La production de l'hydrogène provient quasi intégralement d'énergies fossiles

La multiplication des zones à faibles émissions mobilité (ZFE-m) à partir de 2025, ayant pour objectif de réduire la pollution atmosphérique dans les zones denses les plus polluées par des interdictions de circulation de véhicules condamnent à moyenne échéance l'achat de véhicules à motorisations thermiques (essence, diesel, GPL, GNV, superéthanol, mild hybride essence, hybride essence, hybride essence rechargeable, mild hybride superéthanol, hybride superéthanol, hybride superéthanol rechargeable, mild hybride diesel, hybride diesel et hybride diesel rechargeable.

A cela s'ajoute, l'arrêt de la vente de véhicules thermiques sur le marché européen d'ici 2035.

Dans ce contexte réglementaire structurant, seule la propulsion électrique à batterie et la propulsion électrique à pile à combustible ont un avenir au-delà de 2035.

La vision de Toyota d'un avenir durable intègre l'hydrogène en tant que ressource abondante pour stocker l'énergie.

Selon Toyota, l'hydrogène a le potentiel de fournir une mobilité zéro carbone aux véhicules, mais également aux trains, aux bateaux et aux avions, et de générer de l'énergie pour l'industrie, les entreprises et les foyers.

Le premier constructeur automobile mondial pense que la production en masse de véhicules électriques à pile à combustible (FCEV) est de nature à résoudre les problèmes environnementaux et énergétiques.

Toyota a lancé son premier véhicule à pile à combustible FCEV en 2014.

En 2021, Toyota a lancé la deuxième génération de son véhicule FCEV.

En raison d'une production de l'hydrogène à 95% (Source : ADEME Magazine – Avril 2021) à partir d'hydrocarbures (pétrole, gaz naturel et charbon) et d'une infrastructures de recharge particulièrement peu développée, l'adoption massive des véhicules électriques à pile à combustible (FCEV) parait encore lointaine en 2023.

Produit à partir de ressources renouvelables (électrolyse de l'eau) et d'énergies renouvelables (éolien, photovoltaïque, biomasse, etc.…), l'hydrogène répond par contre aux enjeux de transition écologique.

Produit proprement, il peut se transformer en carburant propre (zéro émission de CO2) pour la mobilité.

Lorsqu'il est produit à partir d'énergies renouvelables, l'hydrogène vert est non émissif de CO2, de la production à l'utilisation.

L'électricité renouvelable issue de l'éolien, du solaire ou de l'hydraulique est utilisée pour faire passer le courant dans l'eau. Ce que l'on appelle l'électrolyse de l'eau va décomposer la molécule d'eau (H2O) en oxygène (O2) d'un côté, et en hydrogène (H2) de l'autre.

Le potentiel de l'hydrogène est immense sous réserve d'être produit à partir d'énergies renouvelables.

En 2021, 95% de l'hydrogène produit nécessite d'utiliser des sources d'énergies fossiles émissives de CO2 : gaz naturel, pétrole…C'est la solution la moins coûteuse mais 1 kg d'hydrogène produit génère jusqu'à 10 kg de CO2 émis.

L'hydrogène présente tous les avantages du pétrole et du gaz sans leurs inconvénients : très concentré, il peut se transporter, se stocker et fournir de l'énergie sans émettre de gaz à effet de serre. Trois fois plus énergétique en kilogramme que l'essence, l'hydrogène constitue une alternative aux énergies fossiles.

En 2020, la consommation mondiale d'hydrogène a avoisiné 90 millions de tonnes. La demande provient essentiellement du raffinage et d'applications industrielles (72 Mt d'hydrogène « pur » pour la production d'ammoniac et le raffinage pétrolier et 18 Mt en mélange avec d'autres gaz pour la production de méthanol et la sidérurgie).

La production de cet hydrogène gris provient quasi intégralement d'énergies fossiles (Source: Global Hydrogen Review 2021, AIE, octobre 2021) et a entraîné presque 900 millions de tonnes d'émissions directes de CO2 en 2020, soit environ 2,5% des émissions annuelles de CO2 liées à l'énergie et l'industrie dans le monde ou « l'équivalent des émissions combinées de l'Indonésie et du Royaume-Uni », rappelle l'AIE.

