Batterie ou pile à combustible ? telle est la question.

Batterie ou hydrogène, quelle est la stratégie de mobilité la plus durable ? Vous trouverez ci-dessous, dans l’état actuel des choses, les avantages décisifs du système de véhicule électrique à batterie par rapport à la pile à combustible. Et pourquoi le Groupe Volkswagen a décidé de promouvoir systématiquement l’e-mobilité  ?

Ce sont toutes des voitures électriques : mais certaines sont alimentées par des batteries, d’autres par de l’hydrogène.

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Le changement climatique et les exigences du parc automobile en matière de voitures particulières rendent inévitable le passage du moteur à combustion interne aux voitures électriques. La question cruciale dans l’industrie automobile est la suivante : Devons-nous miser sur la batterie comme moyen de stockage de l’énergie ou sur l’hydrogène ? Ou même pousser les deux dans la même mesure et les mettre ensuite tous les deux sur la route ?

Les politiciens et les experts, les médias et les forums sociaux discutent régulièrement pour savoir si la décision du Groupe Volkswagen d’aller de l’avant avec la mobilité électrique est la bonne. Ou si le plus grand constructeur automobile européen ne devrait pas se concentrer davantage sur les technologies de propulsion alternatives, en particulier la technologie des piles à combustible à base d’hydrogène.

La science est largement d’accord sur cette question, comme l’ont montré plusieurs études récentes. Ainsi, le ministère fédéral de l’Environnement part du principe que l’hydrogène et les carburants synthétiques, appelés e-carburants, resteront plus chers que la propulsion électrique, car leur production nécessite davantage d’énergie. L’initiative Agora Verkehrswende (transformation du trafic) souligne également que l’hydrogène et les e-carburants n’offrent pas d’alternatives écologiques sans l’utilisation de 100 % d’énergies renouvelables et que, compte tenu du mix électrique actuel et prévisible, la voiture électrique présente de loin le meilleur bilan énergétique. Selon l’Institut Fraunhofer, les carburants synthétiques et les technologies d’entraînement telles que l’hydrogène en combinaison avec la pile à combustible joueront effectivement un rôle – mais pas tellement dans le secteur des voitures particulières, mais plutôt dans le trafic longue distance et le trafic lourd, ainsi que dans le transport ferroviaire, aérien et maritime. Ces segments ne seront convertis que dans les phases ultérieures de la transition énergétique, c’est-à-dire au-delà de l’année 2030, et en étroite relation avec l’expansion des énergies renouvelables.

En fait, la technologie des piles à combustible à base d’hydrogène présente un inconvénient crucial : elle est très peu efficace – tant en termes de rendement que de coûts d’exploitation. C’est ce que confirme en détail une étude de Horváth & Partners, qui compare les deux types d’entraînement des e-cars du point de vue du client.

How the hydrogen drive operation works.

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Dans son étude « Automotive Industry 2035 – Forecasts for the Future », le cabinet de conseil en management a récemment fait réaliser une enquête détaillée pour savoir si les voitures électriques à batterie ou à hydrogène s’imposeront à l’avenir. L’étude a été préparée pendant six mois, accompagnée par 80 personnes/interviews et financée par le cabinet de conseil en gestion lui-même. « La principale raison de notre étude était que Horváth & Partners sert de nombreux clients dans le secteur de la sous-traitance automobile. Bien entendu, ces clients veulent savoir à quoi s’attendre dans les 10 à 15 prochaines années », explique Dietmar Voggenreiter, directeur de l’étude, à propos du rapport.

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Quel est donc le système de stockage d’énergie le plus efficace et le plus rentable pour alimenter les voitures électriques ?

Dans le cas des voitures électriques alimentées par des batteries, seuls 8 % de l’énergie sont perdus pendant le transport avant que l’électricité ne soit stockée dans les batteries du véhicule. Lorsque l’énergie électrique est convertie pour entraîner le moteur électrique, 18 % supplémentaires sont perdus. Selon le modèle, l’e-voiture alimentée par batterie atteint ainsi un rendement de 70 à 80 %.

Comparaison des efficiences

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Dans le cas d’une voiture électrique fonctionnant à l’hydrogène, les pertes sont beaucoup plus importantes : 45 % de l’énergie est déjà perdue lors de la production d’hydrogène par électrolyse. Sur les 55 % restants de l’énergie initiale, 55 % supplémentaires sont perdus lors de la conversion de l’hydrogène en électricité dans le véhicule. Cela signifie que la voiture électrique à hydrogène n’atteint qu’un rendement de 25 à 35 %, selon le modèle.    
Pour être complet : le rendement est encore pire avec les carburants alternatifs. L’efficacité globale n’est ici que de 10 à 20 %.

Concrètement, cela signifie qu’une voiture à hydrogène consomme deux à trois fois plus d’électricité pour la même distance qu’une voiture à batterie. Or, nous ne pouvons pas nous permettre ce genre de gaspillage énergétique. Le rare courant vert doit être utilisé le plus efficacement possible à l’avenir. L’hydrogène serait donc une grave erreur pour les voitures particulières. « Outre le potentiel très réel de l’hydrogène vert, il existe actuellement un dangereux battage publicitaire », avertissent les experts du Boston Consulting Group (BCG) dans une étude citée par le Handelsblatt. L’étude de Horváth&/Partners aboutit aux mêmes conclusions.

Cependant, l’hydrogène offre des perspectives très prometteuses – mais pas pour les voitures. Les auteurs de l’étude concluent que les investissements devraient plutôt se concentrer sur d’autres domaines où ils ont un sens écologique et économique. « Nous pensons qu’il existe un grand potentiel si l’hydrogène vert est poussé vers des applications où il peut vraiment s’établir à long terme. Avant tout dans l’industrie, mais aussi dans les transports lourds, l’aviation et la navigation », déclare Frank Klose, co-auteur de l’étude.

Sous tous les angles du bilan environnemental, tout plaide en faveur de la voiture électrique à batterie. La technologie est mature et prête pour le marché de masse. Le nombre de modèles ne cesse d’augmenter. Et avec la voiture électrique à batterie, la conduite reste abordable. Les modèles électriques actuels sont déjà au niveau de prix des modèles comparables à moteur à combustion. En revanche, la voiture à hydrogène restera toujours plus chère que la voiture à batterie, en raison de la complexité de la technologie et du coût élevé du carburant. Les conducteurs paient déjà environ neuf à douze euros par 100 kilomètres pour une voiture à hydrogène, alors que les voitures à batterie ne coûtent que deux à sept euros par 100 kilomètres (en fonction des prix de l’électricité dans les différents pays). Et le sujet des voyages à longue distance ? Elle ne jouera bientôt plus aucun rôle. Avec la nouvelle génération de voitures électriques, l’autonomie passera à 400 ou 600 kilomètres, tandis que la recharge sera de plus en plus rapide.

La conclusion est claire : dans le cas de la voiture particulière, tout parle en faveur de la batterie et pratiquement rien en faveur de l’hydrogène. « Aucune économie durable ne peut se permettre d’utiliser deux fois plus d’énergie renouvelable pour rouler avec des voitures particulières à pile à combustible plutôt qu’avec des véhicules à batterie », déclare Dietmar Voggenreiter, responsable de l’étude. C’est également l’avis des clients : En Allemagne, il y a déjà plus de 130 000 voitures à batterie en circulation – mais seulement 507 voitures à hydrogène…