- Les démonstrations de bus à hydrogène vacillent de façon répétée en raison de coûts élevés et d’une faible fiabilité, mais certaines agences de transport public continuent de choisir des lignes à hydrogène au lieu des bus électriques à batterie déjà éprouvés
- Très compétentes dans l’exploitation quotidienne, les agences de transport public s’appuient facilement sur des projections faisant autorité et sur le récit des fournisseurs lorsqu’elles manquent de capacités d’analyse internes pour évaluer les nouvelles technologies et les alternatives énergétiques
- Les bus à hydrogène sont présentés comme un substitut plug-and-play où il suffirait de changer le véhicule et le carburant, mais, en réalité, l’infrastructure de ravitaillement et l’approvisionnement en carburant sont coûteux et complexes
- La longue autonomie et le chauffage en hiver semblent être des avantages des bus à hydrogène, mais la plupart des lignes urbaines n’ont pas besoin de 1 000 km, et les bus électriques à batterie récents offrent couramment 300 à 400 km
- Les prévisions optimistes sur le coût de l’hydrogène de l’IEA, de l’IRENA, de BloombergNEF, du Hydrogen Council et du CSIRO, combinées au lobbying de l’hydrogène, retardent le passage aux bus électriques même après la révélation des coûts réels
Des échecs répétés dans les démonstrations de bus à hydrogène
- Plusieurs démonstrations de bus à hydrogène se terminent par une conclusion prévisible avant même leur lancement
- Les bus à hydrogène coûtent beaucoup plus cher
- Les bus électriques à batterie sont moins chers et plus fiables
- En Allemagne, Essen and Munheim disposaient de 19 bus à hydrogène, mais la nécessité de parcourir de longues distances pour faire le plein a augmenté le coût total
- Zach Shahan, de CleanTechnica, s’interroge sur les raisons pour lesquelles le marché des bus à hydrogène n’a pas encore complètement disparu
Les faiblesses décisionnelles des agences de transport public
- Les agences de transport public disposent de solides capacités opérationnelles pour transporter chaque jour les passagers de façon fiable avec des budgets limités
- En revanche, lorsqu’il s’agit d’évaluer des affirmations sur de nouvelles technologies ou des alternatives énergétiques, leur expertise interne n’est pas toujours suffisamment approfondie, ce qui les rend vulnérables à des récits séduisants mais trompeurs
- Comme la pensée Système 1 décrite par Daniel Kahneman dans Thinking, Fast and Slow, le jugement intuitif peut conduire à accepter un récit convaincant sans l’examiner suffisamment
- Les agences traitent avec précision des problèmes concrets immédiats, comme un abribus de la ligne 47 qui se détériore de façon répétée, mais réévaluent rarement des choix stratégiques plus vastes
- Le “what you see is all there is” (WYSIATI) de Kahneman décrit le fait de se concentrer sur des problèmes visibles et familiers au point de ne pas regarder ce qui se passe dans la ville voisine ou en Chine
- Le grand basculement passé des trolleybus vers les bus diesel est également présenté comme un cas où l’influence persuasive des fournisseurs a pesé davantage qu’une analyse rigoureuse
Les limites du récit du « substitut plug-and-play » et de l’autonomie
- Les bus à hydrogène sont souvent décrits comme un substitut simple où il suffirait de remplacer le véhicule et le carburant, tout le reste restant inchangé
- Ce récit correspond au désir des agences de réduire la charge opérationnelle quotidienne, mais, en pratique, il exige des changements d’infrastructure coûteux et complexes
- Les bus à pile à combustible à hydrogène promettent parfois 1 000 km d’autonomie, ce qui peut sembler attractif aux responsables soumis à la pression de décarboner immédiatement les lignes les plus longues
- La plupart des lignes de transport urbain n’ont pas besoin d’une autonomie aussi extrême
- Certains bus électriques à batterie sont limités à 200–300 km
- Aujourd’hui, les bus à batterie offrent couramment 300–400 km
- Les modèles phares de Solaris et de BYD dépassent déjà les 500 km
- Une meilleure approche consiste à électrifier d’abord les lignes moyennes, puis à introduire progressivement des bus électriques longue distance à mesure que la technologie des batteries progresse et que les coûts baissent
Exploitation hivernale et exemples de bus électriques
- Les bus diesel chauffent facilement passagers et conducteurs grâce à l’abondante chaleur fatale produite par leurs moteurs inefficaces, si bien que les gestionnaires ne considèrent souvent pas le chauffage hivernal comme un problème distinct
