Véhicule électrique à pile à combustible (FCEV)
Véhicule électrique qui produit son électricité à bord à partir d’hydrogène dans une pile à combustible et ne rejette que de la vapeur d’eau à l’échappement.
Un véhicule électrique à pile à combustible stocke de l’hydrogène comprimé, en général à 700 bar pour les voitures et à 350 bar pour les bus et les camions, dans des réservoirs en fibre de carbone. Un stack de pile à combustible à membrane échangeuse de protons combine l’hydrogène à l’oxygène de l’air pour produire l’électricité qui alimente un moteur électrique ; une petite batterie tampon absorbe les pointes et récupère l’énergie de freinage.
Consommation d’une voiture : environ 0.8–1.1 kg H2/100 km
Exemple : Toyota Mirai, réservoir de 5.6 kg, 650 km WLTP
Rendement du stack : environ 50–60% (PCI)
Atouts : un plein en 3 à 5 minutes et une autonomie supérieure pour les usages intensifs. Inconvénient : un rendement global bien plus faible que celui d’un véhicule électrique à batterie (BEV). Produire de l’hydrogène vert par électrolyse (environ 65–70 % sur PCI), le comprimer (environ 10 % de pénalité énergétique) puis le reconvertir dans une pile donne un rendement « de la prise à la roue » d’environ 25 à 35 %, contre 70 à 80 % pour un BEV. Un FCEV consomme donc environ 2,5 à 3 fois plus d’électricité par kilomètre.
Le marché est au point mort : environ 90 000 FCEV circulaient dans le monde en 2024, surtout en Corée, aux États-Unis (Californie), en Chine et au Japon, et de nombreuses stations hydrogène ont fermé en Allemagne et en Californie en 2023–2024. L’intérêt s’est déplacé vers les poids lourds, les bus et peut-être le ferroviaire, même si les camions à batterie y font aussi concurrence. La majeure partie de l’hydrogène actuel est de l’hydrogène gris issu du gaz naturel.
Termes associés
Tous les termes →- Pile à combustible
Appareil électrochimique qui convertit directement l’énergie chimique de l’hydrogène ou d’un autre combustible en électricité et en chaleur, sans combustion.
- Hydrogène vert
Hydrogène produit par électrolyse de l’eau dans un électrolyseur alimenté en électricité renouvelable, avec des émissions directes de CO2 quasi nulles.
- Véhicule électrique à batterie (VEB, BEV)
Véhicule propulsé uniquement par des moteurs électriques alimentés par une batterie rechargeable embarquée, sans moteur thermique.
- Émissions du puits à la roue (well-to-wheel)
Émissions de gaz à effet de serre d’un véhicule liées à la production et à la livraison de son énergie (du puits au réservoir) et à son utilisation dans le véhicule (du réservoir à la roue), par unité de distance.
- Hydrogène gris
Hydrogène produit à partir de gaz naturel par vaporeformage du méthane, sans captage du carbone ; la filière dominante et la moins chère aujourd’hui.
- Électrolyseur
Appareil électrochimique qui utilise un courant électrique pour décomposer l’eau en hydrogène et en oxygène ; l’équipement central de la production d’hydrogène vert.