Pendant longtemps, il semblait que des voitures avec des moteurs à hydrogène ou des piles à carburant prendraient un jour les routes et le secteur des transports. Les voitures à piles à hydrogène ne libèrent aucune émission nocive de quelque sorte que ce soit, ont une longue portée et peuvent être ravitaillées en minutes. En théorie, ils sonnent comme une excellente façon de décarboniser le secteur des transports. Dans la pratique, les voitures à hydrogène sont confrontées à une concurrence féroce des véhicules électriques à batterie rechargeable. Dans l’industrie, on dit souvent que les voitures à hydrogène sont toujours loin de dix ans.
Alors, est-ce la fin de l’utilisation de l’hydrogène dans les véhicules motorisés ? Loin de là.
La technologie électrique à batterie est excellente pour les véhicules personnels et les véhicules commerciaux sélectionnés dans le secteur des transports. Entre-temps, le secteur des transports comprend des véhicules avec un ensemble diversifié de cycles d’utilisation et d’applications. Certains de ces véhicules et équipements ne sont actuellement pas priorisés pour les applications de technologie électrique de batterie. Cela signifie que la technologie de l’hydrogène va faire partie de la destination zéro émission de carbone pour de nombreux opérateurs de véhicules commerciaux.
Il existe deux façons d’alimenter un véhicule à moteur à l’aide d’hydrogène. Ce sont des moteurs à combustion interne de l’hydrogène (ICE d’hydrogène) et des piles à hydrogène. Le premier utilise de l’hydrogène pour alimenter un moteur à combustion interne. L’autre utilise une pile à carburant en combinaison avec des moteurs électriques et une batterie.
Chose cruciale, les transmissions à hydrogène sont mécaniquement très semblables aux transmissions traditionnelles. Les véhicules à moteur à hydrogène se fient presque entièrement à des composants essayés et testés. Cela signifie que pour les opérateurs qui conduisent des véhicules dans des environnements difficiles ou qui veulent des coûts d’entretien prévisibles, ils pourraient être la solution de choix. Vous trouverez ci-dessous certaines applications où les moteurs à hydrogène sont une excellente option.
Moteurs à hydrogène dans des véhicules de construction et de l’équipement
Le secteur de la construction est une autre source d’émissions de CO2. Dans les zones urbaines, l’utilisation d’équipement de construction lourd peut également contribuer à réduire la qualité de l’air. Cela ne devrait pas être surprenant, car une excavatrice de grande taille peut consommer plus de cinq gallons de carburant diesel par heure. Bien que les solutions électriques à batterie soient de plus en plus viables pour les excavatrices de plus en plus petites, un bloc-batterie assez grand pour permettre à une excavatrice plus grande de fonctionner pendant une journée entière de travail devrait être assez grand. Il serait également très cher.
Entre-temps, l’hydrogène comprimé apporte une plus grande densité d’énergie. Cela permettrait à une excavatrice de fonctionner avec des réservoirs de carburant de taille acceptable ; ceux qui sont plus gros que ceux des machines diesel traditionnelles encore gérables. Ces moteurs à hydrogène éliminent également les longues interruptions de travail pour recharger les batteries.
Moteurs à hydrogène dans les camions lourds
Les camions semi-remorques sont une autre catégorie de véhicules où la technologie électrique à batteries n’est peut-être pas encore la solution ultime en matière de décarbonisation.
Comme pour certains équipements de construction, le problème avec la technologie de batterie se réduit à la portée, réduit l’espace de cargaison et le temps de charge. Plusieurs fabricants développent des semi-électriques à batterie, mais la plupart annoncent une portée de 150 à 300 milles. Cela en fait le meilleur choix pour le transport à courte et moyenne portée.
Dans le transport longue distance, les conducteurs deraient devoir s’arrêter pendant une ou deux heures pour se recharger, toutes les trois à cinq heures. Certains fabricants annoncent des portées plus longues, mais une plus grande capacité de batterie ne peut être obtenue qu’à un coût plus élevé et avec la perte d’un espace de cargaison précieux.
En revanche, les camions à hydrogène ont une plage de temps de ravitaillement comparable à celles du diesel et du gaz naturel, sans matières particulaires ni émissions de gaz à effet de serre.
Les moteurs à hydrogène sont-ils viables sans réseau de ravitaillement dense?
Une autre raison pour laquelle toutes ces applications d’hydrogène sont particulièrement prometteuses, c’est qu’elles peuvent être viables sans l’existence d’un réseau dense de carburant à hydrogène.
Par exemple, les entreprises de camionnage peuvent tracer un itinéraire à l’avance à l’aide d’un petit nombre de stations de ravitaillement placées le long d’itinéraires fixes, sans avoir besoin de faire la chasse aux stations de ravitaillement dans la nature. Les entreprises de camionnage peuvent également installer la distribution d’hydrogène sur place dans leurs centres régionaux ou centres de distribution, ainsi que d’installer des électrolyseurs pour produire de l’hydrogène sur place.
Les chantiers de construction sont un autre bon exemple de l’utilisation de moteurs à hydrogène sans réseau de ravitaillement dense. Ces sites sont stationnaires et ils sont généralement fonctionnels pendant des mois à des années où le stockage d’hydrogène sur place est plus réalisable. Dans le cas d’une zone de construction éloignée, même la possibilité de production locale d’hydrogène peut être évaluée. Les excavatrices de ces sites fonctionnent dans des conditions environnementales difficiles dans des cycles d’opération agressifs. Ces applications difficiles à électrifier combinées à la possibilité de stocker ou de produire de l’hydrogène localement font des moteurs à hydrogène une option pour les véhicules de construction.
Au-delà de cette viabilité immédiate, les moteurs à hydrogène conduisent également les progrès de l’économie et de l’infrastructure de l’hydrogène.
Si ces derniers vous ont enthousiasmé, n’oubliez pas de lire comment fonctionnent les moteurs à hydrogène et leur rôle dans la réduction des émissions des véhicules et du transport vers la destination zéro.
À mesure que ces applications commerciales deviennent grand public, les réseaux de carburant à hydrogène sembleront les servir. Il est perséable que ces réseaux limités pourraient ensuite être utilisés par les voitures à hydrogène personnelles. Les moteurs à hydrogène sont juste au coin de la rue, de sorte que les voitures à hydrogène pourraient avoir un coup de feu à la rescoins en moins de dix ans après tout.
Jim Nebergall
Jim Nebergall est directeur général du secteur des moteurs à hydrogène de Cummins Inc. et dirige les efforts mondiaux de l’entreprise en matière de commercialisation de moteurs à combustion interne alimentés à l’hydrogène. Les moteurs à combustion interne à hydrogène sont une technologie importante dans la voie accéléré de la décarbonisation de l’entreprise.
Jim s’est joint à Cummins en 2002 et a occupé de nombreux rôles de direction à l’échelle de l’entreprise. Plus récemment, il a été directeur de la stratégie et de la gestion des produits pour le secteur des moteurs sur route nord-américain. Jim est passionné par l’innovation et a consacré sa carrière de Cummins à l’avancement de la technologie qui améliore l’environnement. Il a repoussé les limites de l’innovation axée sur le client pour positionner Cummins en tant que fournisseur de choix pour groupes motopropulseurs, gérant un portefeuille allant du diesel de pointe au gaz naturel aux groupes motopropulseurs hybrides.
Jim est diplômé de la Purdue University avec un baccalauréat en ingénierie électrique et informatique. En 2007, il a obtenu une maîtrise en administration des affaires de l’Indiana University.