- Les bus à pile à combustible produisent eux aussi suffisamment de chaleur fatale, mais cette chaleur provient d’un hydrogène dont la production, le stockage et le transport sont coûteux, ce qui alourdit la facture
- Les bus électriques à batterie chauffent directement à partir de la batterie, ce qui réduit encore leur autonomie, surtout en hiver lorsque la marge d’autonomie est déjà serrée
- Les constructeurs de bus traditionnels n’ont pas été très volontaristes sur le renforcement de l’isolation et l’investissement dans les pompes à chaleur, ce qui nuit à l’efficacité
- Harbin, dans le nord de la Chine, est une région froide connue pour son ice city festival de deux mois, mais y exploite des bus électriques équipés d’isolation, de pompes à chaleur et de chauffages électriques radiants
- Les bus à pile à combustible et les bus diesel perdent eux aussi de l’autonomie en été à cause de la climatisation, et également en hiver, même si l’impact est plus limité
- Les bus électriques longue distance existent déjà, et davantage de modèles devraient arriver avec des prix en baisse
Les échecs des bus électriques et l’influence des prévisions de coût de l’hydrogène
- Les fabricants de bus électriques ont eux aussi connu des échecs notables en Amérique du Nord et en Europe, et le lobbying pro-hydrogène les met rapidement en avant
- En Amérique du Nord, la faillite de Proterra a renforcé la méfiance de plusieurs agences de transport public envers les bus électriques à batterie
- Une autre lecture consiste toutefois à dire que l’attention aurait surtout dû porter sur le risque d’acheter des infrastructures critiques de véhicules à une startup
- En Europe, Keolis Nederland a rencontré des problèmes de fiabilité sur 250 bus électriques BYD livrés fin 2020
- Les inquiétudes sur la qualité et les pannes fréquentes ont perturbé l’exploitation
- Keolis et BYD ont travaillé à résoudre les problèmes, BYD a assumé ses responsabilités contractuelles, et Keolis a conclu avec BYD un accord d’indemnisation confidentiel
- Les problèmes initiaux font l’objet d’articles, mais les correctifs et la réponse de BYD sont moins connus
- D’autres cas impliquant BYD sont plus positifs
- En 2013, Schiermonnikoog a mis en service 6 bus électriques BYD, et une enquête indépendante de 2014 les a classés meilleure flotte de bus des Pays-Bas
- En 2015, l’aéroport d’Amsterdam Schiphol a déployé 35 bus électriques BYD K9 pour le transport des passagers entre le terminal et les portes d’embarquement, sans signalement de problèmes opérationnels majeurs
- Les agences de transport public sont aussi influencées par les prévisions de coût de l’hydrogène publiées par des organismes jugés crédibles comme l’IEA, l’IRENA, BloombergNEF, le Hydrogen Council et le CSIRO
- Ces prévisions promettaient vers 2020 un avenir d’hydrogène bon marché, mais elles ont ensuite été révisées à la hausse chaque année, et même les chiffres les plus récents sont jugés très inférieurs aux coûts réels des projets
- Les recherches de Visa Siekkinen et Andrew Fletcher montrent que les coûts réels des projets d’électrolyseurs restent systématiquement supérieurs aux prévisions des grandes institutions
- Fletcher estime qu’aujourd’hui, le coût réel des systèmes est en moyenne d’environ 3 000 dollars par kW, soit presque le double de la prévision du CSIRO
- Cette sous-estimation vient du fait qu’on a ignoré les coûts balance-of-plant, les exigences d’infrastructure et des hypothèses agressives de baisse des coûts fondées sur les courbes d’apprentissage
- BloombergNEF commence à reconnaître que ses prévisions passées étaient trop optimistes et a récemment triplé sa projection du coût de l’hydrogène en 2050, mais ce chiffre est encore jugé irréaliste et trop bas
- Au Canada, le Canadian Urban Transit Research and Innovation Consortium (CUTRIC), qui devrait analyser les cas de référence mondiaux et accompagner la transition, est critiqué pour son biais pro-hydrogène et ses conflits d’intérêts
- Le problème récurrent est une combinaison d’ancrage, de capacités d’analyse limitées et de vulnérabilité à des récits séduisants, qui enferme les agences de transport public dans des erreurs coûteuses
1 commentaires
Avis de Hacker News
Parce que les compagnies pétrolières font du lobbying pour pousser un hydrogène inefficace et ralentir la transition verte : https://adamtooze.substack.com/p/carbon-notes-5-green-hydrog...
