Révolutionner la mobilité urbaine : Les véhicules à groupe motopropulseur électrique à pile à hydrogène établissent une nouvelle norme

Introduction

Les véhicules électriques à pile à combustible à hydrogènese sont frayé un chemin dans la mobilité urbaine avec de nombreux avantages par rapport à leurs homologues classiques. La mobilité urbaine dépend largement de la transmission de puissance conventionnelle pour divers véhicules, tant pour les applications commerciales que personnelles. Avec l'infrastructure disponible pour le ravitaillement des véhicules à essence et diesel, les acheteurs de véhicules ont longtemps opté pour les catégories respectives pour le transport. Divers autres facteurs cruciaux, tels que le faible coût initial, la facilité d'entretien, la disponibilité aisée des pièces de rechange, etc., ont également contribué à l'adoption accrue des véhicules à carburant conventionnel. Cependant, l'évolution du comportement des consommateurs vers l'adoption de véhicules de mobilité propre sans émissions de dioxyde de carbone a été un facteur essentiel dans l'expansion rapide des véhicules électriques à pile à combustible à hydrogène.

Figure 1 : Véhicules électriques vs véhicules électriques à pile à combustible à hydrogène

Non seulement les piles à combustible à hydrogène offrent une alternative plus propre aux carburants à base d'émissions de carbone, mais elles n'émettent également que de l'eau par le tuyau d'échappement, qui, dans la plupart des cas, est sous forme purifiée. L'hydrogène combustible s'est frayé un chemin dans une myriade de véhicules, tels que les voitures particulières et commerciales, les tracteurs, les camions, les avions, etc. Ces changements primordiaux ont été induits par deux approches distinctes des constructeurs automobiles, comme la modernisation des véhicules existants pour qu'ils fonctionnent à l'électricité des piles à combustible ou la construction complète de nouveaux véhicules fonctionnant à l'hydrogène.

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Un autre facteur important qui a prévalu dans les véhicules à hydrogène a été l'attention croissante du gouvernement à la réduction des émissions de carbone ainsi que la mise en place de politiques d'aide impératives pour accélérer l'adoption parmi les fabricants ainsi que les acheteurs. Alors que les véhicules à pile à combustible à hydrogène ont parcouru un long chemin depuis leur avènement en raison de diverses initiatives gouvernementales ouvrant la voie à l'industrie pour améliorer la transformation rapide du carburant conventionnel avec des véhicules électriques à pile à combustible à hydrogène, la croissance a été turbocompressée. Ces véhicules électriques à hydrogène s'attaquent également à un large éventail de problèmes auxquels sont confrontés les véhicules électriques, à essence et diesel.

Expansion mondiale de l'infrastructure FCEV

Les entreprises privées et les gouvernements du monde entier investissent massivement dans le développement de l'infrastructure avec des stations de ravitaillement en hydrogène afin d'adopter des modes de transport écologiques. De nombreux pays, tels que l'Allemagne, la France, l'Italie, le Royaume-Uni, la Chine, les États-Unis, etc., ont été les précurseurs en termes d'établissement d'un grand nombre de stations de ravitaillement en hydrogène afin d'accueillir le nombre croissant de véhicules respectifs dans différentes zones géographiques.

Il existe de nombreux avantages du FCEV qui devraient faciliter davantage son adoption par les acheteurs dans les années à venir.

Autonomie plus longue : grâce aux piles à combustible à hydrogène, les constructeurs automobiles sont en mesure d'atteindre une plus grande autonomie en raison de la densité énergétique plus élevée de l'hydrogène par rapport à l'essence et au diesel. Le poids de la vapeur d'hydrogène est également inférieur à celui des autres sources de carburant, ce qui offre une plus grande autonomie au véhicule grâce à la nécessité d'un stockage moindre et à la réduction du poids du véhicule.

Figure 2 : Densité de vapeur relative du carburant du véhicule (comparaison)

Ravitaillement rapide et faibles émissions :l'un des principaux objectifs des gouvernements du monde entier est de réduire les émissions de carbone provenant des transports, ce qui a entraîné des changements importants. Même si l'industrie du transport se tourne rapidement vers les véhicules électriques, il existe encore des inconvénients majeurs auxquels les nouveaux acheteurs sont confrontés, tels que le temps de charge plus long, la moindre disponibilité des chargeurs rapides, etc. Grâce aux véhicules à hydrogène, ces lacunes peuvent être facilement résolues, car le remplissage d'hydrogène est similaire au remplissage de carburant conventionnel. Les véhicules à pile à combustible à hydrogène peuvent parcourir jusqu'à 300 miles avec un seul réservoir, tandis que les véhicules électriques ont généralement une autonomie de 80 à 100 miles par charge.

Amplification des nouvelles stations d'hydrogène dans le monde

Outre les politiques favorables adoptées par les secteurs public et privé, un autre facteur clé a été pris en compte pour faciliter l'adoption des véhicules à hydrogène. Une expansion rapide a été observée dans les régions d'Amérique du Nord, d'Europe et d'Asie-Pacifique, où les gouvernements ont manifesté un vif intérêt à gérer leurs transports grâce à des modes durables.

Figure 3 : Nombre total de stations d'hydrogène, par pays (en septembre 2022)

Comme la présence de stations de remplissage d'hydrogène contribue directement à l'adoption plus facile des véhicules FCEV, la tendance à la croissance du marché peut facilement être traduite par le chiffre pertinent.

