Aurich Lawson | Getty Images
Le Jour de la Terre est le 22 avril, et son message habituel – prenez soin de notre planète – a reçu une urgence supplémentaire en raison des défis mis en évidence dans le dernier rapport du GIEC. Cette année, Ars se penche sur les technologies que nous couvrons normalement, des voitures à la fabrication de puces, et découvre comment nous pouvons renforcer leur durabilité et minimiser leur impact sur le climat.
Vous pouvez comprendre pourquoi l’idée d’une voiture à hydrogène est séduisante. Les humains ne sont pas doués pour accepter le changement, mais nous trouvons du réconfort dans le familier. Se faire dire que nos transports doivent se décarboner signifie plus de changement. Alors que les véhicules électriques sont meilleurs pour presque tout, même le plus grand évangéliste des véhicules électriques au monde doit admettre que recharger une voiture prend plus de temps que remplir un réservoir de carburant. L’hydrogène peut être pressurisé et pompé, et l’hydrogène peut être propre, donc les voitures à hydrogène ont du sens, selon l’argument.
C’est probablement toute l’invite dont tout lecteur régulier d’Ars Technica a besoin pour énumérer les raisons pour lesquelles l’hydrogène est un non-démarreur. Comme les mammifères après l’astéroïde Chicxulub, les véhicules électriques à batterie sont sur le point de combler les niches qui seront bientôt laissées par les dinosaures, dans ce cas des véhicules à combustible fossile, laissant des carburants alternatifs comme l’hydrogène s’évaporer dans l’air.
Mais ne comptez pas encore la molécule la plus simple de l’univers. Bien qu’il soit peu probable qu’il se répande dans un proche avenir pour les véhicules de tourisme légers, il existe des applications commerciales comme les camions, les trains et d’autres équipements lourds où cela a du sens. (Pour tout cet article, nous parlons d’hydrogène vert, fabriqué à partir d’énergie éolienne ou solaire ; l’utilisation de combustibles fossiles pour fabriquer de l’hydrogène, même avec capture de carbone, offre peu ou pas d’avantages. Malheureusement, la grande majorité de l’hydrogène actuellement produit est dérivé à partir d’hydrocarbures.)
Oubliez les voitures à hydrogène, du moins pour le moment
Il existe deux façons principales d’utiliser l’hydrogène pour alimenter un véhicule. Vous pouvez brûler de l’hydrogène sous pression dans un moteur à combustion interne ou utiliser l’hydrogène dans une pile à combustible pour générer de l’électricité pour alimenter des moteurs électriques.
Brûler de l’hydrogène dans un moteur à combustion interne est probablement le plus simple en termes de technologie existante – après des modifications du moteur et du système de carburant, le reste du groupe motopropulseur de la voiture reste le même. Et le seul produit d’échappement est l’eau. Mais l’hydrogène a une faible densité d’énergie, avec juste une seule liaison covalente entre deux atomes à rompre. Les moteurs à combustion à hydrogène produisent également peu de puissance et sont très inefficaces par rapport à un moteur similaire à essence.
Ainsi, l’Hydrogen 7 2006 de BMW utilisait une version modifiée du moteur V12 de la société qui, brûlant de l’hydrogène, produisait environ 60 % de puissance en plus que le V12 à essence et nécessitait cinq fois plus de carburant pour le faire.
Les piles à combustible à hydrogène ont une histoire automobile plus longue : la première était la General Motors Electrovan en 1966, qui avait un poids à vide qui ferait honte même à un Hummer EV et qui utilisait une véritable technologie de l’ère spatiale. Au milieu des années 2010, l’intérêt des constructeurs automobiles pour les piles à combustible augmentait, Audi, BMW, GM, Genesis, Honda, Mercedes-Benz, Toyota et d’autres lançant des véhicules électriques à pile à combustible dans les prochaines années.
Certains sont même passés en production : Ars a testé deux générations de Toyota Mirai et le Hyundai Nexo, qui utilisent tous des piles à hydrogène pour alimenter leurs moteurs électriques. Mais ni Mirai ni Nexo ne sont courants sur les routes. Aux États-Unis, aucun des deux n’est viable en dehors de la Californie, qui reste le seul État doté d’une infrastructure publique de ravitaillement en hydrogène.
Les temps de ravitaillement rapides de l’hydrogène (par rapport à la recharge rapide d’un véhicule électrique) ne comptent pour rien si vous ne trouvez pas de station-service, ce qui a créé un problème de poule et d’œuf. Sans véhicules électriques à pile à combustible à hydrogène sur les routes, il n’y a pas de demande pour la construction de l’infrastructure. Et il n’y a pas de demande pour une voiture ou un VUS que vous ne pouvez faire le plein nulle part.
« Le défi de le faire pour les clients de détail qui ont des besoins très différents de ceux, disons, des clients commerciaux du secteur aérospatial ou du secteur du camionnage ou du secteur ferroviaire est qu’ils veulent de l’hydrogène partout. Ils ne savent pas où ils ‘vont le vouloir, mais ils le veulent là quand ils en ont besoin, et ils ne veulent pas les inconvénients ou l’anxiété de la portée d’essayer de chercher de l’hydrogène. Et donc cela signifie que vous installez beaucoup de stations lorsque vous ne le faites pas il n’y a pas beaucoup de véhicules sur la route et ces stations ne fonctionnent pas efficacement », a expliqué Charlie Freese, responsable du programme de piles à combustible de GM.