează în special vehiculul electric ( baterii cu litiu , cu 16 milioane de vehicule electrice planificate pentru 2030), dar și vehiculul cu hidrogen: în 2017, în China au fost asamblate 360 de vehicule (mașini, autobuze și camioane) care funcționau cu hidrogen. Previziunile sunt 5.000 în 2020, 50.000 în 2025 și un milion în 2030, furnizate de 100 de stații în 2020, 1.000 în 2025 și 3.000 în 2030. Subvențiile sunt foarte mari: 31.000 USD pentru achiziționarea unei mașini, 46.000 USD pentru un autobuz, 77.000 de dolari pentru un camion și 600.000 de dolari pentru construcția unei stații de încărcare.
Pentru a-și atinge obiectivele de dezvoltare a sectorului hidrogenului, țara va trebui să își tripleze producția de hidrogen până în 2050, dar să dezvolte și un sector complet din aval. Sprijinul foarte puternic arătat în ultimii ani de sectorul public la diferite niveluri (ministere, autorități locale, SOE) a încurajat actorii privați să lanseze numeroase proiecte de investiții pe segmente precum vehiculele cu hidrogen (FCV), pilele de combustibil, distribuția sau aplicații industriale. Eliminarea preconizată a subvențiilor la nivel central în 2021, precum și declarațiile Ministerului Finanțelor, indică totuși că mobilitatea hidrogenului nu mai este considerată un supliment la vehiculele electrice convenționale.
Hyundai își anunță în 2019 intenția de a-și crește capacitatea de producție a mașinilor cu hidrogen de la 3.000 la 30.000 de unități pe an până la sfârșitul anului 2020 și la câteva sute de mii până în 2030.
În Coreea de Sud , primul autobuz cu hidrogen, construit de Hyundai , a intrat în funcțiune22 octombrie 2018. Ministerul Comerțului, Industriei și Energiei din Coreea anunță că 30 de autobuze noi vor fi puse în funcțiune în 2019 și că își vor spori sprijinul pentru vehiculele cu emisii zero, cu scopul de a crea o piață de 16 până în 2022. 000 de vehicule cu hidrogen, inclusiv 1000 autobuze. Producătorii Hyundai Motor și piese și-au exprimat planul de a investi 900 de miliarde de won ( 690 milioane de euro) cu scopul de a construi 30.000 de mașini cu hidrogen pe an.
Hydrogen Challenger ; nava alimentată cu hidrogen și vânt , aici, în portul Bremerhaven ( Germania ), în 2006.
Bicicletă pedalată asistată de un motor a cărui energie electrică provine dintr-o celulă de combustibil cu hidrogen .
Mașina Honda alimentată cu hidrogen, fiind realimentată.
Pistolul de alimentare cu rezervor de hidrogen.
Demonstrant al companiei Boeing alimentat cu pilă de combustibil cu hidrogen (Diamond HK36 Super Dimona EC-003) prezentat în 2008 la Farnborough Airshow.
Submarin de tip Armata Germană 212, alimentat de o celulă de combustibil cu hidrogen.
Prima barcă care circulă pe o celulă de combustibil cu hidrogen (modelul HYDRA ), aici, în Leipzig (Germania).
Configurarea componentelor unui vehicul.
Autobuz alimentat de o celulă de combustibil cu hidrogen.
După explozia dintr-o stație de distribuție a hidrogenului 10 iunie 2019lângă Oslo, producătorul său, grupul norvegian Nel, a sfătuit să închidă toate stațiile care utilizează aceeași tehnologie. Toyota și Hyundai, cei mai mari doi producători de mașini cu hidrogen, au suspendat vânzarea acestor vehicule. Stațiile de distribuție a hidrogenului au fost închise și în alte țări, inclusiv în Germania și Statele Unite. startiunie 2019, o altă explozie în Santa Clara , California, la o fabrică de producție de hidrogen a grupului american Air Products , cauzată probabil de o scurgere la umplerea unui camion cisternă, a provocat și o lipsă de hidrogen: noile unsprezece stații de alimentare cu hidrogen din regiune au fost nevoite să își suspendă activitatea, ceea ce le-a forțat pe clienții lor să închidă. Primele rezultate ale anchetei asupra exploziei din Norvegia indică faptul că o scurgere în rezervorul de înaltă presiune a provocat formarea unui „nor” de hidrogen, care s-a aprins brusc în aer. Ancheta preliminară arată că incidentul a început cu o scurgere de hidrogen pe o supapă a rezervorului de stocare la presiune înaltă; această problemă a supapei se datorează unei erori de asamblare din fabrică.
