Voitures électriques vs voitures à hydrogène, quelle différence ?

Publié par le 27.11.2020 - 5 min

Dans le contexte du changement de cap écologique mondial qui consiste à abandonner les véhicules fonctionnant aux carburants fossiles (essence ou diesel) au profit d'alternatives moins polluantes, de nombreuses questions se posent aujourd'hui sur les voitures électriques et les voitures à hydrogène. Quelle est la différence entre les deux ? Quels avantages présente chacune de ces technologies ? Et quelle est l’énergie du futur ?

Comment fonctionnent les voitures électriques et à hydrogène ?

Pour comparer les voitures électriques aux voitures à hydrogène, il est essentiel de comprendre au préalable comment fonctionne chaque technologie.

Sur une voiture électrique, à la place du carburant qui entre en combustion pour fournir de l’énergie au moteur, on utilise une batterie au lithium-ion pour fournir de l’électricité au moteur, qui fait alors tourner les roues et alimente les autres composants de la voiture. Une fois déchargée, au lieu de se rendre dans une station-service, on recharge une voiture électrique en la branchant sur le réseau électrique, un peu comme on le fait pour un téléphone ou un ordinateur.

Une voiture à hydrogène fonctionne différemment, bien qu’elle intègre également un moteur électrique. À l’intérieur d’une voiture à hydrogène, une pile à combustible remplie d’hydrogène réagit avec l’oxygène pour produire de l’électricité de la vapeur d’eau. Cette électricité est ensuite utilisée pour alimenter le moteur. Pour « recharger » une voiture à hydrogène, sa pile à hydrogène doit être réapprovisionnée au moyen de réservoirs pressurisés accessibles dans des stations-service spécifiques.

 

Kangoo Z.E. et ZOE

Voitures électriques vs voitures à hydrogène : le potentiel à long terme de l’hydrogène

Les voitures à hydrogène et les véhicules électriques sont des alternatives plus écologiques que celles qui fonctionnent avec des combustibles fossiles. Dès 1970, le chimiste John Bockris a constaté le potentiel de ce qu’il a baptisé « l’économie hydrogène ». Mais qu’en est-il aujourd’hui ? Pourquoi certaines personnes sont-elles convaincues que les voitures à hydrogène sont la meilleure solution sur le long terme ?

Le coût de l’hydrogène et des infrastructures

En ce qui concerne le prix d’achat, une voiture à hydrogène coûte actuellement 70 000 euros en moyenne, mais les tarifs de recharge varient considérablement selon les pays et les régions. Cependant, indépendamment de l’endroit où vous vivez, le coût de l’hydrogène est important : aux États-Unis, il est quatre fois plus élevé que celui d’un véhicule électrique, comme le rapporte Clean Technica. Mais la situation semble en passe d’évoluer. Le coût des piles à combustible à hydrogène a chuté de plus de 80 % au cours des cinq dernières années selon Hydrogen Europe.

En Europe, des projets à grande échelle pour le déploiement de l’hydrogène sont en cours de développement. Un rapport de Hydrogen Mobility Europe estime que « les infrastructures relatives à l’hydrogène sont plus performantes que les technologies concurrentes à émission zéro, tant en termes de coûts des infrastructures que de logistique ». Par conséquent, une fois que l’hydrogène sera adopté dans les parcs automobiles, avec les infrastructures nécessaires, il deviendra alors véritablement accessible aux particuliers.

Ravitaillement en hydrogène et autonomie

Parmi les autres avantages de la voiture à hydrogène, on peut citer son ravitaillement rapide et son autonomie. Cela explique pourquoi Renault a annoncé en 2019 qu’il ajoutait deux nouveaux véhicules à sa gamme d’utilitaires : le Kangoo Z.E. Hydrogen et le Master Z.E. Hydrogen. Les deux véhicules seront équipés d’une pile à combustible prolongateur d’autonomie assurant une puissance électrique et thermique de 10 kW, donnant lieu à une autonomie de plus de 350 kilomètres (la meilleure dans la catégorie des fourgonnettes et camionnettes électriques) en seulement cinq à dix minutes. Ce temps de recharge court et cette autonomie importante sont des avantages majeurs de la voiture à hydrogène. C’est ce qui lui confère un si grand potentiel pour les parcs automobiles d’entreprises.

Véhicule utilitaire Renault Z.E. 33 H2 hydrogen

Voitures électriques vs voitures à hydrogène : l’électrique en tête du marché actuel

Dans le cadre de leur politique environnementale, certaines instances ont annoncé des interdictions à venir sur la production de véhicules hybrides, à essence et diesel, comme le Royaume-Uni, où l’échéance a été avancée de 2040 à 2035. La France est encore plus avancée, avec une interdiction des voitures diesel dans Paris valable à partir de 2024. En août 2019, quelque 13 villes européennes avaient déjà annoncé l’interdiction prochaine de tous les véhicules à moteur à combustion au cours de la décennie suivante. BloombergNEF estime que, d’ici 2030, les véhicules électriques représenteront 40 % de la demande en Allemagne. Aux États-Unis, les voitures électriques devraient atteindre 60 % des ventes d’ici 2040.

