L’écobilan des voitures à hydrogène dépend du carburant

(Keystone-ATS) Les piles à combustible passent pour la technologie de l’avenir pour les voitures, mais aussi pour les chauffages domestiques. Or leur écobilan dépend de l’énergie utilisée pour produire l’hydrogène, rapportent des chercheurs de l’Empa.

A l’avenir, nous pourrions conduire des voitures à pile à combustible qui utiliseraient de l’hydrogène produit avec l’énergie solaire. La voiture “zéro émission” serait alors devenue réalité. En même temps, on pourrait trouver dans nos habitations de petites centrales à cogénération utilisant elles aussi la pile à combustible pour transformer le gaz naturel et le biogaz en électricité et produire encore au passage de la chaleur pour le chauffage du bâtiment.

Avec des confrères grecs et brésiliens, Dominic Notter, du Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche (Empa), a voulu calculer l’écobilan de ces piles à combustible: depuis la fabrication et sur la totalité de leur cycle de vie, avec leur exploitation et jusqu’à leur recyclage final.

Emissions de CO2 trop élevées

Le résultat, publié dans la revue “Energy & Environmental Science”, est clair: l’utilisation des piles à combustible sur les voitures n’est écologiquement judicieuse que si elles utilisent de l’hydrogène produit à partir de sources d’énergie renouvelables. Cela n’a aucun sens de se brancher sur le réseau de distribution électrique européen pour produire de l’hydrogène par électrolyse de l’eau et l’utiliser pour faire le plein de ces voitures, indique l’Empa dans un communiqué.

Avec cette méthode, les émissions de CO2 par kilowatt/heure sont beaucoup trop élevées. Actuellement l’hydrogène industriel est produit en majeure partie directement à partir de gaz naturel. Mais avec ce type de production aussi, la pile à combustible n’apporte pratiquement aucun avantage écologique. Les voitures équipées de moteurs à combustion interne font actuellement encore la course en tête: leur production est en effet moins polluante.

Double transformation

En comparaison écologique avec les voitures électriques aussi, les voitures à pile à combustible n’ont actuellement aucune chance: il faut en effet tout d’abord produire de l’hydrogène avec de l’électricité. Cet hydrogène est alors utilisé sur la voiture pour produire de nouveau de l’électricité.

Cette double transformation réduit nettement l’efficience énergétique. Celui qui utilise directement ce même courant pour charger la batterie de sa voiture électrique roule plus économiquement et aussi plus écologiquement.

Il pourrait toutefois en aller autrement dans l’avenir, selon M. Notter. A partir du moment où l’électricité sera produite en majeure partie à partir de l’énergie solaire, éolienne ou hydraulique, la voiture à pile à combustible deviendra concurrentielle. Cela parce que sa fabrication consomme moins de ressources, que son rayon d’action est plus étendu et que faire le plein demande moins de temps.

Centrale de cogénération championne

Pour ce qui est des centrales à cogénération dans l’habitat, l’équipe de scientifiques a opposé une pile à combustible utilisant la technologie la plus récente des nanotubes de carbone à un moteur Stirling. Ce moteur qui n’émet aucun gaz d’échappement et transforme la chaleur en mouvement a été inventé et breveté en 1816 par le pasteur écossais Robert Stirling.

Ces deux types de centrales peuvent fonctionner avec du gaz naturel. Le résultat du calcul de leur écobilan: un léger avantage pour la pile à combustible, parce qu’elle transforme une plus grande partie de gaz naturel en électricité.

Si l’on produit avec elle à la fois de l’électricité et de la chaleur, elle utilise 90% de l’énergie contenue dans le gaz naturel – une valeur record. Les centrales de cogénération, quel que soit leur type, sont ainsi des championnes de l’efficience énergétique.

Stocker l’énergie sous forme d’hydrogène

Le désavantage des piles à combustible est qu’elles renferment des métaux rares tels que le platine qui deviennent de plus en plus chers et qui pourraient être difficiles à obtenir dans le futur. En revanche, la construction du moteur Stirling est plus simple et n’utilise que de l’acier.

A l’avenir, l’électricité excédentaire produite à partir de l’énergie éolienne et solaire pouvait être stockée sous forme d’hydrogène et s’utiliser pour le chauffage domestique et la mobilité, note les scientifiques. Actuellement, les centrales éoliennes sont tout simplement arrêtées lorsqu’il y a un excédent de courant sur le marché. Une énergie écologique qui se perd sans être utilisée.