L’essentiel de la citation est que les membres de l’alliance de l’hydrogène sont des acteurs ayant des intérêts établis dans les combustibles fossiles et la pétrochimie, et que leurs ambitieux projets hydrogène pourraient consommer de manière excessive de l’électricité verte disponible, avec peu de bénéfices réels, tout en ralentissant la transition énergétique
Si le système de subventions se fige en devenant auto-entretenu, l’hydrogène pourrait devenir « le prochain éthanol de maïs » : une industrie subventionnée inefficace, trop grosse pour être facilement supprimée
Même dans le paragraphe cité, il existe d’autres motivations possibles. Les compagnies pétrolières voient peut-être venir la transition énergétique et veulent monter dans l’industrie de l’hydrogène pour diversifier leurs futures sources de revenus ; cela ressemble à une motivation assez rationnelle, acceptable pour la plupart des gens qui ne se voient pas eux-mêmes comme des méchants
Les compagnies pétrolières ont toujours transporté des fluides au moyen de pipelines et de pétroliers, et l’hydrogène est aussi un fluide. Elles veulent continuer à faire la même chose, mais l’électricité ne correspond pas à leur modèle économique
Il n’y a que des compromis et arbitrages différents, ainsi qu’une prise en compte réaliste des délais de déploiement effectifs, y compris pour le solaire, l’éolien et les batteries ; rien n’est gratuit
Chaque fois qu’une énergie alternative autre que l’éolien ou le solaire est évoquée — hydrogène, biocarburants, nucléaire, remplacement du pétrole par le gaz naturel là où c’est possible — on observe très nettement le même schéma : la personne qui l’a proposée est accusée, d’une manière ou d’une autre, de saboter la transition énergétique
AC Transit a mené, de juillet 2020 à juin 2022, une étude détaillée de deux ans comparant des bus récents à pile à combustible hydrogène et des bus à batterie avec des bus diesel, à pile à combustible et hybrides existants, avec 5 véhicules de chaque type
Le principal résultat est que la pile à combustible hydrogène coûte bien plus cher que la batterie en infrastructure, carburant et maintenance. Cela dit, les deux technologies restent pour l’instant moins fiables que le diesel
Les résultats sont répartis en 4 volumes de 6 mois chacun : https://www.actransit.org/zebta
L’économie de l’hydrogène en Californie est compliquée par une politique irrégulière des infrastructures hydrogène pour véhicules particuliers et commerciaux, mais au moins côté commercial il y a eu des progrès l’an dernier : https://www.portofoakland.com/port-of-oakland-celebrates-hyd..., https://www.energy.ca.gov/data-reports/energy-almanac/zero-e...
