Opinion |Le transport routier doit être rapidement décarbonisé, mais l'hydrogène n'est pas la réponse

L'hydrogène a été présenté comme le carburant de l'avenir, et la technologie figure en bonne place dans le plan du gouvernement Morrison pour atteindre les émissions nettes-zéro d'ici 2050.

Plus tôt en 2021, le gouvernement a dévoilé sa stratégie de "futurs combustibles" pour réduire les émissions dans le secteur des transports, commettant de 250 millions de dollars pour les véhicules électriques à batterie et les infrastructures d'hydrogène.Et en septembre, il a promis près de 500 millions de dollars pour le programme Clean Hydrogen Industrial Hubs.

Le transport de décarbonisation est crucial dans la lutte pour limiter le réchauffement climatique à 1.5?ce siècle.Nous estimons que le secteur contribue environ 20% des émissions mondiales - comme brûler deux piscines olympiques remplies de combustibles fossiles par minute, chaque minute de l'année.

Mais en tant que chercheurs indépendants dans les émissions de transport et l'énergie, nous pensons que l'accent mis sur l'hydrogène dans le transport routier est déplacé.

Les projections montrent que si les objectifs de réduction des émissions de toutes les nations en 2030 sont atteints, la planète sera sur la bonne voie pour chauffer par un catastrophique 2.4?.Dans ce besoin urgent de réduire rapidement les émissions mondiales avant 2030, le développement de l'hydrogène pour le transport routier à faible émissions ne se produira pas assez rapidement, et il ne pose pas une alternative viable aux véhicules électriques.

Hydrogène en un mot

L'hydrogène est déjà une partie importante de l'économie mondiale, y compris pour la production d'engrais et dans le raffinage d'huile.Le gouvernement fédéral a identifié l'hydrogène comme une technologie prioritaire à faible émissions pour se développer davantage, en mettant l'accent sur l'infrastructure de ravitaillement en hydrogène pour les principaux itinéraires de fret et les couloirs routiers de passagers.

Presque tout l'hydrogène aujourd'hui est produit à l'aide de combustibles fossiles (gaz naturel et charbon), ce qui représente environ 2% des émissions mondiales.L'hydrogène est propre et respectueux du climat uniquement s'il est produit à partir de sources d'énergie renouvelables, comme l'énergie solaire, l'éolien et l'hydro.Ce processus utilise l'électrolyse pour convertir l'eau en hydrogène et est bien appelé "hydrogène vert".

Depuis plus de 20 ans, les partisans de l'hydrogène promettent un avenir d'énergie propre.Mais alors que le rythme des nouveaux projets d'hydrogène vert s'accélère, la plupart sont encore à un stade de développement précoce.Seulement 14 projets majeurs dans le monde ont commencé la construction en 2020, tandis que 34 sont dans une étude ou un mémorandum de compréhension de la scène.

Le développement de la technologie de l'hydrogène est en effet important en dehors du secteur des transports routiers, avec des options prometteuses telles que Green Steel qui réduiront les émissions et apporteront de nouveaux emplois australiens.

Mais nous ne parions pas sur l'hydrogène pour le transport routier

Les données sur les ventes mondiales pour les voitures et les véhicules commerciaux légers, ainsi que les déclarations des chefs d'entreprise, suggèrent que de nombreux constructeurs de véhicules ne considèrent pas sérieusement l'hydrogène comme un carburant de transport viable et lucratif.

Le véhicule à pile à combustible Honda Clarity Hydrogen, par exemple, a cessé la production en août 2021 pour «couper les modèles sous-performants de sa gamme».Certains fabricants font même pression pour une transition plus rapide vers les voitures électriques.

L'hydrogène peut jouer un rôle plus important sur le marché des camions long-courrier, car ses avantages déclarés comprennent une gamme de conduite longue et des temps de ravitaillement courts, qui sont importants pour ce secteur.

Mais l'hydrogène rivalise avec un marché dynamique des camions électriques, qui montre des améliorations annuelles importantes et continues de la densité d'énergie de la batterie et des prix.De plus, les fabricants de camions - comme Daimler, Man, Renault, Scania et Volvo - ont indiqué qu'ils voyaient un avenir tout électrique.

Les avantages souvent énoncés de l'hydrogène se dissipent par rapport à la technologie alternative des camions électriques.Cela comprend l'échange de batteries, ce qui permet de courts temps de ravitaillement et le développement de voies électroniques (routes qui rechargez automatiquement les véhicules lorsqu'ils le conduisent).

