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L'hydrogène a longtemps été présenté comme l'avenir des voitures particulières.
Le véhicule électrique à pile à combustible à hydrogène (FCEV), qui fonctionne simplement à l'hydrogène sous pression tirée d'une station de ravitaillement, ne produit aucune émission de carbone de ses gaz d'échappement. Il peut être rempli aussi rapidement qu'un équivalent de carburant fossile et offre une autonomie similaire à l'essence. Pour sa part, Toyota croit à cette option. La compagnie lancera le Mirai de deuxième génération plus tard en 2020. L' Association canadienne de l'hydrogène et des piles à combustible a récemment produit un rapport vantant les véhicules à hydrogène. Entre autres points, elle a indiqué que son empreinte carbone est meilleure que celle des véhicules électriques: 2,7 g de dioxyde de carbone par kilomètre contre 20,9 g. Je pense tout de même que les piles à combustible à hydrogène sont un concept défectueux. Cependant, je crois que l'hydrogène pourrait jouer un rôle important dans la réalisation d'émissions de carbone nulles en remplaçant le gaz naturel dans le chauffage industriel et domestique. Mais j'ai du mal à voir comment l'hydrogène peut rivaliser avec les véhicules électriques, et cette opinion a été renforcée par deux déclarations récentes: Un rapport de BloombergNEF a conclu que: «La majeure partie du marché des voitures, des autobus et des camions légers devrait adopter la technologie électrique, qui est une solution moins chère que les piles à combustible. Volkswagen, de son côté, a fait une déclaration comparant l'efficacité énergétique des technologies. "La conclusion est claire", a déclaré la société. "Dans le cas de la voiture particulière, tout parle en faveur de la batterie et pratiquement rien ne favorise l'hydrogène." Problème d'efficacité de l'hydrogène La raison pour laquelle l'hydrogène est inefficace est due au processus de transfert d'énergie nécessaire pour alimenter une voiture. C'est ce qu'on appelle parfois la transition du vecteur énergétique. Prenons 100 watts d'électricité produits par une source renouvelable telle qu'une éolienne. Pour alimenter un FCEV, cette énergie doit être convertie en hydrogène, éventuellement en la faisant passer dans l'eau (le processus d' électrolyse ). Cela signifie une perte d’environ un quart de l'énergie électrique. L'hydrogène doit ensuite être comprimé, refroidi et transporté vers la station d’entreposage d'hydrogène, un procédé efficace à 90%. Une fois à l'intérieur du véhicule, l'hydrogène doit être converti en électricité, ce qui implique une perte d’environ 40%. Enfin, l'électricité requise pour déplacer le véhicule est efficace à environ 95%. En résumé, seulement 38% de l'électricité initiale, soit environ 38 watts sur 100 sont utilisés .
Avec les véhicules électriques, il n’y a pratiquement aucune perte énergétique. Les mêmes 100 watts de puissance provenant de la même turbine perdent environ 5% d'efficacité dans ce transfert à travers le réseau. Vous perdez encore 10% d'énergie en chargeant et déchargeant la batterie lithium-ion, plus 5% supplémentaires en utilisant l'électricité pour faire rouler le véhicule. Vous êtes donc descendu à 80 watts, comme le démontre la figure ci-contre.
En d'autres termes, la pile à combustible à hydrogène nécessite le double de la quantité d'énergie. Selon BMW : "L'efficacité globale de la chaîne énergétique de la transmission de la puissance au véhicule n'est donc que la moitié du potentiel d'un véhicule électrique."
Des centres de permutations Il y a environ 5 millions de véhicules électriques sur les routes, et les ventes ont fortement augmenté. Cela ne représente qu'environ 0,5% du total mondial, mais dépasse de beaucoup les 7 500 ventes de voitures à hydrogène dans le monde à la fin de 2019. Il existe encore très peu de stations de ravitaillement d’hydrogène et leur construction ne sera guère une priorité à la suite de la pandémie de coronavirus, mais les défenseurs de cette source énergétique soulignent qu’ils peuvent faire le plein beaucoup plus rapidement et conduire beaucoup plus loin par remplissage. ". Comme moi, beaucoup de gens hésitent à acheter une voiture électrique pour ces raisons. La Chine, avec un bilan de ventes de plus d’un million de véhicules électriques annuellement, a développé des solutions qui lui permettent de résoudre certains de ces problèmes. Par exemple, on est à développer une infrastructure pour que les propriétaires de VÉ puissent échanger leurs batteries rapidement. NIO, le constructeur automobile basé à Shanghai, confirme un temps d'échange de trois minutes dans ces stations. La Chine prévoit en construire un grand nombre. Pour sa part, BJEV, la filiale de voitures électriques du constructeur automobile BAIC, investit 1,3 milliard d'euros (1,2 milliard de livres sterling) pour construire 3000 stations de recharge de batteries à travers le pays au cours des deux prochaines années. Non seulement c'est une réponse à l'anxiété de l’autonomie des futurs propriétaires de voitures électriques, mais cela répond également au coût élevé des VÉ. Le coût des batteries