Voitures vertes: tout-électrique ou hydrogène ? Le match est lancé

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La voiture électrique Bolt du constructeur Chevrolet présentée le 12 janvier 2015 au salon auto de Detroit, aux Etats-Unis © AFP Jewel Samad

Detroit (Etats-Unis) (AFP) – Propulsion électrique ou pile à hydrogène ? L’industrie automobile est partagée alors que les premières voitures à hydrogène arrivent sur les routes et que le tout-électrique veut atteindre le grand public.

Les japonais Toyota, Nissan et Honda mais aussi les américains Telsa et General Motors se sont lancés dans ces technologies censées donner un coup de fouet aux véhicules verts plus chers que les voitures conventionnelles et ont fait assaut d’annonces lors du salon automobile qui vient de s’achever.

General Motors (GM), premier groupe automobile américain, a pris le relais du constructeur californien de Tesla en annonçant une voiture bon marché (30.000 dollars) dotée d’une autonomie de 320 km, la Bolt. Elle arrivera chez les concessionnaires en 2017, quasiment au même moment que l’autre vedette annoncée du segment, la Model 3 de Tesla.

La riposte du camp de l’hydrogène est arrivée sous la forme d’une nouvelle version de la FCV, la voiture à pile à combustible du constructeur nippon Honda. Elle débarque quelques semaines seulement après la « Mirai » de Toyota (60.000 dollars) de même technologie et sans autres émissions à l’échappement que de la vapeur d’eau.

Dotée de lignes dignes d’un vaisseau de la « Guerre des étoiles », la FCV, vante Honda, sera disponible début 2016 au Japon, avant d’arriver aux Etats-Unis et l’Europe. La Mirai est déjà disponible au Japon et le sera sur des marchés pilotes comme la Californie à l’automne.

Cette technologie est « particulièrement idiote » a sèchement rétorqué Elon Musk, le patron de Tesla, symbole des voitures électriques sportives et luxueuses. Car, avance-t-il, la production d’hydrogène consomme elle-même beaucoup d’énergie. La voiture à hydrogène fonctionne sur le modèle de l’électrolyse.

Un réservoir d’hydrogène alimente la pile à combustible qui, par la rencontre entre l’hydrogène et l’oxygène, produit de l’électricité et rejette de l’eau. L’électricité alimente alors le moteur électrique.

Mais pour M. Musk, « si on le compare à un panneau solaire pour recharger directement une batterie, c’est moitié moins efficace ».

Les analystes sont partagés entre les deux technologies, d’autant que pour l’une et l’autre se pose la très cruciale problématique des infrastructures qui nécessitent de gros et lourds investissements.

Les consommateurs seront plus enclins à se tourner vers la technologie qui dispose de stations de rechargement à proximité de chez eux, font-ils valoir.

La batterie a une avance puisque Tesla et le groupe d’électroniques japonais Panasonic sont en train de construire une méga-usine de batteries dans le Nevada (ouest) dans le but de réduire le coût de la technologie.

Le producteur californien de voitures électriques de luxe est aussi en train d’installer à ses frais des stations de rechargement un peu partout en Europe de l’Ouest.

A l’inverse, tout reste à faire pour l’hydrogène. « Le problème numéro un de la pile à combustible c’est le coût de la technologie. Ensuite, il n’y a pas d’infrastructures. C’est bien de pouvoir faire son plein en cinq minutes mais le problème c’est qu’il n’y a que quatorze stations de recharge dans tout l’Etat de Californie », déplore Alan Baum, analyste au cabinet Baum & Associates.

Toyota, qui a reçu plus de 1.500 commandes au Japon pour la Mirai, soit plus du triple qu’espéré au départ, ne dispose que d’une quarantaine de stations de recharge.

Conscients de ce désavantage, les bureaux d’études de groupes automobiles ont envisagé au départ une production de l’hydrogène dans le véhicule avant de finalement abandonner cette solution.

Toutefois, la pile à combustible revendique déjà une plus grande capacité d’autonomie que la batterie. La FCV de Honda revendique une autonomie de 483 km, tandis que la Mirai peut parcourir 650 km avec un seul plein.

La berline 100% électrique de Tesla, la Model S, qui dispose de la plus grande autonomie du segment, ne peut parcourir que 426 km avec une recharge.

« A la fin, les grands constructeurs automobiles vont faire le choix d’avoir un peu de toutes les technologies dans leur catalogue respectif », estime Martin Zimmerman, enseignant à l’Université du Michigan et ancien responsable du groupe automobile Ford.

