Camion à Hydrogène vs Camion Electrique : Quelle est la Meilleure Solution pour l’Avenir de Votre Flotte?
Le transport des véhicules lourds représente 6 % des émissions fossiles de CO2 dans l’UE. En réponse, la règlementation européenne sur les poids lourds fixe des objectifs ambitieux en termes de réduction des émissions de CO2 par km des nouveaux poids lourds :
- de 45% à partir de 2030
- de 65% à partir de 2035
- de 90% à partir de 2040
Face au renforcement des normes, les poids lourds doivent opter pour des alternatives aux moteurs thermiques, à diesel ou essence, à combustion interne (ICE). Les seules solutions capables d'offrir zéro émission à la mobilité lourde sont les camions électriques, déjà sur le marché, et les camions à pile à combustible à hydrogène, une technologie en phase de tests pilotes actuellement. Mais laquelle est la mieux adaptée aux flottes de demain?
I. Aperçu de la technologie
Les camions à pile à combustible à hydrogène et les camions électriques sont tous deux des véhicules électriques, utilisant le même type de transmission pour transformer l’énergie en mouvement. Les deux sont des technologies zéro émission. La différence majeure réside dans la manière dont l’énergie est stockée et fournie.
Les camions à pile à combustible génèrent leur électricité en temps réel grâce à une pile à combustible à hydrogène. L'hydrogène, stocké dans un réservoir, réagit avec l'oxygène pour produire de l'électricité à la demande, ne libérant que de l'eau et de la chaleur. Le véhicule est ravitaillé dans les stations-service à hydrogène.
En savoir plus: Pile à hydrogène pour camion : Comment ça marche ?
Les camions électriques, quant à eux, stockent leur énergie dans des batteries lithium-ion qui doivent être rechargées sur des bornes de recharge.
II. Comparer les performances et la praticité
1. Autonomie
Les camions à pile à combustible à hydrogène se distinguent par leur large autonomie. Elle peut atteindre jusqu'à 1 000 km avec un plein d'hydrogène, ce qui les rend particulièrement adaptés aux longues distances. De plus, cette autonomie reste constante quelles que soient les conditions de température, la pile à combustible ne subissant pas de pertes de performance, contrairement aux batteries électriques, par grand froid.
En comparaison, les camions électriques offrent une autonomie plus limitée, variant de 200 à 500 km selon le nombre de batteries, leur capacité et les conditions de conduite.
2. Temps de recharge et de ravitaillement
Les camions à hydrogène ont ici un net avantage, avec des temps de ravitaillement rapides comme ceux des camions diesel (15 à 20 minutes).
En revanche, recharger les batteries des camions électriques peut prendre plusieurs heures, même avec des bornes de recharge rapides. Ce facteur peut représenter une contrainte majeure pour les gestionnaires de flottes, notamment pour les opérations nécessitant une forte disponibilité des véhicules.
3. Charge utile
Un défi majeur pour les camions électriques est le poids des batteries, qui peut réduire considérablement la charge utile du camion. Par exemple, une batterie haute capacité pour un camion long-courrier peut peser plusieurs tonnes.
Les camions à pile à combustible à hydrogène, avec leur groupe motopropulseur plus léger, offrent une meilleure capacité de charge utile, comparable à celle d’un camion diesel. C’est un avantage clé pour le transport de marchandises lourdes.
4. Flexibilité opérationnelle
Les camions à pile à combustible à hydrogène offrent une grande flexibilité pour les opérations logistiques, car ils peuvent être facilement intégrés aux pratiques actuelles de la flotte. La conduite reste similaire à celle des camions diesel traditionnels, et le processus de ravitaillement en hydrogène est rapide, ne nécessitant aucune formation particulière ni changement majeur des routines.
En revanche, les camions électriques nécessitent des adaptations de l’organisation des déplacements, notamment pour gérer des temps de recharge plus longs.
III. Implications économiques
1. Frais d'acquisition et de maintenance
Les camions à hydrogène ont actuellement un coût d’acquisition initial plus élevé que les camions électriques, en raison du fait que la technologie des piles à combustible est complexe et relativement jeune. Cependant, le TCO serait à terme équilibré par la maintenance qui devrait être plus rentable sur le long terme, étant donné que les piles à combustible ont une durée de vie plus longue, correspondant au cycle de vie du véhicule.
Les camions électriques, bien que plus abordables à l’achat, peuvent générer des coûts de maintenance plus élevés liés à l’usure et au remplacement des batteries, généralement nécessaires après plusieurs années d’utilisation.
2. Coûts d'infrastructure
L’infrastructure nécessaire aux camions à hydrogène reste un défi majeur. Les stations de ravitaillement en hydrogène sont coûteuses à construire et encore très peu nombreuses, mais la filière H2 s’organise. Pour donner suite à l'adoption du règlement européen AFIR visant à installer une station-service H2 tous les 200 km sur les principaux corridors européens et les principaux nœuds urbains, de nombreux projets ont démarré ou ont été annoncés - l'infrastructure devrait s’agrandir considérablement d’ici 2030 lorsque le lancement de la production en série de camions FCEV sera annoncé par les constructeurs de camions.