À la pompe, l'hydrogène coûte le même prix qu'un plein d'essence. Le kilo d'hydrogène est facturé entre 10 euros et 15 euros. Les véhicules à hydrogène embarquent 6 kg d'hydrogène environ. Le prix d'un plein est similaire à celui d'un plein d'essence.

Le plein d'hydrogène s'effectue en 5 minutes dans une station dédiée à l'hydrogène.

1. Contraintes techniques (dont autonomie): limitée. L'autonomie des véhicules à pile à combustible à hydrogène est supérieure à 500 km. Le démarrage à froid n'est possible que jusqu'à moins 30° C.

2. Surcoût à l'achat : astronomique en 2022. Seules deux marques commercialisent des véhicules électriques particuliers à pile à combustible à hydrogène en France (Hyundai et Toyota), essentiellement comme manifestes techniques de leurs expertises respectives dans la pile à combustible à hydrogène. Du fait de fabrications en toute petite série, les prix de ventes des deux véhicules électriques particuliers à pile à combustible à hydrogène sont astronomiques. Mais d'une génération à l'autre, les baisses de prix des véhicules à piles à combustible de vente sont importantes.

3. Nombre de stations-service distribuant le carburant : très faible. On compterait de l'ordre de 32 stations à hydrogène ouvertes au public en France. Ce maillage extrêmement faible des stations de recharge en hydrogène ouvertes au public en France ne permet pas la diffusion d'une voiture à hydrogène à grande échelle à ce jour.

4. Prix du carburant à la pompe : identique au carburant essence. À la pompe, l'hydrogène coûte le même prix qu'un plein d'essence. Le kilo d'hydrogène est facturé entre 10 euros et 15 euros. Les véhicules à hydrogène embarquent 6 kg d'hydrogène environ. Le prix d'un plein est similaire à celui d'un plein d'essence.

5. Bonus-malus à l'achat : 5 000 euros sous réserve d'un prix inférieur à 47 000 euros.

6. Incitations financières à l'achat : aucune.

7. Restrictions de circulation : aucune.

8. Consommation : la consommation d'un système de pile à combustible est d'environ un kg d'hydrogène aux 100 km. C'est comparable en euro à un véhicule à essence.

9. Surcoût à l'entretien :

10. Perspective de revente en occasion : extrêmement faible en 2023.

Conclusion : En 2021, 95% de l'hydrogène est fabriqué à partir d'hydrocarbures (pétrole, gaz naturel et charbon). On l'appelle l'hydrogène gris. 1 kg d'hydrogène produit génère jusqu'à 10 kg de CO2 émis. L'hydrogène gris n'est pas un carburant efficace en 2023 pour l'automobile. Mais son potentiel est immense sous réserve d'être produit à partir d'énergies renouvelables.

Risque associé :

Limite : La voiture à pile à combustible à hydrogène nécessite une infrastructure de recharge en hydrogène dédiée encore inexistante ou marginale. Mais si le carburant hydrogène est produit de manière propre, il est vraisemblable qu'une infrastructure de recharge sera mise en place. L'ambition du Gouvernement Français est de faire de l'hydrogène renouvelable et bas-carbone un levier de la transition écologique. Il en est de même dans de nombreux autres pays.

Le rôle de l'hydrogène dans la mobilité routière est considéré comme essentiel dans la décarbonation des transports, notamment pour les véhicules légers et les véhicules utilitaires légers particulièrement bien adaptés à un usage intensif, mais également pour répondre aux contraintes opérationnelles et environnementales auxquelles sont soumis les poids-lourds.

Deux véhicules particuliers et des véhicules utilitaires légers à hydrogène sont disponibles sur le marché.

Les véhicules à piles à combustible hydrogène répondent aux usages intensifs des segments véhicules utilitaires légers, taxis, bus, camions lourds et longue distance, en garantissant une mobilité zéro-émission, un temps de remplissage rapide, l'autonomie attendue et des capacités de remorquage et de charge utile élevées.