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Posté le 19/02/2020 à 09:06 par Philippe Schwoerer - Lu 2460 fois - 18 commentaires


Mobilité hydrogène : Son évolution en 2019 selon Sia Partners


Sia Partners vient de publier le volet 2020 de son étude sur la filière hydrogène-énergie en France. Un chapitre est consacré à la mobilité électrique à pile H2. Les rédacteurs ont mis en avant les principaux fait marquants observés l’année dernière : initiatives dans la production d’hydrogène renouvelable et bas carbone, intérêt pour le déploiement de bus et trains H2, montée en puissance des énergéticiens français, rôle clé des territoires dans le développement des projets, premier bilan du Plan Hydrogène un an et demi après sa présentation, évolutions réglementaires et soutiens publics attendus pour 2020.

11.200 VE H2

Fin 2019, le parc mondial de véhicules électriques alimentés par une pile hydrogène s’élevait à 11.200 unités. Pour leur ravitaillement en énergie, 376 stations sont en service, dont 35 en France. « Un nombre de stations important [pour notre pays] en comparaison du nombre modeste de véhicules hydrogène en circulation », estime Sia Partners. Avec une enveloppe annuelle de 50 millions d’euros attribuée pour financer des projets de mobilité et de production, et des objectifs 2023 de 5.000 utilitaires légers, 200 véhicules lourds et 100 stations d’avitaillement, la France apparaît comme un des territoires les plus engagés dans l’hydrogène. Une position qu’elle partage avec la Californie, l’Allemagne, le Japon, la Corée du Sud et la Chine.

2e génération de VE H2

Le cabinet de conseil indique que « la deuxième génération de véhicules électriques à hydrogène est déjà en commercialisation », qui « devrait permettre de lancer ce marché encore largement dépendant de l’action gouvernementale et de quelques industriels clés ». Pour 2030, l’organisme évalue à 2,5 millions le nombre de ces véhicules en circulation. Déjà, ou à plus ou moins long terme, tous les types de mobilité sont concernés par l’hydrogène. Après les voitures particulières, les utilitaires légers, les trains et les navires de transport de passagers pour lesquels des flottes plus ou moins importantes sont à ce jour en exploitation, la filière s’intéresse aux camions, aux bateaux de fret, et à l’aviation. Mais il faudra attendre au moins 2040 pour assister à une utilisation commerciale des avions alimentés à l’hydrogène.

2 points à travailler

« Outre les conditions pour permettre la compétitivité économique et la baisse des coûts des véhicules, l’obstacle principal est l’établissement d’infrastructures qui doit s’accompagner de la mise en place d’une réglementation adaptée », assure Sia Partners. Un autre point à travailler est le rendement du puits à la roue qui n’est que de 30%, à comparer avec les 70% des véhicules électriques à batterie de traction. En balance, les modèles à pile H2 disposent de davantage d’autonomie (800 kilomètres en moyenne contre 300 pour les VE classiques), se ravitaillent plus rapidement en énergie (4-5 minutes contre 1 à 10 heures), sont plus légers (PAC de 150 kg contre batterie de 300 kg), et nécessitent uniquement du platine en matériau rare (contre lithium, nickel, cobalt).

Bus H2

Pour la France, 2019 est l’année des premières mises en service des bus H2. Ainsi à Pau (64), Lens-Houdain (62), et Versailles (78) avec respectivement 8, 6 et 2 unités en exploitation. Plusieurs expérimentations sont en cours ou programmées cette année. Ainsi dans le Grand Paris avec 2 bus à PAC hydrogène, 3 à Marseille-Fos-sur-Mer (13), 1 au Mans (72) avec l’objectif d’en acquérir 10 ensuite, et 1 à Belfort-Montbéliard (90-25) pour une future commande de 19 unités. Dès 2021, les lauréats de l’appel à projets « Mobilité hydrogène » opéré par l’Ademe vont suivre leurs programmes respectifs d’équipements en bus H2 : 21 unités pour Dijon (21), 2 à Lyon, 6-8 à Toulouse (31), 21-51 Montpellier (34), 6 à Châteauroux (36), 5 à Auxerre (89) et 3 à Chaumont (52).

