Véhicules électriques : pile à combustible et batterie, 2 technologies complémentaires pour décarboner les flottes de véhicules utilitaires légers

La transition vers des véhicules utilitaires légers (VUL) plus propres est devenue une priorité pour de nombreuses entreprises. Face à des réglementations de plus en plus strictes sur les émissions liées à la mobilité en zone urbaine, les gestionnaires de flotte recherchent des solutions de décarbonation viables. Les véhicules électriques à batterie (BEV) et les véhicules à pile à combustible à hydrogène (FCEV) s’avèrent être les options les plus prometteuses.

Les BEV et les FCEV sont deux technologies de véhicules électriques complémentaires pour atteindre l'objectif de zéro émission. Le choix de l’un ou l’autre dépend de l’usage et des contraintes opérationnelles auxquelles les opérateurs de flotte doivent faire face.

1. Batterie électrique et pile à hydrogène : deux technologies zéro émission et zéro bruit

Les véhicules utilitaires légers (VUL) jouent un rôle essentiel dans les chaînes logistiques modernes. Mais ils sont également responsables d’une part importante des émissions de CO2 et de polluants atmosphériques. Pour répondre à ces enjeux environnementaux, deux technologies zéro émission sont aujourd'hui disponibles : les véhicules électriques à batterie (BEV) et les hydrogen fuel cell vehicles (FCEV).

1.1 Véhicules électriques à batterie (BEV)

Les BEV utilisent des batteries lithium-ion pour stocker l’énergie électrique qui alimente le moteur. Ces véhicules sont rechargés via des bornes de recharge électriques, qui peuvent être installées sur les sites des entreprises ou disponibles dans des infrastructures extérieures telles que des parkings ou des stations-service.

1.2 Véhicules à pile à combustible à hydrogène (FCEV)

es FCEV, quant à eux, utilisent l’hydrogène comme source d’énergie. Dans une pile à combustible, l’hydrogène réagit avec l’oxygène de l’air pour produire de l’électricité à la demande, libérant uniquement de la vapeur d’eau comme produit de sortie.

1.3 Avantages communs aux deux technologies

Les BEV et FCEV offrent des avantages environnementaux et opérationnels significatifs. En éliminant les émissions de CO2 et autres polluants, ces technologies permettent de respecter les réglementations imposées dans les zones à faibles émissions (ZFE). En réduisant les nuisances sonores, ils contribuent également à améliorer la qualité de vie en zone urbaine. L'adoption des BEV et des FCEV démontre également un engagement en faveur du développement durable, renforçant l'image de marque et l'attractivité d'une entreprise auprès des clients et partenaires.

Enfin, en fonction des politiques locales de certains pays, les deux types de véhicules peuvent bénéficier de subventions et d'incitations fiscales proposées par les gouvernements pour encourager l'adoption de technologies propres.

2. The advantages of hydrogen fuel cells

En plus d’être zéro émission et zéro bruit, la technologie des piles à combustible à hydrogène offre des avantages intéressants pour les gestionnaires de flotte de véhicules utilitaires légers (VUL).

2.1 Plus grande autonomie et temps de ravitaillement plus rapide

L’un des principaux avantages des FCEV par rapport aux BEV est leur autonomie supérieure. En moyenne, un véhicule utilitaire léger à pile à combustible à hydrogène peut parcourir entre 400 et 600 kilomètres avec un seul plein, contre 150 à 300 kilomètres pour un BEV de catégorie équivalente. Cette autonomie est particulièrement avantageuse pour les flottes commerciales parcourant de plus longues distances quotidiennes.

Le temps de ravitaillement des FCEV est beaucoup plus court. Faire le plein d'hydrogène prend généralement entre 3 et 5 minutes, ce qui est comparable au temps nécessaire pour faire le plein d'un réservoir de carburant fossile. En revanche, la recharge des BEV peut prendre plusieurs heures, même avec des bornes de recharge rapides. Cette vitesse de ravitaillement permet aux FCEV de maximiser la disponibilité de la flotte, ce qui est crucial pour les opérations commerciales.

2.2 Une plus grande flexibilité et des coûts d’infrastructure réduits

Comme nous venons de le voir, les performances des FCEV en termes d’autonomie et de temps de ravitaillement minimisent les temps d’arrêt. En conséquence, l’utilisation de la flotte est optimisée et la rentabilité globale est améliorée.

