IDTechEx se penche sur la question de savoir si les véhicules à pile à combustible vont réussir et ce qu’il faudrait pour cela.

Par le Dr James Edmondson, directeur de recherche à IDTechEx.

Les ventes de voitures à pile à hydrogène ont largement stagné à partir de 2021, mais cela signifie-t-il qu’il n’y a pas de marché pour les véhicules électriques à pile à combustible (FCEV) à l’avenir, et qu’est-ce qui est nécessaire pour en faire un succès ? Le rapport d’IDTechEx intitulé « Véhicules électriques à pile à combustible 2024-2044 : marchés, technologies et prévisions » est sceptique quant à la validité des FCEV en tant que solution de marché de masse, mais considère qu’il existe une opportunité limitée dans certaines circonstances et pour des applications ciblées. Grâce à la taille très réduite du marché actuel, la croissance des véhicules électriques à pile à combustible sera multipliée par plus de 60 au cours des 20 prochaines années.

Les problèmes des FCEV

Les FCEV n’ont que très peu de sens sur le marché automobile, tant du point de vue de la physique que du point de vue du consommateur.

Le grand avantage des FCEV par rapport aux véhicules électriques à batterie (BEV) est l’augmentation de l’autonomie potentielle. Cependant, la plupart des modèles de BEV peuvent répondre aux besoins d’autonomie réguliers de la majorité des gens, et pour les trajets plus longs, le réseau de recharge public s’améliore constamment. Si l’argument selon lequel tout le monde n’a pas accès à la recharge à domicile est valable, la situation s’améliore régulièrement, et le même argument peut être avancé pour les FCEV : très peu de stations sont en service, ce qui rend le ravitaillement en carburant difficile.

Le carburant hydrogène est également très cher. Selon les estimations d’IDTechEx concernant les coûts approximatifs du diesel, de l’électricité et de l’hydrogène en Californie en 2023, une Tesla Model 3 pourrait coûter environ 0,04 USD/mille, contre 0,21 USD/mille pour une Toyota Mirai et 0,15 USD/mille pour une voiture à essence. Bien que cela varie selon les régions, le coût de l’hydrogène doit être proche de 3 USD/kg pour concurrencer les BEV.

Le coût de l’hydrogène vert doit être considérablement réduit pour correspondre aux coûts de recharge des BEV. Source : IDTechEx

Le coût de l’hydrogène vert doit être considérablement réduit pour correspondre aux coûts de recharge des BEV. Source : IDTechEx

Ces véhicules sont également chers à l’achat, avec un prix de départ aux États-Unis avoisinant les 50 000 dollars, tandis qu’une Tesla Model 3 coûte environ 40 000 dollars (dans les deux cas avant les incitations). Le prix des FCEV a considérablement baissé, mais la complexité du groupe motopropulseur est une cause majeure de l’augmentation des coûts. Alors qu’un BEV nécessite une batterie, un moteur et un système électronique de puissance, un FCEV nécessite une batterie (beaucoup plus petite), un moteur, un système électronique de puissance, une pile à combustible et un système de stockage de l’hydrogène.

L’efficacité de la production d’énergie est également une préoccupation. L’hydrogène vert (produit à partir d’énergies renouvelables) sera nécessaire pour faire des FCEV une solution zéro émission. Cependant, si cette énergie renouvelable était utilisée pour un BEV, environ 75 % de cette énergie arriverait jusqu’aux roues. Dans le cas d’un FCEV, seuls 25 % environ parviennent aux roues. Par conséquent, du point de vue de la physique élémentaire, il convient d’utiliser un BEV lorsque c’est possible.

Quelles sont les conditions nécessaires au succès des FCEV ?

Les subventions et les programmes d’aide ont largement contribué au succès des FCEV jusqu’à présent. Si cela était également vrai pour les BEV au départ, les subventions accordées aux BEV ont été considérablement réduites dans de nombreuses régions, mais la demande continue d’augmenter. Les FCEV ont bénéficié d’importantes incitations financières initiales ainsi que de carburants subventionnés. À long terme, les FCEV devront présenter des arguments convaincants en matière de propriété, indépendamment du soutien financier des équipementiers ou des gouvernements.

À court terme, les gouvernements devront soutenir le développement d’une économie de l’hydrogène. Certaines régions sont beaucoup plus agressives que d’autres dans ce domaine. L’hydrogène vert peut être utilisé de manière plus efficace que comme carburant automobile, par exemple pour décarboniser les industries où il est traditionnellement utilisé, notamment le raffinage et la production d’ammoniac et de méthanol, ou la sidérurgie, où l’hydrogène peut servir de gaz réducteur pour produire du fer à réduction directe (DRI). Si ces développements peuvent faire baisser suffisamment le coût de l’hydrogène vert, il pourrait alors commencer à être utilisé dans certains véhicules. IDTechEx ne prévoit pas que les infrastructures de ravitaillement en hydrogène deviendront comparables aux infrastructures existantes pour l’essence et le diesel, mais que dans des cas d’utilisation spécifiques, des stations d’hydrogène pourront être mises en place là où il y a une demande.

Où les FCEV devraient-ils être utilisés ?

IDTechEx estime que les FCEV ne sont pas la solution optimale pour les véhicules tels que les voitures, les camionnettes ou les autobus, pour lesquels les BEV peuvent largement satisfaire au cycle d’utilisation requis. Les FCEV pourraient être utilisés lorsque le cycle d’utilisation est si exigeant que les BEV auront du mal à y faire face, et que l’itinéraire est basé sur deux centres utilisant de l’hydrogène vert pour les applications mentionnées ci-dessus (pas pour les véhicules), ou qu’il circule entre ces deux centres.

IDTechEx s’est entretenu avec plusieurs équipementiers de poids lourds et a constaté que beaucoup d’entre eux pensent qu’il y aura des itinéraires et des climats pour les poids lourds à long rayon d’action qui, même si des charges de mégawatts sont déployées, auront du mal à être satisfaits par les BEV. Dans ce cas, si le carburant est suffisamment bon marché et que la région encourage l’économie de l’hydrogène, il pourrait y avoir un cas d’utilisation pour les FCEV.

Résumé

Cet article a présenté de nombreuses limitations et inconvénients pour les FCEV et seulement quelques opportunités. Toutefois, les marchés des transports sont vastes, de sorte que même une faible part de marché pourrait représenter une opportunité importante pour les fournisseurs de composants et de véhicules. Si les FCEV ne constituent pas la meilleure solution dans un monde idéal, une combinaison de cas d’utilisation spécifiques et d’applications de l’hydrogène à l’appui pourrait permettre aux FCEV de connaître un succès limité.

Le rapport d’IDTechEx, « Véhicules électriques à pile à combustible 2024-2044 : marchés, technologies et prévisions », fournit des informations technologiques et commerciales sur l’adoption des véhicules électriques à pile à combustible pour le marché des voitures, des fourgonnettes, des camions et des bus, avec une analyse des moteurs, des obstacles, des acteurs, des modèles et des prévisions de marché pour la période 2024-2044.

Pour en savoir plus sur ce rapport, et notamment pour télécharger des exemples de pages, veuillez consulter le site www.IDTechEx.com/fuelcell.

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