Etude

Les autobus à l'hydrogène : à terme, une solution compétitive pour décarboner les transports en commun urbains

L’Union Européenne a pris des engagements forts en termes de réduction d’émissions de GES, visant à atteindre la neutralité carbone à horizon 2050, avec un jalon de -55% en 2030 par rapport aux niveaux de 1990. Dans ce cadre, les mobilités décarbonées sont un levier incontournable dans l’atteinte de ces objectifs, les transports représentant ~22% des émissions totales de GES dans l’UE, avec un gain estimé d’émissions de GES de 34% entre 2020 et 2030.

Les autobus sont la pierre angulaire des systèmes de transports urbains, avec – pour les autobus diesel traditionnels - des émissions de GES réduites de 40% par rapport aux véhicules personnels. Cette performance est néanmoins insuffisante, et il est nécessaire d’explorer des technologies alternatives pour atteindre le « zéro émissions » en « well to wheel ». L’hydrogène vert en tant que carburant est une option crédible pour répondre à ce défi.

Afin de valider les propriétés technico-économiques des bus à hydrogène (utilisant une pile à combustible) et des infrastructures de recharge, plusieurs programmes de test ont été déployés à la fois en Europe (CHIC, Jive 1, Jive 2, 3Emotion, HyFleet:Cute, …) et aux Etats-Unis au cours de la dernière décennie, mettant en oeuvre au total ~ 500 véhicules dans une cinquantaine de villes :

  • Ces tests ont permis de valider les performances opérationnelles (fiabilité, disponibilité, agrément de conduite, …) des autobus et des stations de recharge.
  • En revanche, en termes de coûts, un écart significatif (x 2.5 en termes de TCO) subsiste encore (2.5€/km vs. 1€/km pour un autobus diesel traditionnel, hors coûts du conducteur), principalement liés à des coûts d’investissement et de maintenance des autobus et des stations, ainsi qu’à un coût actuellement élevé des approvisionnements en hydrogène vert.

A horizon 2030, les autobus à hydrogène devraient devenir économiquement compétitifs par rapport aux autobus diesel traditionnels, en effet :

  • Les coûts de production de l’hydrogène vert devraient atteindre des niveaux – significativement - inférieurs à 2€ / km. Grâce à l’industrialisation et la mise à l’échelle des moyens de production (électrolyseurs de 10 – 40MW minimum).
  • La standardisation et l’industrialisation des autobus (et notamment de toutes les pièces spécifiques à la technologie de pile à combustible) et des stations de recharge, permettront une baisse des coûts d’investissement et de maintenance d’environ 50% par rapport aux meilleures performances actuellement constatées, notamment grâce au déploiement de stratégies d’achats coordonnées à minima à l’échelle européenne.

Dans l’intervalle, l’adoption de ces technologies nécessitera – afin de pallier des coûts temporairement défavorables - le déploiement de business-models alternatifs, mettant en jeu un écosystème élargi, et au sein duquel la puissance publique aura un rôle crucial à jouer, en étant à la fois aménageur des territoires et financeur des projets.

Glossaire


BEV: Battery Electric Vehicle
CAPEX: Capital Expenditure
CHIC: Clean Hydrogen in European Cities
CNG: Compressed Natural Gas
FC: Fuel Cell
FCEB: Fuel Cell Electric Bus
FCEV: Fuel Cell Electric Vehicle
GHG: Greenhouse Gas
HRS: Hydrogen Refueling StationI
ICEB: Internal Combustion Engine Bus
LCOH: Levelized Cost of Hydrogen
OEM: Original Equipment Manufacturer
OPEX: Operating Expenditure
TCO: Total Cost of Ownership

Fueling the future of mobility

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Fuel cell buses

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