Bornes de recharge pour voitures électriques

Si l’on compare les voitures électriques aux véhicules à hydrogène, la voiture électrique est pour l’instant celle qui reçoit le plus de soutien au niveau international. Les gouvernements du monde entier investissent dans les infrastructures nécessaires au déploiement de la technologie électrique à grande échelle. Dans de grandes villes comme Londres et Paris, les bornes de recharge électriques sont désormais monnaie courante, comme sur les aires de repos des autoroutes, dans les parkings des centres commerciaux et dans les rues. Les prises domestiques pour recharger les véhicules électriques sont également de plus en plus répandues. Certains gouvernements, comme celui du Royaume-Uni, accordent d’ailleurs des subventions permettant de couvrir l’achat et l’installation.

Temps et coûts de recharge des voitures électriques

Le temps et le coût de recharge d’un véhicule électrique dépendent du modèle, de la batterie et du type de borne de recharge utilisé. Sur une borne de recharge publique par exemple, la Renault ZOE retrouve 80 kilomètres d’autonomie en 30 minutes. Sur une borne de recharge rapide, cette autonomie peut atteindre 120 kilomètres pour le même temps de charge. Le coût de recharge d’une voiture électrique varie aussi considérablement en fonction de la taille de la batterie, du pays et du type de borne de recharge. En France, pour une voiture électrique qui consomme en moyenne 15 kWh aux 100 kilomètres, il en coûte 2,25 euros pour parcourir 100 kilomètres avec une charge à domicile, et un peu plus de 3 euros au Royaume-Uni. En Allemagne, les bornes de recharge pour voitures électriques facturent au kilowatt-heure : environ 0,30 euro sur les bornes de recharge normales comme sur les bornes rapides. L’accès aux bornes de recharge pour voitures électriques de grande puissance est environ dix euros plus cher, et le coût peut atteindre 0,90 euro par kilowatt-heure sur les réseaux non partenaires.

C’est indéniable : l’électricité est actuellement beaucoup moins chère que l’hydrogène, malgré les fluctuations des prix internationaux. Si l’on ajoute à cela le fait que le coût de la recharge de la voiture électrique en dehors des heures de pointe du réseau électrique est encore plus faible, on comprend aisément que, malgré un coût initial plus élevé, la voiture électrique est un investissement financier judicieux à long terme.

Recharge ZOE

Les voitures à hydrogène vont-elles supplanter les voitures électriques ?

En se basant sur les résultats ici présentés de la comparaison entre la voiture électrique et la voiture à hydrogène, on pourrait considérer que la voiture électrique est la gagnante incontestée. Mais ce n’est pas entièrement vrai. L’hydrogène, bien qu’il soit l’élément le plus abondant sur Terre et l’un des combustibles les plus « propres », en est encore à ses débuts. Mais cela ne signifie pas que les voitures à hydrogène n’ont pas d’avenir.

Au lieu de mettre en avant les différences entre les voitures électriques et les voitures à hydrogène, il serait sans doute plus intéressant de considérer les voitures électriques et à hydrogène comme des éléments d’un paysage commun. Tandis que la production d’une batterie lithium-ion nécessite de grandes quantités de CO2, la production d’hydrogène a le potentiel d’être beaucoup moins gourmande en énergie. Et c’est là tout l’enjeu : son potentiel. Les voitures à hydrogène et les véhicules électriques étant moins polluants que l’essence et le diesel, ils constituent donc, comme toutes les évolutions écologiques, une bonne nouvelle pour l’environnement.

Technologie hybride : la solution dans l’immédiat ?

Les voitures à hydrogène et les véhicules électriques ont encore du chemin à parcourir. Tandis que l’industrie s’efforce d’optimiser l’empreinte carbone de la batterie électrique et que l’hydrogène devient plus largement accessible, notamment par le biais des bornes de recharge, la technologie hybride pourrait constituer une alternative. Là encore, Renault a déjà anticipé ce potentiel, avec trois modèles Renault disponibles en version hybride (E-TECH, HEV) et hybride rechargeable (E-Tech Plug-in, PHEV) : la nouvelle Clio (HEV), le nouveau Captur (PHEV) et la nouvelle Mégane (PHEV).

 

Copyrights : Bernier Anthony, Lemal Jean-Brice, Martin-Gambier Olivier, Renault

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