Trucks
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Les piles à combustible constituent la façon la plus connue d'alimenter un véhicule par hydrogène. La technologie remonte aux années 1800, mais ce n'est qu'en 1932 que la première pile à combustible a pu être utilisée dans des applications pratiques. Depuis les années 1960, les piles à combustible sont utilisées pour propulser les vaisseaux spatiaux.
En plus des piles à combustible, il est également possible d'utiliser l'hydrogène directement dans un moteur à combustion. En fonction du coût et de la disponibilité de l'hydrogène provenant de sources renouvelables, les moteurs à combustion à hydrogène ont le potentiel d'offrir un coût total de possession compétitif et pourraient constituer un complément à d'autres technologies.
Le potentiel de l'hydrogène augmente à mesure que l'on s'efforce de décarboner le secteur des transports à l'échelle mondiale. Ceci, combiné à la baisse du coût des énergies renouvelables et aux stratégies plus détaillées des gouvernements du monde entier pour continuer à développer la technologie.
N'émettant que de la vapeur d'eau, les camions électriques à pile à combustible alimentés à l'hydrogène constitueront une part importante de la gamme de produits à zéro émission de gaz d'échappement de Volvo Trucks. Au cours de l'année 2023, ils ont été testés sur la voie publique.
L'hydrogène (H2) est un élément chimique qui peut être utilisé pour stocker et fournir de l'énergie. Il existe de nombreuses façons de produire de l'hydrogène et sa production nécessite une source d'énergie primaire. Aujourd'hui, le moyen le plus courant de produire de l'hydrogène s'effectue à partir du gaz naturel, en utilisant le vaporeformage (SMR). Au cours de ce processus, du dioxyde de carbone (CO2) est libéré, à moins qu'un processus CCU (captage et valorisation du dioxyde de carbone) ne soit appliqué, ce qui empêche l'excès de CO2 d'atteindre l'atmosphère.
L'alternative au SMR la plus largement discutée et celle qui constitue actuellement le moyen principal pour parvenir à une production d'hydrogène neutre en carbone consiste à produire de l'hydrogène par électrolyse de l'eau en utilisant des énergies renouvelables telles que l'énergie solaire, éolienne, hydraulique, etc. Il s'agit actuellement de la principale voie à suivre pour mettre en place une économie de l'hydrogène offrant un avantage climatique maximal.
Un camion à pile à combustible est un camion électrique (FCEV) qui génère de l'électricité à partir de piles à combustible. Celles-ci sont alimentées par de l'hydrogène, qui est stocké et utilisé dans les réservoirs du camion. Dans une pile à combustible, l'hydrogène et l'oxygène sont combinés par une réaction électrochimique pour produire de l'électricité, de la chaleur et de l'eau.
Un camion électrique à batterie (BEV) tire lui son énergie de batteries chargées via une source électrique externe. Un camion à pile à combustible dispose également d'une batterie qui peut fournir une puissance supplémentaire en cas de besoin et pour la régénération. Cependant, cette batterie est beaucoup plus petite que celle d'un BEV. Lorsqu'ils seront disponibles, les camions à hydrogène devraient également transporter plus d'énergie et offrir une autonomie plus longue qu'un camion électrique à batterie (BEV).
Un camion à moteur à combustion à hydrogène possède le même réservoir d'hydrogène qu'un camion à pile à combustible. La différence est que la puissance est fournie par un moteur à combustion qui a été modifié pour brûler de l'hydrogène au lieu du diesel.
Un camion à moteur à combustion peut avoir des émissions nettes de CO2 nulles lorsqu'il fonctionne avec des carburants renouvelables. Des oxydes d'azote (NOx) et des particules seront produits, dans les limites des législations sur les émissions applicables (par exemple, Euro VI, Euro VII, EPA 27) dans les gaz d'échappement.
Un camion à pile à combustible est électrique et silencieux, n'émettant que de l'eau, tandis qu'un camion à moteur à combustion à hydrogène peut par exemple mieux convenir aux climats chauds ou lorsqu'une plus grande puissance est nécessaire sur de plus longues périodes.