En revanche, le réseau de bornes de recharge pour camions électriques est actuellement en bonne voie. Cependant, les chargeurs de grande capacité pour poids lourds posent la question de la gestion des pics de consommation. La modernisation de l'infrastructure du réseau électrique et le déploiement de stations de recharge à l'échelle du mégawatt nécessitent un investissement initial important, en particulier dans les zones rurales ou adjacentes aux autoroutes, où se trouvent de nombreux relais routiers et où le réseau n'est souvent pas robuste, ce qui rend l'amélioration de la capacité de fourniture d'électricité coûteuse et longue.
3. Frais de ravitaillement
L’hydrogène, bien qu’efficace pour un ravitaillement rapide, reste cher par kilomètre parcouru, car les électrolyseurs et autres équipements nécessaires à la production et au stockage de l’hydrogène restent coûteux en raison d’une échelle de fabrication limitée et du manque de standardisation.
L'électricité est actuellement plus abordable, même si les coûts peuvent varier selon la région et la source d'énergie. Les fluctuations des prix de l’énergie ont donc un impact direct sur la rentabilité des deux technologies.
IV. Quel avenir pour les camions électriques à hydrogène ou à batterie?
1. Développements technologiques à venir
L’avenir des camions à pile à combustible et à batterie réside dans le progrès technologique continu. Pour les camions à hydrogène, l’objectif est de réduire les coûts de production de l’hydrogène tout en augmentant l’efficacité des piles à combustible. Ces avancées rendront l’hydrogène plus compétitif par rapport à l’électricité.
Les camions électriques, quant à eux, bénéficient d’une innovation continue dans le domaine des batteries, avec des efforts visant à augmenter leur densité énergétique, réduire leur poids et améliorer leur recyclabilité. Des technologies telles que les batteries à semi-conducteurs, encore en développement, pourraient potentiellement améliorer l’autonomie et les temps de recharge des véhicules électriques.
2. Développement des infrastructures
Pour que ces technologies deviennent viables à grande échelle, les infrastructures doivent l’être également. Le réseau de stations de ravitaillement en hydrogène est encore limité et nécessite des investissements massifs pour se développer. Les gouvernements et les partenariats public-privé jouent ici un rôle clé.
Pour les camions électriques, l’expansion des bornes de recharge adaptées aux poids lourds est tout aussi importante.
Pour les deux technologies, des programmes visant à construire des "couloirs" avec des stations de recharge rapide ou des stations de ravitaillement en hydrogène stratégiquement placées le long des principaux axes de transport sont la solution. Les infrastructures joueront un rôle clé pour que les marchés FCEV (pour « Fuel Cell Electric Vehicle ») et BEV (« Battery-Electric Vehicle ») atteignent leur maturité.
3. Adoption et perspectives du marché
Le TCO des camions à hydrogène à pile à combustible devrait atteindre des niveaux similaires à ceux des technologies de moteurs à combustion interne et de batteries d’ici 2030-2032, l’hydrogène coûtant entre 6 et 8 euros par kilogramme et le prix de la technologie des piles à combustible diminuant avec la massification la production.
L’adoption de camions électriques à pile à combustible à hydrogène pourrait donc s’avérer particulièrement pertinente pour une utilisation intensive dans les segments où la capacité de charge utile, la longue autonomie et le ravitaillement rapide sont des avantages décisifs, notamment pour les longues distances et les charges lourdes. Les camions électriques à batterie, quant à eux, pourraient offrir une alternative compétitive sur les itinéraires de courte et moyenne distance et les applications urbaines, où les contraintes de portée et de capacité de charge utile sont moins contraignantes.
En conclusion, il y a place à la coexistence pour ces deux technologies, chacune répondant à des besoins spécifiques. Les politiques environnementales, les subventions et l’urgence d’atteindre les objectifs de neutralité carbone accéléreront l’adoption des deux solutions.
V. En quelques mots
La mobilité décarbonée ne peut pas reposer uniquement sur les camions électriques à batterie. S’ils offrent des avantages indéniables sur les courtes distances et bénéficient aujourd’hui d’une infrastructure énergétique plus mature, ils ne sont pas en mesure de remplacer entièrement les camions thermiques car ils ne répondent pas aux besoins opérationnels essentiels des flottes de poids lourds. Les camions à pile à combustible à hydrogène, avec leur capacité de charge utile, leur longue autonomie, leur ravitaillement rapide et leur flexibilité opérationnelle, apparaissent comme une solution complémentaire intégrale.
De plus, les poids lourds à pile à combustible offrent une synergie intéressante avec les camions électriques à batterie, car ils utilisent le même moteur électrique, modifiant uniquement la façon dont il est alimenté, pour s'adapter aux différentes exigences des cas d'utilisation. Ceci est similaire à la façon dont le diesel et l'essence coexistent dans l'utilisation des moteurs à combustion interne.
A terme, la coexistence de ces deux technologies sera essentielle pour construire des flottes véritablement durables et adaptées à tous types de missions.