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

Introduction

Véhicules électriques à pile à combustible à hydrogènese sont projetés dans la mobilité urbaine avec de multiples avantages par rapport à leurs homologues conventionnels. La mobilité urbaine dépend fortement de la transmission de puissance conventionnelle pour divers véhicules, tant pour les applications commerciales que personnelles. Avec l'infrastructure disponible pour le ravitaillement en essence et en diesel, les acheteurs de véhicules ont longtemps opté pour les catégories respectives pour le transport. Divers autres facteurs cruciaux, tels que les faibles coûts initiaux, la facilité d'entretien, la facilité de disponibilité des pièces de rechange, etc., ont également favorisé 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 contre 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 pot d'échappement, ce qui, dans la plupart des cas, se présente sous une forme purifiée. L'hydrogène a fait son chemin dans une myriade de véhicules, tels que les voitures particulières et commerciales, les tracteurs, les camions, les avions, etc. Ces changements majeurs ont été induits avec deux approches distinctes par les constructeurs automobiles, telles que la modernisation des véhicules existants pour fonctionner avec 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'accent croissant du gouvernement sur la réduction des émissions de carbone ainsi que l'instauration de politiques d'assistance impératives pour accélérer l'adoption chez les constructeurs et les acheteurs. Commevéhicules à pile à combustible à hydrogèneont parcouru un long chemin depuis leur apparition 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 hydrogène-électriques traitent également une grande variété de problèmes auxquels sont confrontés les véhicules électriques, à essence et diesel.

Expansion mondiale de l'infrastructure VPEC

Les entreprises privées et les gouvernements du monde entier investissent massivement dans le développement de l'infrastructure avec des stations-service à hydrogène pour adopter des modes de transport respectueux de l'environnement. 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-service à hydrogène afin d'accueillir le nombre croissant de véhicules respectifs dans différentes zones géographiques.

De nombreux avantages des VPEC sont susceptibles de faciliter davantage son adoption par les acheteurs dans les années à venir.

Portée plus longue :Avec l'aide des 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 émissions réduites :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 évolue rapidement vers les véhicules électriques, il existe encore certains inconvénients majeurs auxquels les nouveaux acheteurs sont confrontés, tels qu'un temps de charge plus long, une moindre disponibilité des chargeurs rapides, etc. Avec l'aide des véhicules à hydrogène, ces lacunes peuvent facilement être corrigées 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 comprise entre 80 et 100 miles par charge.

Amplification des nouvelles stations-service à hydrogène dans le monde

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

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

Étant donné que la présence de stations-service à hydrogène contribue directement à l'adoption plus facile des véhicules VPEC, la tendance de la croissance du marché peut facilement être traduite par le chiffre pertinent.

Cette adoption peut être largement observée dans les pays d'Asie-Pacifique, où de nombreuses entreprises de fabrication de véhicules lancent de nouveaux modèles VPEC afin d'attirer l'attention sur la technologie de 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 Grenadier hydrogen VPEC est un nouveau véhicule annoncé par Ineos Motor en collaboration avec Hyundai Motors.

·En 2021, lors du Salon de l'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, ce qui le rend plus abordable pour les consommateurs.

Divers autres véhicules ont également commencé à utiliser des VPEC, tels que les camions, les véhicules commerciaux, les engins de construction, les engins agricoles, etc.

Défis

Forte concurrence des véhicules électriques à batterie (VEB)

La commercialisation des véhicules à pile à combustible en est encore à ses balbutiements en raison de la forte concurrence rencontrée par d'autres substituts tels que les VEB. Étant le plus grand 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 VEB contre des VPEC sur le marché américain, en 2022

Des prix plus élevés pour entraver l'adoption à grande échelle des VEC

Les véhicules électriques à pile à combustible étant dans la phase d'introduction de leur adoption et l'écosystème de fabrication n'étant pas encore pleinement établi dans de nombreuses régions, de nombreux pays dépendent fortement des importations de matières premières, ce qui entraîne des coûts plus élevés d'acquisition de matières premières. Cela, par la suite, impacte le prix global du coût final du véhicule et empêche une grande partie des acheteurs d'opter pour celui-ci.

Défis de stockage et de transport

Le stockage et le transport sont quelques-uns des principaux défis 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 une alimentation électrique continue afin de refroidir l'hydrogène liquide, ce qui s'ajoute au coût du carburant. La nécessité de réservoirs spécialisés pour supporter la haute pression exercée par le carburant hydrogène liquide est un autre défi majeur qui doit être relevé par l'industrie automobile dans les années à venir.

Analyse de marché

Selon UnivDatos Market Insights, l'Asie-Pacifique, suivie de l'Amérique du Nord, détient actuellement la plus grande part de marché sur le marché des véhicules à pile à combustible à hydrogène, attribuée à l'accent mis par le gouvernement et les constructeurs automobiles sur 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 progrès technologiques dans la région stimulent également la croissance du marché.

De plus, le rapport suggère également que l'Europedevrait connaître une croissance significative sur le marché des véhicules à pile à combustible à hydrogène en raison de l'accent croissant mis sur la réduction des émissions de carbone. La présence de politiques gouvernementales bien recherchées afin de se concentrer sur les transports durables ainsi que de se conformer à l'accord sur le changement climatique contribue également à la croissance du marché dans cette région.

Avec l'émergence de grands constructeurs automobiles sur le marché des VEC tels que Toyota, BMW, BYD, Hyundai, Honda, etc., le marché devrait enregistrer une forte augmentation dans l'année à venir. De plus, cette croissance devrait être encore favorisée par des politiques gouvernementales axées sur l'amélioration des stations-service à hydrogène et d'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 étendue avec une facilité de ravitaillement et moins de pièces mobiles, ce qui réduirait encore le coût des réparations après-vente. Ces caractéristiques atténueraient davantage l'anxiété liée à l'autonomie chez les consommateurs dans la phase d'adoption initiale, car les véhicules électriques à batterie prennent plus de temps à se charger et l'hydrogène avec un faible temps de ravitaillement convient mieux aux applications à longue distance. Cependant, le marché en est encore à sa phase d'introduction, qui est soutenue par les activités intensives de recherche et développement qui seraient propices à la réduction du coût des véhicules et du carburant, ce qui contribue à la facilité d'adoption dans les années à venir. Dans l'ensemble, les progrès avec la recherche et le développement continus, nous pouvons nous attendre à encore plus de progrès dans les véhicules à pile à combustible à hydrogène, ce qui facilitera la mise en œuvre d'un mode de transport durable pour les individus dans les années à venir.