L’hydrogène ne convient pas à tout le monde, mais il existe des cas où il est utile. Le temps de disponibilité, c’est-à-dire le temps de recharge ou de ravitaillement, est essentiel ; les véhicules à batterie passent beaucoup de temps immobilisés pour la recharge, ce qui impose d’avoir davantage de véhicules pour assurer la même couverture de service
La recharge rapide aide, mais elle affecte la durée de vie des batteries et le coût total de possession. Tous les transports publics écologiques sont coûteux, et les opérateurs doivent faire des choix difficiles : offrir davantage de couverture et de fréquences, ou offrir à tout le monde une meilleure qualité de l’air et moins de bruit
Comme les piles à combustible purifient l’air pour utiliser l’oxygène, elles n’émettent pas directement de polluants et fonctionnent en plus comme de gros aspirateurs sur la route. La poussière de pneus est un problème commun à tous les véhicules, indépendamment du mode de propulsion
Ayant possédé une Mirai et n’ayant pas facilement accès à des bornes de recharge pour véhicules électriques, le fait de pouvoir faire le plein comme avec une voiture à essence m’a réellement été utile
Il y avait une vingtaine de bus à hydrogène, mais ils coûtaient environ 500 000 livres chacun et il fallait aussi se procurer l’hydrogène, ce qui semble cher. En revanche, les bus à batterie avancent bien : « il y a actuellement plus de 1 600 bus zéro émission en service, et TfL vise une flotte de bus entièrement zéro émission d’ici 2030 grâce à l’extension du soutien public »
Les budgets 2023 et 2024 contenaient aussi des postes pour de nouveaux bus, donc ils en ont probablement acheté
En 2003, lorsque le président George W. Bush a annoncé la Hydrogen Fuel Initiative, certains avaient déjà critiqué une tentative de l’industrie pétrolière de détourner l’attention des véhicules électriques
L’idée était que l’industrie pétrolière savait que la propulsion à l’hydrogène ne serait pas viable avant longtemps et, comme les véhicules électriques représentaient déjà une menace directe pour ses profits, elle avait poussé le gouvernement américain vers l’hydrogène
Sans vouloir dénigrer les chercheurs et ingénieurs travaillant sur l’hydrogène, avec 20 ans de recul, je pense que c’était conçu pour échouer
À moitié une blague : https://disney.fandom.com/wiki/Allinol
À la question de savoir pourquoi les autorités de transport continuent de se laisser séduire par les bus à hydrogène, la réponse est assez simple du point de vue américain
Premièrement, les autorités de transport n’ont pas de moyen raisonnable de vérifier ce que sera l’avenir. À l’heure actuelle, les bus à hydrogène semblent pouvoir remplacer les bus diesel à 1:1, tandis que les bus électriques à batterie donnent plutôt l’impression d’un remplacement à 2:1
Deuxièmement, les règles de la FTA imposent des exigences strictes sur le nombre de bus de réserve qu’il est possible de détenir, défini par le ratio entre l’usage des véhicules en pointe et la taille de la flotte. Si l’on double la flotte, ce ratio est complètement faussé
Troisièmement, quoi que propose BYD et quoi qu’il soit possible de faire en Chine, les autorités de transport américaines doivent acheter des bus fabriqués aux États-Unis. Les constructeurs américains ont bien des produits électriques à batterie à peu près corrects, mais ils ne sont pas en tête, et depuis la faillite de Proterra, les fournisseurs compétents sont limités. Dans une large mesure, des entreprises comme Gillig peuvent décider de ce qui finira par s’imposer sur le marché
Si les bus à hydrogène continuent d’attirer, c’est parce que les bus à lignes fixes font partie des rares usages où, en théorie, l’hydrogène peut avoir du sens
Un bus peut faire le plein beaucoup plus vite que l’on ne recharge une batterie équivalente, et il devient plus léger à mesure qu’il consomme son carburant, ce qui améliore aussi son efficacité. Surtout, il peut toujours faire le plein au même endroit : le dépôt central où reviennent tous les bus du réseau