Cette adoption peut principalement être observée dans les pays d'Asie-Pacifique, où de nombreuses entreprises de fabrication de véhicules lancent de nouveaux modèles FCEV afin d'attirer l'attention sur la technologie nouvelle génération. Par exemple,

· BMW a annoncé le lancement de son nouveau modèle iX5 développé conjointement avec Toyota. Le système d'entraînement du véhicule utilise des piles à combustible pour convertir l'hydrogène stocké dans ses deux réservoirs de 700 bars en plastique renforcé de fibres de carbone en électricité.

· En novembre 2020, Ineos Motor a annoncé un nouveau véhicule, l'Ineos Grenadier à hydrogène FCEV, en collaboration avec Hyundai Motors.

· En 2021, lors du salon automobile de Francfort, Hyundai Motors a annoncé le dévoilement de son nouveau modèle de Hyundai Nexo 2023. Le modèle est entièrement capable de fonctionner avec l'utilisation d'hydrogène combustible, ce qui le rend plus abordable pour les consommateurs.

Divers autres véhicules ont également commencé à utiliser le FCEV, tels que les camions, les véhicules utilitaires, les équipements de construction, les équipements agricoles, etc.

Défis

Forte concurrence des véhicules électriques à batterie (BEV)

La commercialisation des véhicules à pile à combustible en est encore à ses débuts en raison de la forte concurrence à laquelle sont confrontés d'autres substituts tels que les BEV. En tant que principal substitut, les véhicules électriques à batterie dominent la demande globale dans la catégorie des véhicules durables, car l'écosystème considérablement amélioré pour la recharge des batteries est déjà mis en place dans de nombreux pays comme la Chine, les États-Unis, etc.

Figure 4 : Marques vendant des BEV par rapport aux FCEV sur le marché américain, en 2022

Prix plus élevés entravant l'adoption à grande échelle du FCV

Comme les véhicules électriques à pile à combustible en sont à la phase d'introduction de leur adoption et que l'écosystème de fabrication n'est pas encore pleinement établi dans de nombreuses régions, de nombreux pays dépendent fortement des importations de matières premières, ce qui entraîne des coûts d'acquisition de matières premières plus élevés. Cela a, par conséquent, un impact sur le prix global du coût final du véhicule et empêche une grande partie des acheteurs d'opter pour le même véhicule.

Défis liés au stockage et au transport

Le stockage et le transport sont des défis majeurs pour le marché des véhicules à pile à combustible à hydrogène. L'hydrogène nécessite une température extrêmement froide pour être stocké et pressurisé afin d'être rempli dans les réservoirs de carburant des véhicules. De plus, l'hydrogène dans les réservoirs nécessite des techniques de stockage spécialisées qui nécessitent un approvisionnement continu en énergie afin de refroidir l'hydrogène liquide, ce qui augmente le coût du carburant. L'exigence de réservoirs spécialisés pour supporter la haute pression exercée par l'hydrogène liquide combustible est un autre défi clé qui doit être relevé par l'industrie automobile dans les années à venir.

Analyse du marché

Selon UnivDatos Market Insights, la région Asie-Pacifique, suivie de la région Amérique du Nord, détient actuellement la plus grande part de marché sur le marché des véhicules à pile à combustible à hydrogène, en raison de l'attention particulière accordée par le gouvernement et les constructeurs automobiles à la durabilité dans la région. De plus, diversifier les options autres que les véhicules électriques à batterie est une autre raison pour laquelle l'adoption devrait être plus élevée dans les années à venir. De plus, la présence d'acteurs clés du marché et les avancées technologiques dans la région stimulent également la croissance du marché.

De plus, le rapport suggère également que l'Europe devrait connaître une croissance significative sur le marché des véhicules à pile à combustible à hydrogène en raison de l'attention croissante portée à la réduction des émissions de carbone. La présence de politiques gouvernementales bien recherchées afin de se concentrer sur le transport durable ainsi que le respect de l'accord sur le changement climatique contribuent également à la croissance du marché dans cette région.

Avec l'émergence d'importants constructeurs automobiles sur le marché des FCV tels que Toyota, BMW, BYD, Hyundai, Honda, etc., le marché devrait connaître un essor majeur dans les années à venir. De plus, cette croissance devrait être favorisée par les politiques gouvernementales visant à améliorer les stations de ravitaillement en hydrogène et autres infrastructures connexes.

Conclusion

En conclusion, les véhicules à pile à combustible à hydrogène ont révolutionné le mode de transport. Ces véhicules offrent une autonomie prolongée avec une facilité de ravitaillement et des pièces mobiles moins nombreuses, ce qui réduirait davantage le coût des réparations après-vente. Ces caractéristiques atténueraient davantage l'anxiété liée à l'autonomie chez les consommateurs au cours de la phase d'adoption initiale, car les véhicules électriques à batterie nécessitent un temps de charge plus long et l'hydrogène avec un temps de ravitaillement faible convient mieux aux voyages longue distance. Cependant, le marché en est encore à sa phase d'introduction, qui est soutenue par les activités de recherche et développement approfondies qui seraient propices à la réduction du coût du véhicule et du carburant, ce qui faciliterait l'adoption dans les années à venir. Dans l'ensemble, grâce aux progrès de la recherche et du développement continus, nous pouvons nous attendre à encore plus de progrès dans les véhicules à pile à combustible à hydrogène, ce qui permettra aux particuliers d'adopter plus facilement un mode de transport durable dans les années à venir.