Les investissements dans l’hydrogène vert sont fortement encouragés au niveau de l’Union européenne et dans plusieurs États membres. Une dynamique qui va certainement faire bouger et transformer le quotidien des différents acteurs du transport routier de marchandises.
La conversion de l'hydrogène gazeux en électricité ne produit que de l'eau et de la chaleur comme sous-produits. Autrement dit, les véhicules à pile à combustible ne créent pas de pollution au tuyau d'échappement. Une promesse d’énergie propre et respectueuse de notre environnement qui ne peut laisser insensible le secteur du transport routier de marchandises. Celui-ci représente 25% de toutes les émissions de CO2 de la route, soit 6% du total de toutes les émissions, sur le continent européen. Examinons les stratégies déployées par les différents acteurs du marché autour de l’hydrogène pour le rendre fonctionnellement utilisable, abordable en prix et accessible en distribution.
Pourquoi l’hydrogène ?
Les véhicules à pile à combustible utilisent de l'hydrogène gazeux pour alimenter un moteur électrique. Contrairement aux véhicules conventionnels qui fonctionnent au diesel, les camions à pile à combustible combinent l'hydrogène et l'oxygène pour produire de l'électricité, qui fait fonctionner un moteur. Comme ils sont entièrement alimentés à l'électricité, les véhicules à pile à combustible sont considérés comme des véhicules électriques ("VE"). Mais contrairement aux autres véhicules électriques, leur autonomie et leurs processus de ravitaillement sont comparables aux camions classiques. Les véhicules à pile à hydrogène combinent donc l'autonomie et la facilité de ravitaillement des véhicules classiques avec les avantages environnementaux de la conduite à l'électricité.
L'hydrogène peut être produit avec une rentabilité toujours plus grande par électrolyse, en divisant l'eau en ses atomes d'hydrogène et d'oxygène. Il est ensuite comprimé pour pouvoir être stocké en quantité suffisante dans un réservoir de voiture ou de camion. Le processus d’électrolyse génère deux gaz utiles et, lorsqu'il est alimenté par de l'énergie verte, il fait de la production d'hydrogène un acte neutre en carbone. À l'heure actuelle, cependant, à peine 2% des 600 milliards de mètres cubes d'hydrogène fabriqués chaque année dans le monde sont produits par électrolyse de l'eau (appelé hydrogène vert), tandis que 98% sont produits à partir de gaz naturel, avec du dioxyde de carbone comme sous-produit (appelé hydrogène bleu).
Le développement de l'économie de l'hydrogène vert repose aujourd’hui, dans sa phase initiale, sur des investissements publics dans les infrastructures de production et de distribution, et parallèlement dans des projets d'énergie renouvelable pour fournir une énergie neutre en carbone.
Une volonté politique forte
La Commission européenne fait de l’hydrogène l'un des investissements prioritaires du fonds de relance décidé pour surmonter la crise du coronavirus, au même titre que la 5G, les batteries ou encore l'intelligence artificielle. Elle a présenté le 8 juillet une stratégie globale dédiée au domaine de l'hydrogène pour une Europe climatiquement neutre.
Cette stratégie expose :
- Un programme d'investissement,
- Un calendrier sur 30 ans en 3 étapes (décarbonation de la production d’hydrogène : 2020-2024 ; intégration de l’H2 dans le système énergétique : 2024-2030 ; déploiement à grande échelle : 2030-2050);
- Une volonté de leadership mondial;
- Des outils de financement avec un appel aux pays européens et aux entreprises privées.
Pour soutenir les investissements et favoriser l'apparition d'un écosystème de l'hydrogène complet, la Commission a lancé une "alliance européenne pour un hydrogène propre", conformément à l'annonce faite en mars dernier dans sa communication sur une nouvelle stratégie industrielle. Mêlant entreprises, États membres, représentants de la société civile, elle vise à "réindustrialiser l'Europe tout en respectant l'impératif climatique", résume dans Les Échos Thierry Breton, commissaire européen en charge du Marché intérieur. On y trouve trois types d'acteurs du secteur privé : ceux qui interviennent dans la capacité de production, ceux en charge du stockage et du transport, et tous ceux susceptibles d'être, à terme, les utilisateurs de cette source d'énergie.
Certains États membres se sont d’ores et déjà emparés du sujet. En précurseur, l’Allemagne a adopté en juin un plan de 9 milliards d’euros pour développer la recherche, les infrastructures et les conditions-cadre nécessaires pour porter la capacité d’électrolyse à 5 d'ici à 2030. La Pologne ne veut pas être en reste. Le ministre en charge du climat a signé en juillet une lettre d'intention avec les principaux acteurs du marché polonais de l’énergie. Objectif : construire une économie de l'hydrogène et en faire un carburant pour le transport. La France prépare également un plan pour développer la filière.
Objectivement, il y a une alliance très nette entre le pouvoir politique à l’échelon européen comme national avec les entreprises privées pour changer le modèle énergétique. Les trois grands leaders industriels, l’Américain Air Products, l’Allemand Linde et le Français Air Liquide rivalisent dans l’annonce de projets à plusieurs milliards de dollars d’investissements partout dans le monde.
Concerné au premier chef par la décarbonation, le transport de marchandises, notamment routier, doit suivre de près ces évolutions. On constate d’ailleurs l’émergence d’initiatives ciblées sur le transport telles que l’European Clean Trucking Alliance (ECTA), qui vise à promouvoir des solutions de transport qui ne recourent pas aux énergies fossiles. Les spécialistes de l’hydrogène ne s’y trompent pas. En Europe, par exemple, Air Liquide et l'Autorité du Port de Rotterdam travaillent à permettre le déploiement de 1 000 camions zéro émission fonctionnant à l'hydrogène sur les routes reliant les Pays-Bas, la Belgique et l'Allemagne de l'Ouest d'ici 2025. En France, dans le cadre de HyaMMED, Air Liquide participe aussi à un projet pilote qui consiste à alimenter une vingtaine de camions à hydrogène au départ de Fos-sur-Mer dès janvier 2022.
