Les piles à combustible, une force motrice pour l’avenir des transports

Définition et avantages

Les piles à hydrogène sont des cellules galvaniques combinant hydrogène et oxygène, la réaction chimique obtenue génère de l’électricité et ne rejette que de l’eau et de la chaleur. Ces piles sont souvent comparées à des batteries, mais elles n’ont pas les mêmes inconvénients. Les batteries dépendent de l’énergie stockée précédemment. Elles doivent être chargées et échangées régulièrement, ce qui se traduit par une immobilisation et une réduction de la productivité pour les industriels. Les piles à combustible produisent de l’énergie et se rechargent rapidement. L’élimination des batteries usagées pose aussi des problèmes d’ordre écologique. Les piles à hydrogène ne rejettent pas de CO2 et offrent aux utilisateurs soucieux de l’environnement une chance unique d’atteindre l’autonomie énergétique.

Les piles à combustible en action

Les grandes centrales électriques modernes convertissent le gaz naturel en électricité et en chaleur à grande échelle. Les puissantes centrales de cogénération servent par exemple à recycler le biogaz issu des déchets agricoles et industriels. Le gaz peut aussi être converti en électricité et en chaleur à plus petite échelle. Dans ce cadre, les piles à combustible offrent un grand potentiel.

Comme elles peuvent servir à alimenter n’importe quel équipement, des ordinateurs portables aux bâtiments en passant par les voitures, les systèmes de piles à hydrogène peuvent s’avérer extrêmement rentables, quelle que soit leur taille. Combinés à la production d’électricité, ces systèmes peuvent atteindre des rendements de 80 % ou plus. Les systèmes de piles à combustible avec production et stockage de l’hydrogène peuvent servir à propulser des véhicules ou à approvisionner des communautés en électricité. Ces systèmes fournissent non seulement une source d’énergie peu chère, mais offrent aussi une chance unique d’atteindre l’autonomie énergétique sans émissions de CO2.

Un intérêt mondial croissant

Avec seulement une centaine d’appareils à piles à combustible en Suisse et quelques milliers en Allemagne, l’Europe n’est pas considérée comme le moteur du marché des piles à combustible. Le marché affiche pourtant un grand potentiel. En premier lieu, l’Initiative conjointe pour les véhicules à hydrogène (JIVE) se consacre aux projets destinés à avoir un impact durable sur la demande en piles à combustible dans le secteur des transports. L’initiative vise à déployer 139 bus à hydrogène zéro émission dans cinq pays européens d’ici 2020 et à adapter les infrastructures de recharge en conséquence.

Aux États-Unis, la feuille de route de l’hydrogène est concentrée sur les secteurs industriels des transports, les applications et mobiles, l’accent portant surtout sur les transports. Même si l’intérêt pour les piles à combustible augmente dans le monde entier, le potentiel immédiat le plus important se trouve en Asie-Pacifique.

L’Asie opte pour les piles à carburant

Les autorités locales dans des pays comme la Chine, le Japon et la Corée du Sud ont lancé des programmes incitatifs pour encourager le recours à l’électricité verte.

Même si l’on compte actuellement seulement 5 000 véhicules à hydrogène sur les routes chinoises, le gouvernement a décidé de soutenir le secteur de l’hydrogène à hauteur de 17 milliards de dollars, un montant préalablement destiné aux subventions des véhicules électriques à batteries (BEV). La Chine voit le potentiel des piles à combustible, surtout pour les véhicules utilitaires lourds. Les batteries électriques actuelles ne sont pas assez performantes pour ces camions, car elles pèsent plusieurs tonnes et nécessitent un temps de charge prolongé alors qu’elles ne durent que quelques centaines de kilomètres.

La Chine n’est pas le seul pays asiatique à offrir un grand potentiel au marché des piles à combustible. Le Japon et la Corée du Sud devraient aussi jouer un rôle majeur. La disparition mondiale des primes pour les BEV et l’introduction de subventions publiques pour les véhicules électriques à pile à combustible en Asie offrent des opportunités prometteuses au secteur automobile. Étant donné l’intérêt croissant dans les applications de transport lourd en Asie-Pacifique, les fournisseurs de composants de piles à combustible devraient aussi connaître une hausse significative de la demande.

Pomper l’électricité

KNF est un acteur majeur qui fournit des pompes aux fabricants de piles à combustible PEM utilisées dans les chariots à fourche, les appareils portatifs, les véhicules de transport et les générateurs d’électricité. La taille compacte et la faible consommation électrique des pompes KNF sont des critères essentiels pour de nombreuses applications de transfert de gaz ou de liquide dans les systèmes de piles à combustible. Avec les piles à combustible PEM, les pompes à membrane KNF sont principalement utilisées pour faire recirculer l’hydrogène sous pression à travers une unité de pile à combustible afin de maximiser la puissance générée. En outre, les pompes à liquides KNF servent à doser différents combustibles comme le méthanol, le kérosène, l’huile végétale dans le système de pile à combustible. Comme les pompes sont habituellement la principale source de bruit dans ce genre de système, KNF fournit des pompes fiables caractérisées par des émissions sonores réduites et une durée de vie prolongée.

Un avenir prometteur

On peut s’attendre à ce que les changements dans les habitudes des consommateurs stimulent la demande sur les marchés de l’hydrogène et des piles à combustible. Les recherches les plus récentes montrent qu’entre 2020 et 2025, le marché mondial de l’hydrogène et des piles à combustible est susceptible de croître à rythme annuel de près de 15 %. Le nombre de bornes de recharge à hydrogène augmente dans le monde entier et on estime que la multiplication rapide des bornes favorisera la demande des véhicules à PAC, ce qui consolidera encore la croissance du marché sur la période en question. À mesure que les piles à combustible gagneront en maturité, KNF sera là pour contribuer à produire l’énergie de demain.