© AFP

6 commentaires

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    • Oskar Lafontaine

    Les deux technologies vont progresser de concert, mais, à priori, et j’en prends le pari, c’est la technologie à accumulateurs qui devrait l’emporter dans un avenir prévisible d’une dizaine d’années.
    D’abord les accumulateurs progressent plus vite et ont des réserves de développements envisageables devant eux, réserves que la technologie à hydrogène n’a pas dans des délais comparables. Enfin et peut-être surtout, l’hydrogène présente, selon moi, trop de risques. Un jour un accident, dans une station de recharge, ou plus banal sur route, entraînera des pertes, humaines avant tout, et frappera les esprits, une sorte de réédition de la tragédie du dirigeable Hindenburg en 1937, à Lakehurst.
    De son côté encore l’électrique sur accumulateurs va bénéficier de l’arrivée, prévue dans les cinq ans, de carrosseries et d’une armature du véhicule, réalisés en un plastique très performant et enfin devenu moins onéreux à produire, ce qui devrait libérer au minimum 150 à 200 kilos qui seront reportés sur les accumulateurs, augmentant ainsi assez sérieusement l’autonomie. De plus l’arrivée, attendue depuis longtemps, de la technologie du moteur-roue, devrait aussi diminuer le poids total du véhicule,par celui de la transmission, tout en libérant de l’espace intérieur, enfin, toujours à échéance d’une dizaine d’années seulement, les batteries devraient gagner au moins 30% de puissance stockable supplémentaire, par unité de poids et de volume, sans augmentation du prix,. Au final, d’ici 2022-2028, seront proposés, et à un prix enfin abordable pour le plus grand nombre, de plus sans risques d’incendie ou d’explosion, des véhicules sur accumulateurs d’une autonomie enfin sérieuse de 600 kilomètres.
    Le problème de la recharge trouvera des solutions, probablement en partie par l’induction directe sur les routes et parkings, plus originalement aussi par des surfaces photovoltaïques multipliées sur les véhicules eux-mêmes. Et la généralisation surtout des recharges au domicile et sur les zones de stationnement au bas des immeubles, comme dans les parkings, devrait suffire.
    On découvrira aussi, par la même occasion, ce qu’Egon Musk a déjà bien anticipé, que les mêmes packs de batteries de voitures peuvent également servir à l’alimentation électrique des habitations, ce qui constituera une révolution annexe entraînant l’abandon progressif de l’essentiel des réseaux électriques de distribution…, et une chute du coût de production des accumulateurs par des productions en plus grandes séries et très automatisées.

      • Francis

      Il faut surtout envisager les bornes de recharge pour les voitures à accumulateurs sur le parking du lieu de travail, bornes couplées à des panneaux photovoltaïques.Tandis que recharger chez soi le soir ou la nuit,c’est forcément avec du courant nucléaire.Ensuite,les panneaux produisent du courant continu,les batteries sont chargées avec du courant continu,il y a là le maximum d’efficacité.

  • Bonjour,

    L’impact écologique, largement en faveur de l’hydrogène, n’est pas abordé. Et, à long terme, notamment en France où l’électricité est essentiellement nucléaire, cela fera la différence !

    Cordielement.

      • Citro

      Il y a tromperie car la voiture à hydrogène EST une voiture électrique.

      L’impact écologique sur la seule consommation d’électricité sera environ 4 fois plus important que pour les voitures électriques sur batterie.
      Une voiture électrique sur batterie consomme environ 15kWh d’électricité pour faire 100km
      Une voiture Hydrogène consomme environ 1kg d’hydrogène pour faire 100km.
      1kg d’hydrogène contient 33kWh d’énergie.

      Pour fabriquer l’hydrogène à partir de l’eau la consommation d’électricité peut atteindre 60kWh par kg auxquels il faut ajouter 6kWh par kg pour comprimer cet hydrogène à 350 bar (bien plus si on comprime à 700bar).
      La consommation d’électricité pour mettre un kg d’hydrogène dans une automobile sera donc supérieure à 60kWh, hors transport de l’hydrogène (le transport de l’hydrogène est 50% plus coûteux que celui du gaz naturel).

      Enfin, le lobby de l’hydrogène ne vous dit pas que les Piles à Combustibles ne sont pas encore fiables et ne dépassent pas 1000 heures de fonctionnement, ni que leur puissance restituée est faible et leur fonctionnement non modulable ce qui impose d’ajouter des batteries dans les véhicules hydrogène.