Contrairement aux stations de recharge électriques, qu'il faut multiplier pour alimenter une flotte complète, un seul point de ravitaillement suffit pour approvisionner en hydrogène toute une flotte. Cela réduit les coûts d’installation et d’entretien de l'infrastructure.

2.3 Charge utile préservée

Pour avoir une autonomie décente, les véhicules BEV ont besoin de grosses batteries qui ajoutent du poids supplémentaire au véhicule. Le poids total autorisé du véhicule étant limité par les autorités locales, cela signifie que nous pouvons charger moins de marchandises par rapport aux véhicules utilitaires diesel afin de respecter le PTAC, ce qui signifie moins de rentabilité pour l'activité de livraison.  Le groupe motopropulseur du FCEV (pile à combustible, réservoir d'hydrogène et moteur électrique) n'est que 5 % plus lourd qu'un groupe motopropulseur d'un véhicule thermique conventionnel présentant ainsi des capacités de charge équivalentes.

2.4 Adapté au froid

Un autre avantage de la technologie électrique à pile à combustible est sa performance par temps froid. En effet, les piles à combustible fonctionnent dans des conditions de températures extrêmes allant de -30°C à +50°C sans perte d'efficacité et offrant ainsi une autonomie constante au véhicule quelle que soit la saison et le climat.

3. Coût total de possession (TCO) et compétitivité économique de l'hydrogène

Le coût total de possession (TCO) est un facteur fondamental lorsqu'un gestionnaire de flotte envisage de passer à des technologies de propulsion alternatives. Le TCO prend en compte non seulement le prix d'achat des véhicules, mais également les coûts d'exploitation, d'entretien et de carburant tout au long de la durée de vie du véhicule. Le TCO des technologies BEV et FCEV devrait diminuer progressivement et atteindre la parité avec le thermique dans les années à venir, ce qui permettra d'accélérer leur déploiement.

3.1 Coût d’acquisition

Les FCEV ont actuellement tendance à être plus chers à l’achat que les BEV, principalement en raison des coûts de production plus élevés associés aux piles à combustible et aux réservoirs d’hydrogène. Cependant, les prix des FCEV devraient baisser à mesure que la technologie se développe et que la production de masse augmente.

3.2 Coûts d'exploitation et de maintenance

Les FCEV offrent des coûts d’exploitation et de maintenance compétitifs, grâce à la durabilité de la pile à combustible qui reflète le cycle de vie du véhicule. À cela s’ajoutent les subventions proposées par de nombreuses autorités étatiques et locales.

3.3 Coûts énergétiques

Le coût de l’hydrogène est actuellement plus élevé que celui de l’électricité utilisée pour recharger les BEV. Cependant, l’amélioration de la technologie de production d’hydrogène combinée au développement des infrastructures de distribution réduira considérablement les coûts dans les années à venir. Les méthodes actuelles de production d’hydrogène, comme le reformage du gaz naturel, sont relativement coûteuses. Cependant, l’électrolyse de l’eau à partir de sources d’énergie renouvelables (hydrogène vert) devient de plus en plus viable, avec des coûts en baisse rapide grâce aux innovations technologiques et aux économies d’échelle.

Dans le même temps, de nombreux gouvernements et entreprises investissent massivement dans les infrastructures de production et de distribution d’hydrogène. Ces investissements, combinés à des subventions et incitations fiscales, contribuent à réduire le coût de l’hydrogène.

Selon les projections de l’industrie, le coût de l’hydrogène pourrait tomber à 5 €/kg d’ici quelques années. A ce rythme, le TCO des FCEV atteindra la parité avec celui du diesel tandis que les BEV resteront dépendants des prix de l’électricité.

4. Deux technologies complémentaires

Les deux technologies ne s’excluent pas mutuellement, mais constituent deux approches différentes de l’électrification des VUL. Ils apportent une réponse efficace à un large éventail de besoins opérationnels pour faire face aux enjeux environnementaux.

Pour résumer, les BEV et les FCEV ont chacun des atouts spécifiques qui les rendent adaptés à différentes flottes commerciales. Les BEV sont pertinents pour les trajets courts et les besoins de livraisons urbaines. Ils peuvent facilement être rechargés pendant les périodes de faible activité, comme durant la nuit, mais nécessitent une infrastructure de recharge étendue. Avec leur autonomie plus longue et leur temps de ravitaillement plus rapide, les FCEV sont bien mieux adaptés aux trajets longue distance et interurbains qui nécessitent une charge utile optimisée.