Cette étude ICCT valide l'hydrogène vert pour décarboner la mobilité

ONG américaine spécialisée dans la mobilité durable,  ICCT affirme que « seuls les véhicules électriques à batterie et pile hydrogène ont le potentiel de réductions des émissions de GES nécessaire pour satisfaire aux accords de Paris ».
 
Aujourd’hui, et à l'échelle du monde, la production et l’utilisation des carburants se traduisent par l’émission annuelle d’environ 12 Gt d’équivalent CO2. Soit le quart de tous les gaz à effet de serre relâchés dans l’atmosphère. Sans changement de nos habitudes de déplacements, ces volumes pourraient doubler d’ici 2050. Et ce, du fait de la croissance démographique et des projections de développement économique. Pour rentrer dans le cadre des accords de Paris, et espérer limiter le réchauffement climatique à 1,5° C, il faudrait au contraire à la même échéance avoir réussi à réduire de l’ordre de 80 % les émissions carbonées. De telle sorte qu’au niveau mondial, elles redescendent à 2,6 Gt CO2eq.
 

De fines projections

Avant de parvenir à ses conclusions, l’International Council on Clean Transportation (ICCT) a analysé l’impact CO2 sur le cycle de vie des solutions énergétiques qui existent actuellement pour la mobilité. En plus du gazole, de l’essence, et des véhicules électriques à batterie ou à pile à combustible hydrogène, l’organisme s’est intéressé au gaz naturel, aux biocarburants, et aux modèles hybrides rechargeables ou non.
 
Pour les 4 régions du monde observées (Europe formée de l’UE et du Royaume-Uni, Etats-Unis, Chine et Inde), l’ICCT a réalisé ses estimations en se basant sur les caractéristiques moyennes locales des véhicules (segments dominants, consommation selon les habitudes réelles de conduite, durée de vie des véhicules, kilométrage annuel moyen, etc.). Les projections sur la période 2021-2030 tiennent compte de l’évolution des sources d’énergie. Par exemple le mix énergétique pour la production d’électricité, et la part de biocarburants dans l’essence et le gazole.
 
Pour l’hydrogène, le conseil a calculé que l’exploitation des énergies renouvelables à la place du reformage du méthane « réduirait de 76 à 80 % les émissions de GES sur le cycle de vie des véhicules à PAC H2 ». Si les modèles électriques à batterie s’en sortent un peu mieux en utilisant pourtant les mêmes sources renouvelables d’électricité, c’est parce que « la filière FCEV [NDLR : Véhicule électrique à pile à combustible] est environ trois fois plus énergivore que la filière BEV [NDLR : Véhicule électrique à batterie] ».
 
A noter : dans ses calculs, l’ICCT a pris en compte les émissions liées à la construction des installations électriques renouvelables supplémentaires. L’organisme n’a en revanche pas intégré dans le cycle de vie différents gains difficiles à quantifier. Par exemple l’impact CO2 de la seconde vie des batteries, mais aussi celui lié au recyclage des réservoirs et des piles à combustible.
 

4 moyens de produire de l’hydrogène

Pour la réalisation de son étude, l’ICCT avoue ne pas avoir une bonne visibilité de l’emploi de l’hydrogène dans la mobilité et des moyens qui seront privilégiés pour le produire sur une période de 10 ans.
 
L’organisme a bien noté que les 2 principales filières actuelles H2 gris (via reformage à la vapeur du gaz naturel) et H2 noir (gazéification du charbon) vont décroître au profit de l’hydrogène vert (électrolyse avec une électricité d’origine renouvelable) et H2 bleu (via gaz naturel en combinaison avec le captage et le stockage du carbone). C’est pourquoi, pour les 4 territoires, le conseil a décidé de calculer et communiquer les émissions de GES pour les modes de production présents et à venir. Sont comprises également, entre autres, les fuites de méthanes et les pertes d’énergie lors des opérations de compression. Mais pas l’impact du transport à longue distance de l’hydrogène lorsqu’il est produit sur un autre continent.
 

Europe

Pour l’Europe, comme pour les 3 autres territoires, l’ICCT note que l’offre en véhicules fonctionnant à l’hydrogène est réduite principalement aux Toyota Mirai et Hyundai Nexo. Sur le territoire, 2 moyens de produire de l’hydrogène coexistent en 2021 : par vaporeformage du gaz naturel et électrolyse avec une énergie obtenue de sources renouvelables. A échéance 2030, s’ajouteraient l’électrolyse réalisé avec le mix énergétique européen et le vaporeformage avec captage et stockage du CO2.
 
Selon l’organisme, sur le cycle de vie, les émissions de CO2 des véhicules à PAC recevant de l’hydrogène gris sont similaires à celles des modèles alimentés directement en GNC. En tenant compte des fuites de méthane, les chiffres s’établissent à 203 grammes de CO2eq par km pour la Toyota Mirai et 238 g CO2eq/km pour le Hyundai Nexo. C’est en jouant sur le moyen d’obtenir le gaz H2 que l’empreinte carbone s’améliore.


 
En introduisant le captage et le stockage du CO2, les émissions descendent par exemple à 79 g CO2eq/km pour la berline japonaise et 93 g avec le modèle coréen. A comparer aux 58 et 64 grammes lorsque l’hydrogène est produit avec électrolyse en exploitant les énergies renouvelables. Seuls les véhicules électriques à batterie alimentés en électricité verte font mieux, entre 47 et 51 g CO2eq/km selon segment.
 