Trains et trams

En France, une variante du Coradia ILint d’Alstom sera mise en exploitation dès la fin de 2022. Ce sont 14 unités qui seront tout spécialement construites pour accepter d’être alimentées par caténaire sur les parties électrifiées du réseau. Les versions originales de ce train à pile hydrogène vont se répandre en Allemagne (en expérimentation depuis 2018 avec l’objectif d’en lancer 91 exemplaires d’ici 2025), aux Pays-Bas et en Suède. Ces rames à PAC H2 permettent d’éviter de réaliser de coûteux travaux d’électrification des lignes déjà existantes. Le Royaume-Uni a choisi une solution originale : convertir à l’hydrogène 2.500 trains diesel. Les motrices transformées entreront progressivement en service entre 2022 et 2040. L’antériorité historique du ferroviaire à PAC H2 revient cependant à la Chine avec un premier tram mis en service en 2017 à Tangshanen, et 8 autres à Foshan l’année suivante.

Transport maritime

« Le transport maritime est une source de pollution importante. Des contraintes environnementales fortes ont été instaurées ces dernières années pour limiter ses émissions de souffre. De plus en plus de navires fonctionnent au gaz naturel, moins polluant, mais l’hydrogène présentera une autre alternative face à ces enjeux », explique Sia Partners qui note une multiplication des projets avec quelques prototypes opérationnels dont le plus médiatisé est le catamaran Energy Observer qui s’apprête à lever l’ancre pour une longue mission. A Nantes (44) une navette fluviale baptisée « Jules Verne 2 », dotée d’une PAC H2 Symbio est en exploitation depuis 2018. A noter le projet européen H2SHIPS qui a pour objectif « de démontrer la viabilité économique de l’avitaillement et de la propulsion hydrogène dans le transport maritime ».

Transport aérien

« Dans l’aérien, l’hydrogène est envisagé de manière plus prospective comme carburant pour des vols très courts ou comme énergie auxiliaire », résume le cabinet de conseil qui recense 4 projets expérimentaux : le prototype HY4 d’avion de tourisme propulsé par une PAC H2 testé depuis 2016 et destiné à devenir un avion-taxi sur des vols court courrier ; le drone-taxi 6 places à 6 rotors de Alaka’i ; l’avion 4 places de HES Energy System ; Hycarus qui « vise à démontrer le potentiel de l’hydrogène et des piles à combustibles pour répondre aux besoins auxiliaires (hors propulsion) des avions de ligne afin de réduire leur consommation de carburant ».


Mots clés : mobilité | hydrogène | véhicule | voiture | train | bateau | avion | Sia Partners | bus
Catégories : Voiture électrique | Bus électrique et hybride |

Commentaires

Posté le 19-02-2020 à 10:54:29 par H2

Bon compte rendu de la part de Sia Partners. La mobilité hydrogène avance et ça commence à se voir.

Posté le 20-02-2020 à 10:21:55 par pdebano

Bonjour. Toujours très intéressant de vous lire. Pour le bus H2 :c’est rassurant, on voit que les finances des collectivités locales, notamment les petites, sont en bonne santé. En ce qui concerne Belfort, qui avait jusqu’en 1972 une ligne de trolley, dont les véhicules à bout de souffle n’ont pas pu être remplacés car interdiction d’acheter des trolleys étrangers, ont-ils bien lu le rendement catastrophique de l’hydrogène du puit à la roue comparé à un véhicule électrique, donc un trolleybus (30% contre 70%).
Pour le train : Ce sont généralement les petites lignes qui ne sont pas électrifiées, avec un service peu dense, dans des zones majoritairement rurales. On va donc y faire circuler des engins surcapacitaires (le Régiolis n’est pas un petit engin) et coûteux. Ajouter une charge supplémentaire à ces lignes qui sont déjà en grande difficultés financières, c’est à coup sûr les condamner. Bon, ce n’est pas trop grave car les voitures qui les remplaceront seront à hydrogène !!
Cordialement

