Hydrogène et piles à combustible : de fausses promesses? [FR][en][de] 

Tout comme les biocarburants, l'hydrogène a été identifié par la Commission comme l'un des principaux candidats pour remplacer le pétrole dans les transports et réduire la dépendance de l'Europe à l'égard de cette énergie. 

Cependant, après l'enthousiasme de départ, certains ont rapidement souligné les "illusions" de l'économie de l'hydrogène :

• comme l'électricité, l'hydrogène est un vecteur d'énergie, et non une source d'énergie. En d'autres termes, le niveau de pollution de l'économie de l'hydrogène dépend de la source d'énergie primaire dont elle provient (charbon, nucléaire, gaz naturel ou énergies renouvelables);
• un système de transport reposant sur l'hydrogène nécessite un réseau de stations de ravitaillement qui sera très onéreux à mettre en place. Dans une étude publiée en décembre 2005, l'Agence internationale de l'énergie (AIE) a indiqué que des milliards de dollars seraient nécessaires pour développer l'infrastructure permettant d'utiliser l'hydrogène de façon généralisée (voir EurActiv, 02 décembre 2005);
• les batteries de piles à combustible qui convertissent l'hydrogène en électricité par une réaction chimique ont une efficacité et une capacité de stockage limitées, le procédé de conversion de l'hydrogène en électricité impliquant des pertes d'énergie, et;
• les batteries de piles à combustible sont encore très chères (environ 10 000 euros pour un véhicule de taille moyenne), en raison des matériaux utilisés dans leur fabrication, qui comprennent le platine et le Nafion, une membrane acide utilisée dans l'électrolyte des piles à combustible. 

Les efforts de R&D aux niveaux public et privé ont donc comme principal objectif de réduire le coût des piles à combustible, d'augmenter leur capacité de stockage et de parvenir à construire de nouvelles infrastructures au coût le plus faible possible. 

Au niveau européen, une plateforme technologie sur l'hydrogène et les piles à combustible (HFP) a été lancée en 2004 pour accélérer la recherche et le développement des technologies hydrogène. Menée par l'industrie, cette plateforme réunit des chercheurs des secteurs privé et public, les autorités publiques et la communauté financière. 

En mars 2005, la plateforme a présenté un programme de recherche stratégique destiné à orienter la recherche et à encourager les investissements publics et privés dans des programmes de R&D spécifiques (voir EurActiv, 17 mars 2005). Ce programme a pour objectif de commercialiser les véhicules en 2015, mais beaucoup estiment qu'ils ne seront pas compétitifs avant 2020 au plus tôt.

Plusieurs projets pilotes financés par l'UE ont également été lancés pour démontrer la viabilité des piles à combustible dans les transports publics. Grâce au programme européen intitulé "Transports urbains propres pour l'Europe" (CUTE), 27 bus de transport en commun roulant à l'hydrogène ont circulé dans 9 villes européennes, d'Amsterdam à Barcelone. Le projet, dont les résultats ont été présentés en mai 2006 (voir EurActiv, 11 mai 2005), ont montré qu'il fallait encore faire des progrès dans les domaines suivants :

• Conception, construction et gestion des chaînes d'approvisionnement d'hydrogène et des stations de ravitaillement;
• Production et utilisation efficaces des tonnes d'hydrogène, et;
• Optimisation de l'infrastructure.
  

"La question n'est plus de savoir si cette technologie fonctionne, mais quand elle sera compétitive," a déclaré le commissaire à l'énergie, Andris Pielbags, lors de la présentation des résultats du projet CUTE. 

Il y a environ un an, un groupe de députés européens a présenté une Charte sur l'hydrogène recommandant à l'UE de se mobiliser pour passer à une économie hydrogène d'ici 2025 (voir EurActiv, 13 sept. 2005). Les députés européens souhaitent que les énergies renouvelables  soient la principale source primaire d'une future économie de l'hydrogène. 

Aux Etats-Unis, l'administration Bush a alloué 1,8 milliard de dollars sur cinq ans à une "Initiative sur l'hydrogène" ainsi qu'à un projet complémentaire appelé "FreedomCAR". L'UE, les Etats-Unis et d'autres partenaires travaillent ensemble à la préparation d'un "Partenariat international pour l'économie de l'hydrogène ".

Cependant, nombreux sont ceux qui critiquent encore l'hydrogène, notamment la communauté scientifique.

Ulf Bossel du "Fuel Cell Forum", une organisation européenne soutenant les avancées techniques et scientifiques sur les piles à combustible, dénonce ce qu'il appelle 'l'illusion de l'hydrogène'. 

"L'hydrogène n'est propre que s'il est produit à partir des énergies renouvelables," souligne U. Bossel. Il ajoute toutefois que si l'économie de l'hydrogène devient réalité, elle entraînera une forte augmentation de la demande d'énergie électrique, qui, selon lui, ne pourra être satisfaite que par les énergies renouvelables.

Selon U. Bossel, pour répondre à cette demande accrue, il faudra également utiliser les centrales nucléaires ou alimentées au charbon, avec toutes les implications qu'elles comportent pour l'environnement et la sécurité.

De plus, il souligne  qu'une part importante de l'énergie est perdue lorsque l'électricité est convertie en hydrogène pour être stocké dans une pile à combustible, puis reconverti en électricité. 

"Près des trois-quarts de l'énergie d'origine sont perdus pour l'électrolyse, la compression ou la liquéfaction, le transport, le stockage, le transfert et la reconversion en électricité avec les piles à combustible," indique le Fuel Cell Forum dans une déclaration.

U. Bossel explique ce phénomène : "Un vecteur d'énergie synthétique ne peut pas être plus efficace que l'énergie à partir de laquelle il est produit. L'énergie renouvelable est mieux distribuée par les électrons que par l'hydrogène."

Cependant, les défenseurs de l'hydrogène soulignent que les batteries de piles à combustible sont aussi efficaces, voire plus efficaces que les moteurs traditionnels. "Les moteurs à combustion interne dans les voitures d'aujourd'hui convertissent moins de 30% de l'essence en énergie qui fait avancer le véhicule," estime Shell Hydrogen, ajoutant : "Les véhicules utilisant des moteurs électriques alimentés par des piles à combustible sont bien plus efficaces sur le plan énergétique, car ils utilisent entre 40% et 60% de l'energie du carburant.". 

Selon Shell Hydrogen, le principal problème est d'ordre financier, et non technique. "Pour les véhicules, le plus difficile sera de financer la transition des prototypes onéreux à une production de masse abordable".

Shell estime que les véhicules à piles à combustible peuvent devenir compétitifs si la production annuelle atteint umn million au niveau mondial. "En combinant les avancées techniques et industrielles anticipées sur les cinq prochaines années et en établissant une production mondiale raisonnable au cours des cinq années suivantes, nous pensons que les véhicules à piles à combustible peuvent devenir une réalité commerciale," indique Shell. 

D'autres critiques portent sur l'impact environnemental de l'utilisation de l'hydrogène dans le secteur des transports. En examinant les récentes études scientifiques sur l'hydrogène, des chercheurs britanniques ont constaté que contrairement à la plupart des prévisions, l'hydrogène est un gaz à effet de serre indirect ayant un effet potentiel sur le réchauffement climatique.

Selon les chercheurs, parmi lesquels Richard Derwent du Centre pour la politique environnementale de l'Imperial College à Londres, cet effet est dû aux émissions d'hydrogène, qui entraînent plus d'émissions de méthane et d'ozone et aggravent donc le phénomène de réchauffement climatique. Cependant, selon eux, les effets sur le climat sont nettement inférieurs à ceux des carburants fossiles.