En ce qui concerne la disponibilité, les camions électriques à batterie sont déjà proposés dans une gamme de modèles et peuvent aujourd'hui soutenir la décarbonisation. Les camions à hydrogène sont en cours de développement, mais ne seront pas prêts pour une production à grand volume avant la fin de cette décennie.
Grâce au développement continu de l'autonomie et des batteries et à une infrastructure de recharge croissante, la majeure partie du transport de marchandises en Europe peut aujourd'hui être effectuée avec des camions électriques à batterie.
« Nous avons besoin des contributions des camions électriques à batterie, des camions électriques à pile à combustible et des camions équipés de moteurs à combustion fonctionnant avec des carburants renouvelables, pour atteindre zéro émission nette de CO2. Notre objectif est de soutenir nos clients afin qu'ils sentent que nous faisons le voyage de la décarbonisation ensemble et de la meilleure façon possible. Les clients peuvent choisir leurs camions en fonction de l'application, de l'infrastructure disponible et du prix de l'énergie. La décarbonisation ne peut pas attendre et nous recommandons fortement à nos clients de commencer dès aujourd'hui en achetant un camion électrique ou au biogaz », déclare Daniel Bergstrand, chef de produit Volvo Trucks H2-ICE et Piles à combustible.
En ce qui concerne Volvo Trucks, les projets pilotes de camions électriques à pile à combustible alimentés à l'hydrogène démarreront dans quelques années et la commercialisation est prévue pour la fin de cette décennie.
En attendant, il est déjà possible aujourd'hui pour les transporteurs qui le souhaitent de disposer d'un transport sans émission d'échappement, puisqu'il existe des modèles électriques à batterie ainsi que des camions fonctionnant avec des carburants renouvelables, comme le biogaz.
Selon Volvo Trucks, l'ambition à long terme devrait être que le coût total de possession (TCO) pendant le cycle de vie du camion, incluant le prix d'achat et les coûts d'exploitation, soit égal ou inférieur à celui de l'alternative diesel.
Les véhicules fonctionnant à l'hydrogène peuvent avoir une très faible empreinte carbone lorsque l'hydrogène est produit à partir de sources renouvelables. Ils peuvent offrir une alternative à haute énergie et à faibles émissions aux combustibles fossiles. Cependant, la durabilité dépend de l'ensemble du cycle de vie du carburant hydrogène et du véhicule, y compris la production, l'exploitation et l'élimination.
Les camions à pile à combustible à hydrogène sont plus économes en énergie que les camions à moteur à combustion interne traditionnels, mais pas aussi économes en énergie que les camions électriques à batterie.
L'un des avantages du fonctionnement à l'hydrogène est que le carburant peut être produit lorsqu'il y a un excès d'énergie renouvelable (vent qui souffle, soleil qui brille). L'hydrogène est alors stocké et potentiellement utilisé lorsque la production d'énergie renouvelable est plus limitée.
Pour assurer une utilisation sûre de l'hydrogène, il faut éviter les situations dans lesquelles une fuite peut se produire, associée à une source d’inflammation. L'hydrogène n'est pas toxique et se dissout rapidement lorsqu'il est libéré dans l'air.
Comme pour les autres carburants, des connaissances sont nécessaires pour une utilisation de l'hydrogène en toute sécurité. La détection des fuites et une ventilation adéquate, lorsque le camion fonctionne ou est garé à l'intérieur, sont importantes. Les tests des systèmes à hydrogène montrent que l'hydrogène peut être produit, stocké et distribué en toute sécurité.
« Les camions à hydrogène constituent une évolution passionnante vers notre objectif d'une industrie du transport routier sans énergie fossile. Mais ce ne sera pas la solution la plus adaptée à tous les camions et segments de transport. Une discussion avec votre concessionnaire local pourrait constituer une première étape pour déterminer la meilleure option pour vous. Des solutions éprouvées existent déjà, permettant d'atteindre zéro émission nette de CO2 », déclare Daniel Bergstrand, chef de produit Volvo Trucks H2-ICE et Pile à combustible.
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