Bien qu'il soit vrai que ces systèmes sont toujours testés, par exemple, l'Europe et les États-Unis, ils ont une perspective prometteuse.Par exemple, en juillet, le gouvernement britannique a annoncé 2 millions de livres sterling (3 $.66 millions) pour concevoir des câbles de charge aérienne qui alimenteraient les camions électriques sur une autoroute.

De même, le réseau d'échange de batteries en Chine éclipse déjà le réseau de ravitaillement en hydrogène, bien que le système en soit encore à ses balbutiements.

Faible efficacité énergétique

Un problème négligé mais fondamental avec l'utilisation de l'hydrogène dans le transport est sa faible efficacité énergétique.L'hydrogène n'est pas une source d'énergie, c'est un support d'énergie.Cela signifie qu'il doit être généré, comprimé ou liquéfié, transporté et converti en énergie utile - et chaque étape du processus entraîne une perte d'énergie substantielle.

En fait, les véhicules à hydrogène et les véhicules qui fonctionnent sur l'essence ou le diesel ont une performance énergétique tout aussi faible: seulement 15 à 30% de l'énergie disponible dans les carburants est utilisée pour la conduite réelle.Comparez cela aux véhicules électriques de batterie, qui utilisent 70 à 90% de l'énergie disponible.

En d'autres termes, la quantité d'énergie renouvelable requise pour qu'un véhicule hydrogène vert conduise un kilomètre est le même que ce qui est nécessaire pour que trois véhicules électriques soient à parcourir la même distance.

C'est un problème très important.Plus il faut d'énergie pour le transport, plus les énergies renouvelables doivent être générées et plus le coût est élevé et plus difficile de décarboniser rapidement l'économie et à grande échelle.Il y a trois autres problèmes, peut-être moins connus, avec l'hydrogène qui, selon nous, devraient être sérieusement considérés.

Premièrement, le potentiel de fuite significative d'hydrogène pendant la production, le transport et l'utilisation.L'hydrogène est un gaz à effet de serre plus puissant que le dioxyde de carbone, et toute perte d'hydrogène réduit l'efficacité énergétique globale.

Deuxièmement, les émissions d'hydrogène des fuites peuvent s'ajouter à la pollution de l'air locale et régionale, et peuvent même épuiser la couche d'ozone dans la stratosphère, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires dans cet espace.

Et enfin, l'hydrogène a besoin d'eau fraîche propre, et beaucoup.Une seule pile à combustible à hydrogène nécessite environ 9 litres d'eau propre et déminéralisée pour toutes les 100 km.Pour un grand camion, ce serait plus de 50 litres par kilomètre.

Si l'eau de mer et les usines de dessalement étaient utilisées pour produire l'eau, une autre perte d'énergie serait ajoutée au processus de production, pénalisant encore plus l'efficacité énergétique globale.

Concentrez-vous sur les véhicules électriques

Le transport routier de décarbonisation doit être rapide, déployé à grande échelle et nécessite une stratégie holistique qui favorise les changements dans le comportement de voyage quotidien.Parier sur la future disponibilité à grande échelle d'hydrogène pour ce secteur ne verra pas cela se produire assez rapidement.Il risque également de verrouiller la dépendance aux combustibles fossiles, et ses émissions de gaz à effet de serre supplémentaires, si l'hydrogène propre à l'échelle est en deçà des attentes.

Nous devons minimiser la demande d'énergie et améliorer l'efficacité énergétique du transport autant que possible et aussi rapidement que possible.Les preuves disponibles suggèrent que les véhicules électriques à batterie sont la seule technologie réalisable qui peut y parvenir dans un avenir proche.

Pour une réduction rapide des émissions de gaz à effet de serre, nous devons électrifier le transport où nous pouvons et utiliser d'autres options comme l'hydrogène vert où nous ne pouvons vraiment pas, comme l'expédition à long terme et l'aviation.Et selon la façon dont les efforts d'électrification des camions se développent, l'hydrogène peut encore avoir un rôle dans le camionnage long-courrier, mais il utilisera beaucoup d'énergie renouvelable supplémentaire.

Une première étape logique consiste à convertir la production mondiale actuelle d'hydrogène à base de combustibles fossiles en hydrogène vert.Mais l'accent doit être mis sur le déroulement des véhicules électriques à travers l'Australie et, en fait, le monde.

Les auteurs sont reconnaissants pour les discussions et les contributions faites par le professeur Eckard Helmers (Université des sciences appliquées Trier, Allemagne) et le Dr Paul Walker (Université de technologie Sydney).

Robin Smit, professeur agrégé auxiliaire, Université de technologie Sydney;Enoch Zhao, doctorant, Université de technologie Sydney, et Hussein Dia, professeur de future mobilité urbaine, Université de technologie de Swinburne

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