Ca orice combustibil, hidrogenul se poate aprinde sau exploda dacă este scurs; dar din moment ce este cea mai mică moleculă de gaz , riscul scurgerilor este mai mare decât în cazul oricărui alt gaz. Este dificil să se facă rezervoare și țevi care conțin hidrogen complet etanșe, mai ales atunci când acesta din urmă este comprimat la presiune foarte mare, deoarece poate scăpa prin deschideri microscopice. Chiar și cele mai bune tancuri nu sunt niciodată complet sigilate: cele din mașinile cu hidrogen se pot goli în câteva săptămâni, chiar și atunci când vehiculul este staționar. În plus, hidrogenul este foarte ușor inflamabil: energia necesară pentru aprinderea acestuia este de zece ori mai mică decât cea necesară pentru aprinderea metanului. În plus, atunci când hidrogenul este comprimat la presiune foarte mare, cum ar fi în vehiculele cu hidrogen și stațiile de alimentare, și apare o scurgere, gazul se extinde foarte mult și apare ceea ce se numește „explozie”. Efectul Joule-Thomson invers ”: hidrogenul care evadările se încălzesc, ceea ce poate fi suficient pentru ca acesta să se aprindă spontan.
În 2019, metoda de producție a hidrogenului nu a arătat nicio externalitate globală pozitivă în favoarea luptei împotriva încălzirii globale . De fapt, 95% din hidrogenul produs în lume este produs din hidrocarburi , prin reformarea aburului , care emite între 10 și 13 kilograme de CO 2.pe kilogram de hidrogen produs. Cantitatea de CO 2produs prin reformarea cu abur este de fapt aproape echivalent, cu o cerință de energie echivalentă, cu cea emisă de benzină sau motorină. Emisie de CO 2ar fi neglijabil dacă hidrogenul ar fi produs prin electroliza apei , folosind electricitate fără carbon (nucleară sau regenerabilă). Astfel, în 2018, în Franța, vehiculul electric are o probabilitate a priori de 91,4% de a utiliza o sursă de energie fără carbon, față de 5% pentru vehiculul cu hidrogen (producția excluzând reformarea aburului). Prin urmare, bonusul ecologic acordat vehiculelor cu hidrogen va avea un sens complet doar dacă hidrogenul provine din surse fără carbon.
Un studiu al decembrie 2009de la Universitatea din California, Davis, publicat în Journal of Power Sources constată că, în timpul vieții lor, vehiculele alimentate cu hidrogen emit mai mult carbon decât vehiculele alimentate cu benzină. Acest lucru este în conformitate cu o analiză din 2014.
Criticii spun în anii 2000 că timpul necesar pentru a depăși barierele tehnice și economice în calea utilizării pe scară largă a mașinilor cu hidrogen este probabil să se întindă pe cel puțin câteva decenii. Prin urmare, vehiculele cu hidrogen nu pot deveni niciodată disponibile pe scară largă. Concentrarea pe utilizarea mașinii cu hidrogen ar acoperi soluțiile mai ușoare pentru a reduce utilizarea combustibililor fosili în vehicule. ÎnMai 2008, Revista Wired spune: „Experții spun că vor trece 40 de ani sau mai mult până când hidrogenul va avea un impact semnificativ asupra consumului de benzină sau a încălzirii globale, totuși nu ne putem permite să așteptăm prea mult timp. Între timp, pilele de combustibil îndepărtează resursele de la soluții mai imediate ” .
Astfel, KG Duleep a declarat în 2007 că „există argumente puternice pentru îmbunătățiri suplimentare ale eficienței energetice a tehnologiilor convenționale la un cost relativ scăzut” . Documentarul din 2006 Cine a ucis mașina electrică? prezintă critici la motoarele cu hidrogen. Potrivit fostului angajat al Departamentului Energiei din Statele Unite, Joseph J. Romm (în) , „o mașină cu hidrogen este una dintre modalitățile cele mai scumpe și mai puțin eficiente în reducerea efectului de seră” . Când a fost întrebat când vor fi disponibile pe scară largă mașinile cu hidrogen, Romm răspunde, „nu în viața noastră și cel mai probabil niciodată” . Înseptembrie 2008Economistul îl citează peRobert Zubrin, autorul cărții Energy Victory (în) (The Energy Victory), potrivit căruia„hidrogenul este cam cel mai prost combustibil posibil pentru vehicule”. Revista menționează abandonarea de către California a obiectivelor sale anterioare:„În martie 2008, California Air Resources Board , o agenție a guvernului de stat din California și un indicator pentru guvernele statelor americane, și-a schimbat cerința privind numărul de vehicule curate (ZEV) în să fie construit și vândut în California între 2012 și 2014. mandatul revizuit permite producătorilor să respecte regulile construind mai multe baterii electrice pentru mașiniîn loc de vehicule cu pile de combustibil. „Se menționează, de asemenea, că cea mai mare parte a producției de hidrogen emite la fel de mult carbon ca în unele dintre mașinile actuale pe benzină. Pe de altă parte, dacă hidrogenul poate fi produs din energii regenerabile,„cu siguranță ar fi mai ușor să folosiți pur și simplu această energie pentru a reîncărca bateriile vehiculelor electrice sau hibride”.