La fin du diesel ?
Parce que les règlementations poussent les constructeurs à réduire drastiquement les émissions de C02 et parce que certains annoncent que les piles à combustibles pourraient être une option moins chère que le diesel dès 2030, certains prédisent la fin rapide du diesel. C’est le cas notamment de Trevor Milton, fondateur de Nikola. À la tête d’un constructeur de camions qui n’a pas vendu encore une seule unité mais qui est valorisé plus de 20 milliards de dollars, il communique sans cesse (sans oublier le hashtag #dieselisdead !) sur son obsession d’améliorer l’efficacité énergétique avant tout : "Nous avons consacré plus de temps à réduire le coût de l'hydrogène qu'à autre chose, y compris à la construction des camions. Les camions ne sont qu'un produit pour consommer de l'énergie, mais aussi un produit pour nettoyer le monde".
Dans cette quête, Nikola s’est rapproché du constructeur italien IVECO en 2019. On lui prête le souhait de coopérer également avec Hyundai, qui est en la matière un précurseur. Le constructeur sud-coréen affiche non seulement des réalisations mais aussi des objectifs précis dans des délais très proches. Ainsi, il a remporté le prix Future Mobility of the Year 2020 à la fin du mois de juillet pour son poids lourd à hydrogène HDC-6 Neptune.
Hyundai Motor et le groupement de sociétés suisses H2 Energy ont par ailleurs annoncé la création d’une joint-venture pour produire 1 600 camions à hydrogène 18 t pour les marchés suisses, autrichiens et allemands d’ici 2025. Le groupement H2 milite pour l’usage de l’hydrogène issu de l’eau des torrents suisses comme énergie motrice.
Dans la course à l’hydrogène, les constructeurs traditionnels unissent également leurs forces. Daimler AG et Volvo Trucks ont ainsi décidé de collaborer pour accélérer le développement, la mise en place et l'acceptation des véhicules à pile à combustible alors que les autres constructeurs de camions misent sur les solutions électriques à batterie. L'intention est de développer, produire et commercialiser des systèmes de piles à combustible pour des applications de véhicules lourds et d'autres utilisations.
Les équipementiers aussi manifestent leur confiance dans l’avenir de l’hydrogène. "Nous pensons que l'hydrogène sera l'une des principales solutions de mobilité propre", souligne ainsi Laurent Favre, PDG de Plastic Omnium. L’entreprise a prévu d’investir 200 millions d’euros sur trois ans dans cette technologie (piles et réservoirs à plusieurs centaines de bars). Le fabricant allemand Proton de pile à hydrogène prévoit quant à lui une croissance du secteur de 15% par an jusqu’en 2027, qui porterait le marché à 33 milliards de dollars (contre 10,5 milliards en 2019). Il a conçu un système multi-piles pour les demandes de puissance supérieures à 100 kW dans les très gros camions, qui sera livré au début de 2021.
Faurecia et Michelin, à l’image de Daimler et de Volvo, ont pour leur part officialisé la création de Symbio, une joint-venture de 140 millions d’euros d’actifs regroupant toutes leurs activités dédiées à la pile à hydrogène, avec pour objectif de devenir un leader mondial de la mobilité hydrogène et 1,5 milliard d’euros de chiffre d’affaire en 2030.
Des handicaps à surmonter
Comme nous venons de le voir, l’emballement pour l’hydrogène est manifeste et la course est lancée. Il reste bien évidemment encore quelques contraintes, mais elles sont en voie d’être résolues.
- Le coût du renouvellement du parc actuel en diesel
La stratégie à long terme de l’Union européenne devrait permettre de lisser le renouvellement du parc sur plus de 10 ans, et éviter ainsi de rendre des matériels trop vite obsolètes.
- Le développement des stations de recharge
C’est un point crucial dans le déploiement stratégique des solutions hydrogène, partout dans le monde. La Chine a intensifié la recherche et la production de piles à combustible ; elle prévoit d'ajouter 1 000 stations H2 et d'avoir un million de camions H2 sur la route d'ici 2030, selon asia.nikkei.com. Nikola prévoit 700 stations aux États-Unis et un réseau européen complet d’ici 10 ans.
- Le coût de l’hydrogène vert
Ce coût, par rapport au diesel, au gaz naturel et à l’hydrogène bleu, semble être un simple problème d’échelle ou de massification. "Lorsque nous avons commencé, l'hydrogène coûtait 16 $ le kilogramme. Nous sommes maintenant bien en-dessous de 4 $ et nous nous rapprochons de l’objectif de 2,50$. Donc, nous sommes maintenant moins chers que le diesel", estime Trevor Milton, le fondateur de Nikola.
- L’efficacité énergétique et le coût des piles à hydrogène
Dans son rapport 2019 Advanced Truck Technologies, le département américain de l'énergie attribue à l'électrique une efficacité de conduite de 95%, contre 59% pour la pile à combustible et 46% pour le diesel. La pile affiche donc déjà un rendement meilleur que le diesel. De plus, son rapport Tonne-kilomètre transporté sur Temps de recharge est équivalent au diesel mais supérieur d’un facteur 10 aux batteries électriques qui sont trop lourdes malgré tout.
L’hydrogène semble donc indiqué pour effectuer des trajets longs et transporter du lourd, donc du trafic dit interurbain alors que les véhicules à batterie préfèreront la distribution urbaine (trajets courts et légers). Le futur se dessine inexorablement : décarboné !
