Depuis quelques années, la recherche développe une méthode pour produire de l’hydrogène « vert » décarboné. Le principe utilisé à cette fin est l’électrolyse de la molécule d’eau, c’est-à-dire la décomposition de la molécule d’eau grâce à un courant électrique, et non plus à partir du gaz naturel ou du pétrole, comme c’est pour l’instant le cas.
Les experts réfléchissent donc à toutes les combinaisons possibles pour coupler la production d’hydrogène avec des sources d’électricité ou d’énergies vertes : parcs éoliens ou photovoltaïques, chaleur produite par des usines de recyclage de déchets ou des processus industriels, ou encore unités de méthanisation utilisant la biomasse.
En 2019, la Commission européenne et la France ont reconnu l’hydrogène comme l’une des filières technologiques stratégiques sur laquelle il faut concentrer les moyens des pouvoirs publics et des industriels.
Pourquoi un tel engouement ?
La molécule d’hydrogène renferme une quantité colossale d’énergie et possède des propriétés prometteuses pour décarboner (c’est-à-dire émettre le moins possible de gaz à effet de serre impliqués dans le dérèglement climatique) les secteurs des transports, du bâtiment et de l’industrie.
Elle permet ainsi de stocker de l’électricité sur des périodes longues, d’alimenter toutes sortes de véhicules en ne rejetant que de l’eau dans l’atmosphère, de recycler le CO2, de verdir les processus industriels ou encore de chauffer des bâtiments.
Derrière l’hydrogène, il y a également l’enjeu de la proximité : produire et stocker son énergie localement, à l’échelle d’une ville, d’une communauté de commune ou d’une agglomération.
Le premier pas dans cette mutation énergétique et environnementale de proximité est la conversion des transports locaux. Une urgence alors que la France a été condamnée en 2019 par l’Europe pour sa mauvaise qualité de l’air.
Les vertus du véhicule à hydrogène
L’Union européenne exerce aujourd’hui une pression sans précédent sur les constructeurs automobiles européens.
Résultat, les routes voient désormais cohabiter des formes de motorisations de plus en plus variées. Véhicules à essence, véhicules hybrides (rechargeables ou non), véhicules électriques à batterie ou véhicules électriques à hydrogène. Ce n’est qu’un début. On ignore encore dans quelle proportion, à quelle vitesse et pour quels types d’usages ces nouveaux véhicules se feront une place dans le paysage français, mais l’électrique y jouera un rôle central.
Dans ce contexte, notons que l’hydrogène n’a pas vocation à supplanter les autres carburants en toute situation. Il apparaît dans certains cas comme une option plus crédible que la voiture à batterie : son autonomie est deux fois plus élevée, son temps de recharge est immédiat, et le rapport encombrement-poids est plus intéressant pour les véhicules lourds comme les bus.
L’hydrogène est par ailleurs plus fiable, car l’autonomie des batteries électriques évolue au gré des températures et des conditions de circulation. Le moteur utilise par ailleurs moins de ressources rares et n’exige pas le développement d’une économie du recyclage comme les batteries qu’il faut régulièrement changer.
L’usage déterminera donc la motorisation la plus adaptée. Pour des véhicules personnels voués à parcourir des trajets réguliers de courtes distances, les voitures à batterie demeurent sans doute plus adaptées. Pour les véhicules électriques lourds ou les flottes d’utilitaires à usage intensif, l’hydrogène est à privilégier. Camions, bus, bennes à ordure, véhicules réfrigérés, fourgonnettes, véhicules utilitaires, véhicules commerciaux, taxis, ambulances, VTC sont donc d’excellents candidats à la conversion à l’hydrogène.
Agir à l’échelle des territoires
Pour accélérer la transition énergétique et structurer une filière hydrogène sur le sol français, l’État a lancé un plan hydrogène au niveau national, décliné par chaque région. Il développe également en collaboration avec l’Ademe une politique originale « d’écosystèmes territoriaux de mobilité hydrogène ».
À l’échelle de chaque ville, communauté de communes ou agglomération, ce plan vise à construire une mobilité décarbonée et viable économiquement. Dans cet objectif, des unités locales de production d’hydrogène couplées à des sources d’énergies vertes seront créées, et rentabilisées en accélérant la conversion des flottes de véhicules lourds et/ou utilitaires les plus polluants du territoire.
L’originalité de la démarche est d’impliquer les collectivités au côté des grands groupes et des start-up pour convertir non seulement les véhicules publics, mais aussi certaines flottes de véhicules privés. On parle de flottes « captives », car il s’agit de véhicules professionnels dont les déplacements intensifs au sein de l’espace géographique considéré rendent le passage à l’électrique à batteries problématique.
Dans un premier temps, le coût sera d’abord sensiblement supérieur à celui de l’essence. Parcourir 100 km en hydrogène revient à 17 euros contre 10,5 à 14 euros pour l’essence. L’objectif est de ramener ce coût à celui du diesel le plus rapidement possible pour encourager la conversion du plus grand nombre.
Assurer la continuité des déplacements
Les enjeux de cette politique sont également industriels. Il s’agit de stimuler la demande de véhicules à hydrogène pour en réduire le prix, aujourd’hui très supérieur aux autres motorisations. En France, l’objectif est de structurer la filière pour devenir une référence.
Partout dans le pays émergent des écosystèmes locaux résultant de l’alliance entre collectivités, syndicats intercommunaux de l’énergie, grands groupes, PME et start-up.
Cette stratégie d’accélération vise à mailler progressivement le territoire français pour assurer la continuité des déplacements. En fonction des caractéristiques des territoires, ces écosystèmes intègrent aussi le transport maritime, fluvial ou ferroviaire.
Un pas vers le « zéro émission »
Rappelons que les entreprises et les collectivités n’ont pas le choix d’engager ces transformations. Pour répondre à la mauvaise qualité de l’air en France, la loi d’orientation des mobilités, promulguée en décembre 2019, oblige les collectivités à développer plus de transports en commun zéro émission.
Dans les agglomérations de plus de 100 000 habitants où les normes de qualité de l’air ne sont pas respectées, la définition de « zones à faibles émissions » devient obligatoire. Le Grand Paris a ainsi annoncé la fin des véhicules thermiques pour 2030.
La loi d’orientation des mobilités instaure également des quotas de véhicules à faibles émissions croissants d’ici à 2030 pour les flottes d’entreprises détentrices de plus de 100 véhicules, comme pour les collectivités locales et les organisations publiques. Un vaste marché à convertir puisque 7 millions de fourgonnettes parcourent aujourd’hui les routes de France.
Le Japon et la Californie précurseurs
Dans le monde, 10 000 voitures à hydrogène roulent déjà. Certains pays sont précurseurs, comme le Japon qui ambitionne de devenir une « société hydrogène » ou la Californie qui compte développer 200 stations d’hydrogène dans les quatre prochaines années. La Chine commence à son tour à se pencher sur le sujet. L’Association française pour l’hydrogène et les piles à combustible estime que la flotte mondiale représentera 10 à 15 millions de véhicules dans 10 ans.
En Europe, l’Allemagne a connu la plus forte augmentation du nombre de stations de recharge d’hydrogène. En France, la première dédiée à la production a ouvert à Saint-Lô en 2015. Le pays comptait fin 2019 74 stations d’hydrogène et 61 en projet.