Din punct de vedere economic, depozitarea sub formă de hidrogen este mult mai puțin competitivă decât cea pe baterie, potrivit unui studiu realizat de Ademe în 2020. Motley Fool afirmă în 2013 că „există încă obstacole legate de costul prohibitiv al transportului , stocarea și, mai presus de toate, producția ” de hidrogen. Analistul Alan Baum a plâns în 2015 că „problema numărul unu cu celula de combustibil este costul tehnologiei. Atunci nu există infrastructură. Este plăcut să te poți umple în cinci minute, dar problema este că există doar paisprezece stații de încărcare în întregul stat California. "
În Februarie 2009, Los Angeles Times scrie că „tehnologia celulei de combustibil cu hidrogen nu va funcționa în mașini. […] Cu toate acestea, înțelegeți problema, hidrogenul este un mod slab de a muta mașinile ” .
În noiembrie 2009, Washington Post întreabă „de ce ai vrea să stochezi energie sub formă de hidrogen și apoi să folosești hidrogenul pentru a genera electricitate pentru un motor, când energia electrică este deja gata să fie extrasă din punctele de desfacere. rulează în toată America și este stocată în baterii auto? „ Rudolf Krebs, șeful tracțiunii electrice la Volkswagen , a declarat în 2013 că „ oricât de bune ar fi mașinile pe care le produceți, legile fizicii le împiedică eficiența generală. Cel mai eficient mod de a converti energia pentru mobilitate este electricitatea. " El specifică faptul că utilizarea hidrogenului pentru a vă deplasa " are sens doar dacă utilizați energie verde " , dar că producția de hidrogen se face " cu randamente reduse " unde " pierdem aproximativ 40 la sută din energia inițială " . Apoi, hidrogenul trebuie comprimat și depozitat sub presiune ridicată în rezervoare, care folosește și mai multă energie. În cele din urmă, „trebuie să transformăm hidrogenul în electricitate într-o celulă de combustibil cu o altă pierdere de eficiență” . Krebs conchide că „la sfârșitul sutei la sută din energia electrică originală, ajungeți la 30 până la 40 la sută. „ Elon Musk , președinte și director al producției producătorului de vehicule electrice Tesla Motors , judecătorul tehnologiei hidrogenului „ deosebit de prostie ”, deoarece producția de hidrogen în sine consumă multă energie. El spune că „dacă ne comparăm cu un panou solar pentru reîncărcarea directă a bateriei, este la jumătate mai eficient” .
Business Insider scrie înnoiembrie 2013că „hidrogenul pur poate fi obținut industrial, dar este nevoie de energie. Dacă această energie nu provine din surse regenerabile, atunci mașinile cu celule de combustibil nu sunt atât de curate pe cât păreau cândva. […] O altă provocare este lipsa infrastructurii. Benzinăriile trebuie să investească în capacitatea de a umple rezervoarele de hidrogen înainte ca vehiculele cu celule de combustibil să poată fi utilizate și este puțin probabil ca multe să facă acest lucru atunci când există atât de puțini clienți. [...] Lipsa infrastructurii este agravată de costul ridicat al tehnologiei. Pilele de combustibil sunt încă foarte, foarte scumpe ”
În 2014, Joseph Romm a publicat trei articole pentru a recapitula criticile aduse vehiculelor cu hidrogen. El susține că aceste vehicule nu au depășit încă următoarele probleme: costul ridicat, costul ridicat al alimentării cu combustibil și lipsa infrastructurii de livrare a combustibilului și observă că „ar fi nevoie de mai multe minuni pentru a depăși toate aceste probleme simultan. vino ” . Cel mai important, a spus el, este că „vehiculele cu hidrogen nu sunt verzi” din cauza scurgerilor de metan la extragerea gazului natural și având în vedere că 95% din producția de hidrogen se realizează utilizând procesul de reformare a aburului ( reformarea aburului ). În plus, energiile regenerabile nu pot fi folosite pentru fabricarea hidrogenului pentru o flotă de vehicule, „fie acum, fie în viitor” , din cauza eficienței scăzute a lanțului de electroliză-transport hidrogen-reconversie. Electricitate în celula de combustibil; va fi întotdeauna mai eficient să folosiți direct energia electrică produsă de turbinele eoliene sau de energia solară. Un analist GreenTech Media (in) ajunge la concluzii similare în 2014. În 2015, Clean Technica și Car Throttle (in) prezintă câteva dintre dezavantajele vehiculelor față de celula de combustibil cu hidrogen . Un alt autor Clean Technica conchide că „deși hidrogenul poate avea un rol de jucat în stocarea energiei (în special stocarea sezonieră), se pare că există un punct mort în ceea ce privește vehiculele de consum” .
Un studiu realizat de Horváth & Partners compară tehnologia hidrogenului cu cea a mașinii electrice cu baterie: pentru modelele alimentate cu baterii, 8% din energie se pierde în timpul transportului înainte de stocarea în baterii și 18% se pierde în conversia în amonte de alimentarea cu motor, adică un nivel de eficiență între 70 și 80%, față de 25 până la 35% pentru soluția de hidrogen: 45% pierderi în timpul producției de hidrogen prin electroliză, apoi 55% pierderi la transformarea hidrogenului în electricitate în vehicul. Volkswagen menționează alte motive pentru care preferă soluția pentru baterie: tehnologia hidrogenului este mai scumpă și soluția pentru baterii este mai matură, doar modelele de baterii pot fi produse rapid cu o rețea satisfăcătoare de alimentare cu energie.