Posté le 20-02-2020 à 11:55:11 par Christophe

@pdebano
En régions Nouvelle Aquitaine et Pays de Loire, il y a pas mal de lignes non électrifiées pour lesquels un TER de type Regiolis n’est pas surcapacitaire (exemple Rochefort La Rochelle ou Bordeaux Périgueux).
Si le Regiolis est à 4 caisses mini. c’est pour pouvoir dans les versions bi-mode circuler en électrique sous caténaire pour les 2 tensions existantes, chose que ne pouvait pas faire l’AGC bimode en 3 caisses uniquement (pour cela il fallait la version bibi à 4 caisses avec un transfo 25000/1500 installé sur la 4ème caisse).
En IC on a le Bordeaux Nantes non électrifié du nord de Bordeaux à La Roche Sur Yon assuré avec des Regiolis à 6 caisses (qui sortent ou rentrent leur pantographe en gare de La Roche sur Yon) très souvent en UM2.
Mais plus globalement, les TER thermiques français étant majoritairement diesel-électrique, il est envisageable de remplacer les power packs existants par des PAC H2. Si c’est fait sur le Regiolis en premier c’est suite à un choix délibéré à la conception avec l’utilisation d’un moteur de type routier installé dans le power pack avec une durée de vie de 15 ans (limite atteinte d’ici la fin de la décennie pour les premiers mis en service).

La problématique que vous soulevez va se présenter lorsqu’il faudra remplacer les X73500 et X73900 vers 2030-2035 quand ils auront atteints leurs 30 ans, d’une capacité inférieure à 80 places mais que je vois souvent circuler en UM2 ou UM3 (c’était le cas sur le Rochefort La Rochelle avant l’avénement du Regiolis).


Concernant votre saillie sur les bus H2, une analyse en rendement uniquement est loin d’être à la hauteur des enjeux.

Posté le 20-02-2020 à 13:33:32 par Vérité

@pdebano
Pour trouver des sous pour financer les transports en commun, rien de plus simple faire payer les autosolistes pour leur usage de la voirie en fonction de la masse en mouvement de leur tas de ferraille.

Posté le 21-02-2020 à 18:26:47 par Phenix83

@ H2 et à l’auteur de cet article .Pourriez vous expliquer l’intérèt d’utiliser le carburant H2 pour actionner des moteurs électriques quand le rendement global de ce procédé est au moins 50% inférieur à celui d’un moteur thermique au pétrole (mentionné dans l’article )? Et s’il s’agit d’une loco électrique alimentée par caténaire la perte d’énergie résultant de l’utilisation de H2 est encore plus grande ,au moins dans un rapport de 4 si l’hydrogène provient d’hydrolyseur alimenté en électricité d’origine hydraulique ou renouvelable.Et s’il s’agit de H2 fabriqué à partir du pétrole vous avez en plus le dégagement de CO2.Il faut ètre fou pour proposer en 2020 une telle application de l’hydrogène.Souvenons nous qu’elle est utilisé dans l’espace ,mais dans l’espace le prix ne compte pas et la fait de récolter de l’eau est intéressant.On comprend l’intérèt des fabricants et marchands d’hydrogène mais il n’est pas interdit de garder un peu de bon sens .Tant qu’il faudra dépenser autant d’énergie pour fabriquer l’hydrogène (cela a aussi un cout) ,il est aberrant d’utiliser H2 ,gaz noble ,pour alimenter les moteurs électriques ,surtout s’il s’agit de mouvoir des voitures ,trains ou bateaux .

Posté le 22-02-2020 à 06:14:25 par Vérité

@Phenix83
Puisque que vous nous parlez de CO2, avez-vous une comparaison à nous fournir entre les différentes solutions que vous mentionnez, bien entendu en analyse du cycle de vie ?
Vis-à-vis des problématiques à résoudre c’est beaucoup plus pertinent que de prendre uniquement le rendement comme critère de comparaison.
Sinon autre point comment faites-vous pour alimenter une caténaire uniquement en électricité renouvelable et bas carbone ?