représente environ 25% du prix de vente moyen des véhicules électriques, ce qui est encore beaucoup plus élevé que les équivalents essence ou diesel. En utilisant le concept de la permutation, la batterie pourrait être louée, une partie du coût de l’échange étant des frais de location. Cela réduirait le coût d'achat et encouragerait l'adoption par le public. Les batteries permutables pourraient également être rechargées en utilisant de l’électricité renouvelable excédentaire, un énorme avantage environnemental. Certes, ce concept nécessiterait un degré de standardisation de la technologie des batteries qui pourrait ne pas plaire aux constructeurs automobiles européens. Le fait que la technologie de la batterie pourrait bientôt permettre d'alimenter des voitures sur un million de kilomètres pourrait rendre le modèle économique beaucoup plus attrayant. Cependant ce concept ne fonctionne pas nécessairement avec des véhicules plus lourds tels que des fourgonnettes ou des camions, car ils ont besoin de très grosses batteries. Dans ce cas, l' hydrogène pourrait être la solution. Concernant les allégations sur les émissions de carbone de ce rapport de l'Association canadienne de l'hydrogène et des piles à combustible. Après vérification concernant la source des statistiques, il s’est avéré que l’on comparait la production d’'hydrogène fabriqué à partir d'électricité purement renouvelable avec des véhicules électriques alimentés en électricité à partir de combustibles fossiles. Si les deux étaient issus d'électricité renouvelable, l'empreinte carbone serait similaire. Le rapport a été financé par le consortium industriel H2 Mobility, c'est donc un bon exemple de la nécessité de faire attention aux informations dans ce domaine. Tom Baxter The Conversation
Contribution: André H. Martel
Le Congrès prend de plus en plus d’impôts ou de taxes sur les véhicules électriques.
"Les utilisateurs des routes doivent contribuer à leur entretien", a déclaré le sénateur John Barrasso, un républicain du Wyoming. "Et à ce stade, les véhicules électriques, qui constituent une part croissante du réseau de transport, ne paient rien car ils n'utilisent pas d'essence."
Barrasso dirige le comité sénatorial de l'environnement et des travaux publics. En juillet, il a approuvé un plan de 287 milliards USD pour la construction et la réparation des autoroutes , mais les sénateurs n'ont pas trouvé le moyen de financer ce projet. La taxe sur l’essence et le diesel a été augmentée la dernière fois en 1993. Mais à mesure que les véhicules deviennent plus économes en carburant et que les véhicules électriques deviennent plus populaires, le gouvernement aura de moins en moins de taxe à percevoir. Barrasso a proposé de mettre fin au crédit d’impôt fédéral pour les véhicules électriques et d’imposer des frais d’utilisation routiers qui seraient versés lorsqu'un chauffeur produit une déclaration de revenus. De nombreux législateurs ont soutenu l'idée de faire payer aux propriétaires de véhicules électriques l'utilisation de leurs routes. "Ceux qui conduisent des véhicules électriques ou à hydrogène ou au gaz naturel, doivent verser une certaine contribution au fonds pour les transports", a déclaré le sénateur démocrate Tom Carper du Delaware. L'an dernier, environ 2% des ventes de voitures neuves étaient électriques, et ce pourcentage devrait augmenter considérablement. Le gouvernement fédéral accorde un crédit pouvant atteindre 7 500 dollars aux propriétaires de véhicules électriques. Barrasso veut en finir avec ça. «Le programme a atteint son objectif, le marché des voitures électriques est établi », a-t-il expliqué dans un éditorial de Fox News. Certains États ont déjà pris de telles mesures pour imposer des redevances sur les véhicules électriques, 26 d'entre eux ont adopté une forme de taxation. Selon le Sierra Club , en fonction des tarifs proposés, les conducteurs de véhicules électriques paieraient probablement plus que les propriétaires de voitures à essence. En 2017, la redevance médiane sur les véhicules électriques était d'environ 123 dollars par an, contre 71 dollars en taxe sur l'essence, a précisé l'organisation. En fonction des décisions des États et suite aux discussions des législateurs du Congrès, une taxe annuelle, une taxe sur les stations de recharge et une taxe calculée sur les km parcourus figurent parmi les idées qui circulent pour les véhicules électriques. Les groupes environnementaux, les défenseurs des véhicules électriques et certains législateurs sont consternés, avertissant que leurs efforts pour promouvoir une technologie propre pourraient être soudainement contrecarrés. «Il y a beaucoup d'idées stupides à Washington. Taxer les véhicules électriques est probablement l’un des plus stupides », a déclaré le représentant Ro Khanna, membre du Comité démocrate et parlementaire de la Californie. Gina Coplon-Newfield , directrice de la campagne sur le transport propre pour tous au Sierra Club déclarait : «Nous ne faisons pas payer les personnes qui utilisent des voitures à essence et qui polluent le climat ». Les défenseurs des véhicules électriques soutiennent qu'une taxe