Les problèmes de coût, de production et de stockage de l'hydrogène

En premier lieu, ce qui repousse le plus la commercialisation des véhicules à PAC est certainement le coût de la pile à combustible. Il est vrai que nous avons un élément (l'hydrogène) qui est très abondant dans notre planète mais il n'existe pas sous sa forme pure, il est donc necessaire de le produire. Pour cela, on utilise actuellement le réformage : Le reformage est une opération permettant d'extraire l'hydrogène contenu dans les hydrocarbures. Ce procédé, en plus d'être couteux est excessivement polluant ! Il y a donc un gros souci car l'intérêt principal de l'hydrogène est de ne plus utiliser d'hydrocarbures et de ne plus polluer ! Il est donc impératif de trouver d'autres solutions d'extraction. Aujourd'hui, 95% de l'hydrogène est produit à partir des combustibles fossiles, un paradoxe !

Heureusement, une autre technique existe sans dégager de CO2 et sans utiliser une energie à la durée de vie limitée : l'électrolyse. La production d'hydrogène par électrolyse de l'eau consiste à dissocier la molécule d'eau (H2O) en molécules d'hydrogène et d'oxygène, en faisant passer un courant électrique dans l'eau. Mais il y a un problème, une réserve d'hydrogène est très inflammable donc s'il y a accident, il y a risque d'explosion. Ajoutons que pour produire l'hydrogène il va falloir consommer une quantité importante d'électricité. Et pour produire autant d'électricité, nous n'avons pas enormément de solutions écologiquement correctes. Quand on veut produire beaucoup d'électricité, on pense automatiquement au nucléaire mais les constructeurs préfèreraient utiliser l'energie solaire ou éolienne. Actuellement, lorsque l'on regarde la part d'éléctricité produite par ces deux dernières solutions, on peut encore se poser beaucoup de questions !

De plus, avant de considérer une production en masse de véhicules fonctionnant avec de l'hydrogène, il faut regarder les inconvénients de l'hydrogène : le coût de production, le coût de stockage et sa distribution. Le coût de production de l'hydrogène atteint 8 €/kg en Allemagne. Même en considérant que la valeur energétique d'un kilogramme d'hydrogène équivaut à trois kilogrammes d'essence, cela revient tout de même à un prix sept fois plus important que le prix de l'essence hors taxes !

De même, le stockage de l'hydrogène à bord d'une automobile est très couteux : 1 000 €/kg. Si l'on considère qu'il faut un kilogramme d'hydrogène pour parcourir 100 km, il faudrait donc embarquer 5 kg d'hydrogène pour parcourir 500 km (je vous laisse faire le calcul du prix du stockage). Bien sûr, dans quelques années, les constructeurs produiront des automobiles à hydrogène en masse ce qui permettra d'abaisser le coût du stockage (estimé entre 200 et 500 € par kg). Les américains, eux, viseraient un coût de l'ordre de 70€/kg d'ici 2015.

Honda FCX

   



De plus, il n'y a pas que le stockage de l'hydrogène qui est très couteux, il y a aussi la pile à combustible elle-même. A l'heure actuelle, il est de 50 à 100 fois plus élevé qu'un moteur thermique. Une pile à combustible coûte 5 000 €/kW contre 50 €/kW (ou 37 €/ch) pour un moteur conventionnel. Les constructeurs espèrent abaisser ce prix entre 200 et 1000 €/kW d'ici 2010. Les prix sont si élevés car le Nafion (polymère utilisé dans les PAC de type PEMFC) coûte 400 €/m² !

Il existe également un autre problème, plus d'ordre moral : celui de la dangerosité de l'hydrogène. En effet, l'hydrogène est un gaz extrêmement inflammable. Cependant, il n'y a vraiment pas de quoi s'inquiéter puisque qu'un reservoir d'hydrogène serait aussi fiable (sinon plus) qu'une reservoir de GPL (au propriété d'inflammation similaires).

D'autres technologies devraient voir le jour puisque beaucoup de chercheurs s'y penchent sérieusement. Par exemple, une entreprise britannique, ITM Power, a développé une membrane à base de polymère d’hydrocarbure, qui en plus d’avoir une conductivité ionique trois fois supérieure au Nafion, coûte seulement 5 dollars (environ 4 euros) par mètre carré. En outre, cette nouvelle membrane diminue les fuites transmembranaires de méthanol. Elle va permettre aux piles d’utiliser un milieu alcalin, qui produit une activité catalytique supérieure au milieu acide employé habituellement. Le platine pourra ainsi être remplacé par du palladium en tant que catalyseur du coté du combustible, ce qui entraînera une diminution du prix de 25%.