Posté le 22-02-2020 à 09:06:22 par Vérité

Quand je suis sur mon vélo mécanique et que j’essaye d’aller aussi vite qu’avec mon VAE, je transpire pour évacuer des calories. Ce qui prouve que la conversion d’énergie pour produire un mouvement par le corps humain a un très mauvais rendement (< 30%) et pourtant personne ne remet en cause le fait que le vélo soit la meilleure solution pour réduire la consommation énergétique, la pollution et les émissions de GES. Ce qui prouve bien que c’est une ânerie de parler uniquement de rendement.

Posté le 22-02-2020 à 10:44:04 par Phenix83

@vérité,excusez moi mais nous parlons de machines ,pas du corps humain ou d’ètres vivants.Depuis des lustres savant et ingénieurs s’efforcent d’optimiser le rendement des machines afin d’éviter le gaspillage des ressources énergétiques minérales ou renouvelables.Le jour ou les ressources énergétiques renouvelables disponibles seront surabondantes n’est pas encore arrivé!Autre point les pays disposant de nombreux barrages hydrauliques (Autriche ,Norvège,Suisse ...)n’alimentent-ils pas les caténaires de leurs trains en électricité décarbonée ?

Posté le 22-02-2020 à 18:03:27 par Vérité

@Phenix83
Le corps humain est pourtant une magnifique machine qui a toujours évolué au fil du temps pour arriver à un rendement minable de 30 % en énergie primaire.
Mais malgré cela, il y a encore des activistes qui veulent nous faire croire qu’un rendement supérieur à 30 % en primaire est possible, alors même que l’évolution n’y arrive pas.
Tout le réseau norvégien n’est pas électrifié (2622 km seulement sur 4087 dont les 727 km au nord de Trondheim la 3eme ville du pays). De toute façon, en hiver, le meilleur moyen reste l’Hurtigruten ou l’avion qui carburent au fossile. C’est encore pire en voiture qu’en train.
En Autriche 3523 km électrifiés sur 6123 km. En ce moment selon electricymap, 159 g CO2e/kWh >> 0 donc non bas carbone.

Posté le 22-02-2020 à 18:50:34 par electronlibre

Phenix83 a raison, on ne peut comparer une machine à un corps vivant.
Par exemple, le corps humain dépense beaucoup d’énergie à maintenir une température de 37°C et la consommation d’énergie pour l’activité physique représente 15 à 30% de l’énergie totale... parler de rendement n’a ici pas de sens.

Posté le 22-02-2020 à 22:06:05 par Vérité

@electronlibre
Pour produire de la chaleur, on utilise des machines pour lesquelles on parle pourtant de rendement.
Pour un humain on peut évaluer l’énergie supplémentaire nécessaire pour réaliser une activité physique et calculer un rendement ratio de l’énergie restituée sur l’énergie consommée. Faites le et vous verrez qu’il est inférieur à 30 % et d’autant plus faible pour des puissances élevées.
Je le répète malgré cela, il y a encore des activistes qui veulent nous faire croire qu’un rendement supérieur à 30 % en primaire est possible, alors même que l’évolution n’y arrive pas.

Posté le 23-02-2020 à 16:33:23 par electronlibre

"Pour produire de la chaleur, on utilise des machines pour lesquelles on parle pourtant de rendement."
Oui, par exemple une pompe à chaleur a un rendement supérieur à 100%, donc bien supérieur à 30%...

"Pour un humain on peut évaluer l’énergie supplémentaire nécessaire pour réaliser une activité physique et calculer un rendement ratio de l’énergie restituée sur l’énergie consommée."
Oui, ce n’est qu’une évaluation car la prise en compte de tous les facteurs de consommation rend le calcul trop difficile, je ne peut donc pas faire le calcul, ne connaissant pas tous les facteurs...

En aparté, le vélo est une machine qui augmente l’efficacité, on peut même parler de machine sur-unitaire par rapport à un marcheur ou un coureur; et encore faut il différencier les types de vélos...