Pour comparaison, tout en tenant compte d’une part de biocarburant incorporée, les émissions dépasseraient les 250 grammes pour les modèles essence, et atteindraient les 280 g avec les diesel. Par rapport à un modèle essence, l’hydrogène permet de réduire les émissions de CO2 en Europe de 21 à 26 % par vaporeformage, 68 % s’il y a en plus captage et stockage du CO2, et jusque 79 % avec électrolyse verte.


 

Etats-Unis

La mobilité hydrogène n’est pas davantage développée aux Etats-Unis, s’appuyant sur les 2 mêmes voitures. Les kilométrages supérieurs (17 500 km par an aux Etats-Unis contre 13 500 km en Europe pour une voiture du segment de la Mirai, et 18 700 versus 15 000 km pour un SUV) et une durée de vie identique des véhicules (18 ans) ne changent rien au classement, mais allègent les valeurs.
 
L’ hydrogène vert (54 g CO2eq/km pour la berline japonaise et 62 g pour le SUV coréen en 2021 : 48 et 56 g en 2030) talonne les modèles électriques à batterie rechargés avec une électricité de sources renouvelables (46 et 54 g pour des voitures équivalentes aujourd’hui).


 
Outre-Atlantique, les chiffres pour les véhicules alimentés avec de l’hydrogène gris sont légèrement inférieurs également à ceux calculés pour le vieux continent : 153 et 179 g CO2eq/km (147 et 172 g en 2030), ou 78 et 91 s’il y a captage et stockage de CO2 (72 et 84 g en 2030). Par rapport à un modèle essence, l’hydrogène vert employé aux Etats-Unis permet également de réduire les émissions de CO2 de l’ordre de 80 %, aussi bien aujourd’hui que dans 10 ans.


 

Chine

En Chine, les données sont différentes. Tout d’abord la durée de vie moyenne des voitures particulières est plus basse qu’en Europe et aux Etats-Unis : 15 ans contre 18. En revanche, le kilométrage annuel est plus élevé, de l’ordre de 19 000 km. Autre différence importante : l’hydrogène est majoritairement obtenu sur ce territoire par gazéification du charbon (H2 noir).
 
En tenant compte des fuites de méthane, cette solution est finalement plus émissive actuellement et dans 10 ans que de rouler avec un modèle équivalent alimenté à l’essence : 265 et 317 g CO2eq/km respectivement pour la Mirai et le Nexo à cette échéance, contre 260 et 305 grammes pour les équivalents thermiques.


 
En revanche, ce sont toujours les 2 mêmes solutions qui sont les plus vertueuses pour l’environnement et la santé publique : électrique à batterie et hydrogène dès lors que ce sont les énergies vertes qui alimentent les chargeurs et électrolyseurs. Et ce, aussi bien en 2021 qu’en 2030. Dans une dizaine d’années, par exemple, l’empreinte carbone d’une voiture électrique à PAC H2 sera comprise entre 48 et 57 g CO2eq/km avec de l’hydrogène vert en Chine. Contre 98-115 grammes avec vaporeformage et captage du CO2, 187-225 g sans captage et 260-311 g à partir du charbon.


 

Inde

La durée de vie moyenne des voitures est également estimée à 15 ans en Inde. Mais c’est sur ce territoire que les kilométrage annuels sont les plus faibles : 11 000 et 12 500 km respectivement pour des modèles du gabarit des Toyota Mirai et Hyundai Nexo. Ce qui se traduit par des empreintes carbone plus élevées sur le cycle de vie, quelle que soit la source d’énergie qui alimente les véhicules.
 
Cela ne remet toutefois pas en question la légitimité pour la mobilité durable des voitures électrique à batterie ou à PAC H2 lorsque les chargeurs et électrolyseurs sont alimentés par une électricité verte. Aujourd’hui, un SUV essence émet en moyenne en Inde 272 g CO2eq/km, contre 317 g pour un diesel. Avec l’incorporation progressive de biocarburants, les valeurs en 2030 seront réduites faiblement et respectivement à 251 et 310 grammes. A cette échéance, un SUV électrique à PAC H2 alimenté en hydrogène vert affichera une empreinte carbone de 77 g CO2eq/km. Pour comparaison, les chiffres remonteraient à 131 g avec l’hydrogène gris et 104 g avec captage et stockage du CO2.




 

Eliminer les voitures thermiques pour 2030-2035

Pour le Conseil international du transport propre, les exigences mondiales qui poussent à la neutralité carbone à échéance 2050 dans les transports ne pourront être réalisées qu’à 2 conditions.
 
Tout d’abord en orientant la mobilité durable sur 2 seules solutions : voitures électriques à batterie ou à PAC hydrogène avec des systèmes entièrement alimentés en énergie renouvelable.
 
Ensuite, du fait de la durée de vie moyenne des véhicules qui s’étend de 15 à 18 ans en Europe, Chine, Inde et aux Etats-Unis, en supprimant progressivement les modèles thermiques d’ici 2030-2035.
 
Les hybrides, même rechargeables, sont compris dans les engins à faire disparaître. L’ICCT appelle les dirigeants des Etats mondiaux à prendre les mesures qui s’imposent. En particulier soutenir le développement des énergies vertes, les réseaux de recharge et d’avitaillement en hydrogène, l’achat des véhicules les plus vertueux, et un haut niveau de recyclage dans le cadre de boucles d’économie circulaire.

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