      Actuellement, faire le plein d’un kg d’hydrogène consomme donc 60kWh d’électricité pour faire 100km alors qu’avec la même énergie la sportive TESLA qui délivre jusqu’à 385Cv de puissance est homologuée pour 390km d’autonomie et coûte 60.000€ soit le même prix que des véhicules hydrogène inutilisables par les particuliers en raison de l’absence de stations…
      Sachez que les propriétaires de TESLA parcourent couramment plus de 40.000km par an…

    • Oskar Lafontaine

    Très intéressantes et surtout exactes remarques ci-dessus, l’hydrogène est en effet coûteux, en kilowattheures, à produire par électrolyse.Mais le coût du kilowattheure, ce que j’explique plus bas, est parfois, très, très bas.
    Simplement ce ne sera pas pour cette raison de gaspillage de kilowattheures que l’hydrogène demeurera marginal, mais bien pour des questions de sécurité, comme encore, et c’est bien relevé ici aussi, de coût toujours trop élevé des piles à combustible, même si des progrès sensibles à la baisse, ont été réalisés.
    L’accumulateur demeure plus simple à réaliser, ses perspectives d’amélioration de capacité et de durée de vie, sont meilleures que pour l’hydrogène, et sa durée d’usage, avec les lithiums nouvelle génération, dépasse les milliers de cycles, ce qui devrait ramener le coût du stockage d’un kilowattheure en accumulateur (en pratique le coût d’un pack d’accumulateurs neufs, quand il faut le changer, divisé par le nombre de cycles, charge-décharge réalisé) à moins de 3 à 5 centimes d’euro en 2020 selon les dernières estimations publiées, (entre autres) dans le journal économique, Les Echos, il y a moins de trois ou quatre mois, actuellement c’est encore quatre fois plus.
    Concernant le coût d’obtention de l’hydrogène, par consommation d’électricité, une remarque d’importance trouve ici sa place. Grâce à la montée en puissance des renouvelables, solaire et éolien, on prend enfin conscience que leur utilisation conduit à un coût marginal de production de l’électricité qui tend vers zéro, et donc toujours plus intéressant que la production classique d’électricité thermique, y compris par le thermique nucléaire, puisque le combustible (vent, soleil), est gratuit. Dans ces conditions, produire de l’hydrogène, avec de l’électricité, quand le vent souffle en abondance et, ou, que le soleil se montre généreux, devient économiquement possible, car il y a alors surproduction électrique et son prix de production comme de vente, fixé par la loi de l’offre et de la demande, s’effondre et peut même, ce qui s’est déjà produit certaines heures depuis deux ans, et ces épisodes vont aller en se multipliant, devenir négatif, le producteur finançant alors tout ou partie du transport de l’électricité par le réseau, pour le compte de son client. A noter que le coût d’acheminement de l’électricité par le réseau, coût proportionnel aux distances à parcourir, comme aux volumes acheminés, est finalement plus élevé que le coût de production.
    C’est déjà pour cette raison (la montée en puissance des renouvelables) qu’en Europe et depuis trois ans déjà, le prix, côté en Bourse, heure par heure, du mégawattheure (1000 kilowattheures) est orienté à la baisse, ce qui déstabilise financièrement les producteurs d’électricité classique, et même en France EDF est concernée, ainsi qu’on peut en avoir confirmation en parcourant le journal économique Les Echos, d’aujourd’hui, 19 janvier 2015, page 20, sur toute la page. Le prix du mégawattheure pour livraison en 2016 est ainsi déjà fixé à 37 centimes d’euro, contre 42 centimes fixés depuis des années, par les pouvoirs publics français, pour l’électricité nucléaire d’EDF, prix, de 42 centimes, qui ne couvre même pas tous les frais de production d’EDF, calculés à plus de 59 centimes d’euros par la Cour des comptes dans un rapport récent. En conséquence EDF ne réalise pas, par manque de liquidités, les travaux qu’elle devrait faire et son nucléaire est ainsi condamné. Quant au nucléaire neuf, type EPR, il serait encore plus onéreux, raison pour laquelle il est en voie d’abandon, que l’actuel vieux nucléaire largement amorti…..EDF dans ces conditions, ne cesse de perdre des marchés pour l’exportation de son électricité hors des frontières en Europe, et il devient même plus intéressant pour EDF d’acheter de l’électricité de renouvelables en Allemagne à certaines heures, certains jours, que de la produire avec du nucléaire en France !!! Sauf que les frais fixes d’EDF, salaires du personnel, entretien etc. limitent encore le recours à cette solution économiquement pourtant de plus en plus intéressante.
    En ne produisant l’hydrogène que lorsque le coût de l’électricité devient très bas, la nuit notamment puisque, alors, les consommations ordinaires descendent fortement, même si, le vent souffle fort, l’opération de production d’hydrogène par l’éolien, devient économiquement défendable et même très intéressante.En Allemagne existent déjà, pour l’électricité des éoliennes de la mer du Nord et de la Baltique, des installations prototype, qui produisent, avec cette électricité éolienne abondante, de l’hydrogène, qui peut même alors être directement injecté, à faible pourcentage quand même, sur le réseau de gazoducs de méthane.

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