Posté le 23-02-2020 à 17:27:02 par Vérité

@electronlibre
""Pour produire de la chaleur, on utilise des machines pour lesquelles on parle pourtant de rendement."
Oui, par exemple une pompe à chaleur a un rendement supérieur à 100%, donc bien supérieur à 30%..."
Et la production de l’électricité ?
Et le COP pourri pour les températures inférieures à 7 °C d’autant plus si proche de zéro ou inférieur.
Quand on ajoute que le besoin de chauffage a lieu de nuit quelques heures avant le lever des habitants, on est très inférieur à 100 %, même pas à 30 % du fait du recours à des moyens de production thermique de l’électricité.

Posté le 24-02-2020 à 12:16:25 par electronlibre

"Et la production de l’électricité ?"
Aucun rapport avec le rendement d’une machine...

Evidemment le rendement d’une PAC diminue avec la T° extérieure, mais si on l’utilise pour chauffer de l’eau, en moyenne sur l’année on dépasse les 30%, et la source d’électricité ne rentre pas en compte, le rendement de la production d’énergie est une autre chose, bien distinct...

Posté le 24-02-2020 à 14:02:55 par Vérité

@electronlibre
Belle manière de biaiser le débat, c’est la même chose que refuser de regarder la pollution par abrasion.
La machine aura beau avoir un rendement de 100 #8453; si il faut l’alimenter avec une énergie n’existant pas à l’état naturel qu’il faut produire avec un rendement pourri, au final le rendement global sera pourri.
Vous avez besoin d’eau chaude pour chauffer quoi en été ? Pour la douche des panneaux solaires thermiques sont bien suffisants sachant que l’eau chaude se stocke bien.

Posté le 24-02-2020 à 23:30:19 par electronlibre

"Belle manière de biaiser le débat, c’est la même chose que refuser de regarder la pollution par abrasion."
Qui biaise le débat ici en faisant des amalgames?
Quel rapport entre la pollution par abrasion et le rendement d’une machine ou de la production d’une énergie?

Si je produit de H2 par électrolyse, j’ai un rendement faible même si ma source d’électricité est renouvelable. Si je produit de l’H2 par un procédé de dissociation nucléaire, j’ai un rendement bien supérieur quelle que soit la source d’électricité...

Un ballon chauffe-eau hybride(donc avec PAC) permet d’arrêter la chaudière dés que la T° extérieure le permet et ce système ne coute pas bien cher et est facile à installer...
L’installation de panneaux solaire thermiques n’est pas forcément évidente ou adaptée.

Mais je me trompe peut être, personne n’est parfait...

Posté le 25-02-2020 à 06:45:31 par Vérité

@electronlibre
Quel est le rendement d’un réacteur nucléaire dont une partie non négligeable de la chaleur produite est évacuée dans l’atmosphère et dans le cours d’eau adjacent ?
Inférieur à 30 %, ce qui explique le coefficient de conversion en énergie primaire de 3,23.
Ne pas prendre en compte la phase de production de l’électricité dans le rendement global d’un véhicule électrique à batterie rechargeable ou à alimentation en continu, c’est biaisé le débat.
C’est pareil pour les activistes de la VE qui considèrent uniquement la pollution à l’échappement.

Posté le 25-02-2020 à 12:30:30 par electronlibre

"Ne pas prendre en compte la phase de production de l’électricité dans le rendement global d’un véhicule électrique à batterie rechargeable ou à alimentation en continu, c’est biaisé le débat."
OK, mais si on prend en compte la production d’électricité dans le cas de votre VAE, il n’a pas plus de rendement que mon vélo de route et sur un même parcours je ne transpirerais pas plus que vous sur votre VAE, l’électricité dans la batterie ayant "transpirée" à la production et le moteur de votre VAE aussi à l’utilisation...
Soit autant de pertes que mon moteur "biologique".

Dans le même ordre d’idée, la production d’H2 par électrolyse a un rendement déplorable et pourtant c’est une production montante...
Allez comprendre!?



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