découragerait, voire inverserait, les progrès constants réalisés vers la transition des véhicules à essence. Le maire de Miami Gardens, Oliver Gilbert, a convenu que, à un moment donné, «nous devrons rendre des comptes» pour les véhicules électriques utilisant des routes. Mais, a-t-il déclaré, "Je ne sais pas si le moment est venu, car je pense que nous voulons toujours inciter davantage de personnes à utiliser l'électricité." La tendance à la tarification des véhicules électriques dans certains États contribue à alimenter la pression en faveur d’une taxe fédérale. Les frais varient considérablement d’un état à l’autre. L’Idaho facture des véhicules électriques entre 75 et 140 dollars par an. La Caroline du Sud facture 120 $ tous les deux ans pour les véhicules fonctionnant exclusivement à l'électricité, à l'hydrogène ou à toute source d’énergie autre que le carburant. L’idée la plus discutée à Washington est probablement de taxer les kilomètres parcourus. Le représentant Sam Graves du Missouri, le plus républicain du Comité des transports et de l’infrastructure de la Chambre, a longtemps défendu l’idée. La prochaine étape au Sénat repose sur le Comité des finances chargé de la rédaction des déclarations de revenus, où le président Charles Grassley, républicain de l’Iowa, a déclaré que cette idée méritait d’être examinée. Il a dit que les véhicules électriques devraient payer leur juste part et que la seule chose qui serait juste, serait que les automobilistes paient pour chaque kilomètre parcouru sur l'autoroute , que ce soit une voiture électrique ou une voiture à essence. Les défenseurs de l'environnement et des véhicules électriques sont d’accord avec cette approche. «Quelle que soit la solution, elle doit s’adresser à tous les utilisateurs et ne pas pénaliser les plus efficaces», a déclaré Genevieve Cullen, présidente de l’Electric Drive Transportation Association . McClatchy
Contribution: André H. Martel
Une équipe de chercheurs de l’Université du Massachussetts à Lowell a mis au point un nouveau mode d’alimentation plus efficace pour les véhicules électriques.
L’innovation, développée par le professeur David Ryan, président du département de chimie, et un groupe d’étudiants de l’UMass Lowell, permettra aux véhicules électriques de toutes tailles de fonctionner plus longtemps toujours sans émissions polluantes. La nouvelle technologie utilise l’eau, le dioxyde de carbone et le cobalt pour produire de l’hydrogène gazeux à une température et une pression relativement basses.
La plupart des véhicules électriques sur la route utilisent aujourd'hui des batteries qui doivent être rechargées, mais présentent des limitations telles que la capacité de stockage, la durée de la recharge et le coût, selon Ryan. En conséquence, la technologie actuelle n’est pratique que pour les petites voitures et non pour les gros véhicules, y compris les camions et les autobus. En revanche, l’invention de l’équipe de l’Université du Massachusetts pourrait être utilisée pour propulser des véhicules de toutes tailles. Dans un véhicule électrique, l'hydrogène créé selon leur découverte irait directement à une pile à combustible, où il se mélangerait à l'oxygène de l'atmosphère pour générer de l'électricité et de l'eau. L'électricité alimenterait alors le système qui fait fonctionner le moteur, la batterie rechargeable et les phares du véhicule . "Ce procédé ne stocke aucun gaz d'hydrogène, il est donc sûr et ne pose aucun problème de transport, ce qui réduit considérablement les risques d'incendie ou d'explosion", a déclaré Ryan. La technologie génère de l'hydrogène pur à plus de 95%, a-t-il ajouté. "L’hydrogène brûle parfaitement; il ne produit pas de dioxyde de carbone, mais uniquement de l’eau. Et vous n’avez pas à brûler d’hydrogène pour générer de l’électricité , un processus efficace à 85%», a déclaré Ryan. Avec la demande croissante d'énergie verte, le marché de l'hydrogène devrait atteindre 199 milliards de dollars au cours des quatre prochaines années, selon les observateurs de l'industrie. "Puisque l'hydrogène n'est pas extrait ni pompé du sol comme les combustibles fossiles, nous devons le produire. Les méthodes actuelles sont coûteuses et inefficaces. Ceci, ajouté au manque d'infrastructures nécessaires, a nui au développement de l'hydrogène ", a déclaré Ryan. "Nous espérons que la technologie catalytique à l'hydrogène que nous avons développée contribuera à résoudre tous ces problèmes." Les candidats au doctorat en chimie Ahmed Jawhari de Lowell, Kehley Davies de Boston ainsi qu’ Elizabeth Farrell de Marblehead et Colleen Ahern qui détiennent une majeure en génie chimique travaillent au projet avec le docteur Ryan. Les chercheurs ont obtenu un brevet provisoire et attendent un brevet permanent pour la technologie qu’ils ont développé. Outre le soutien de l’UMass Lowell, le Massachusetts Clean Energy Center a fourni à l’équipe un financement initial de 25,000 dollars pour aider effectuer les tests nécessaires pour valider ce processus. Un projet à suivre. Electric Vehicles Research
Contribution: André H. Martel
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