Or, dans ce type de projets, la station de ravitaillement n’est pas installée au dépôt central, mais sur le site d’une ancienne station-service, dans une zone industrielle ou près d’un port. Le plus souvent, c’est parce que l’emplacement convenait au fournisseur d’hydrogène, qui espère que d’autres clients viendront, alors qu’en pratique il y a de fortes chances qu’ils ne viennent pas
De plus, le risque que le fournisseur d’hydrogène abandonne est important. Dans ce cas, la station de recharge la plus proche peut se trouver à une distance absurdement grande
Pour que les bus à hydrogène aient un avenir, il faudrait les gérer de manière plus centralisée de bout en bout, et un financement public serait sans doute nécessaire au démarrage. Au final, dans beaucoup d’endroits, les bus électriques risquent de l’emporter parce qu’ils fonctionnent sur un mode « il suffit de brancher », sans avoir à gérer toute cette complexité
Pour obtenir une densité énergétique raisonnable, il faut comprimer l’hydrogène à 10 000 psi, et les réservoirs capables de supporter cette pression sont si lourds que le poids du gaz à l’intérieur devient presque négligeable. C’est d’autant plus vrai que les véhicules terrestres ne sont pas extrêmement sensibles au poids
Comme tous les bus sont gérés par la même entité, on pourrait charger des batteries de rechange pendant que les bus roulent sur batterie, puis les remplacer au besoin. Je me demande s’il y a un problème caché avec cette approche
Il suffirait de les brancher sur une prise de forte puissance et de les faire tourner quand la demande sur le réseau électrique est faible. On ne peut pas forer et raffiner du pétrole dans un dépôt de bus, mais avec l’hydrogène, on peut remettre en question l’hypothèse selon laquelle le carburant doit forcément venir d’un fournisseur
Je ne vois pas bien quels avantages les économies d’échelle apportent à l’électrolyse
Cela pourrait-il être utile pour les machines agricoles ou les engins de chantier ?
Par exemple, CUMTD (mtd.org), qui dessert la ville universitaire de Champaign-Urbana dans l’Illinois, est un excellent réseau de bus pour une région d’environ 200 000 habitants ; les habitants l’apprécient, et son équipe dirigeante adopte toujours les nouvelles technologies
Ils disposent effectivement d’une installation à hydrogène dans leur dépôt, alimentée à 100 % par l’énergie solaire : https://mtd.org/inside/projects/zero-emission-technology/
Honnêtement, je pensais que les batteries avaient complètement gagné ce marché
Je ne me suis toujours pas vraiment habitué aux bus électriques. Un bus à impériale de 20 tonnes devrait faire un bruit donnant l’impression qu’il peut exploser à tout moment ; le voir se déplacer presque en silence paraît contre nature
Ce serait idéal qu’un bus puisse tenir tout le service d’un conducteur sans recharge, mais si ce n’est pas le cas, on peut concevoir les lignes pour permettre au conducteur de changer de bus et en acheter un de plus. Le problème technique devient alors un problème d’argent
Les bus sont déjà assez lourds à la base, donc le poids de la batterie a moins d’impact que sur une petite voiture
Ils les ont achetés à une startup, mais il y avait des problèmes structurels et les bus ont fini par tomber en panne : https://www.ithaca.com/news/ithaca/tcat-pulls-all-electric-b...
Aujourd’hui, les constructeurs de bus établis fabriquent de bons bus électriques, mais nous n’avons pas l’argent pour les remplacer
Personnellement, je trouve que rendre les bus silencieux est un grand progrès pour rendre la vie urbaine quotidienne plus agréable
Les autorités de transport manquent d’expertise technique pour distinguer le vrai du faux dans le marketing des cleantech
Elles ne sont pas les seules : les valorisations excessivement gonflées de Nikola et de Tesla sont aussi des exemples, de manière très différente, de la façon dont les capacités presque magiques de nouvelles plateformes de transport ont été exagérées avec succès auprès des investisseurs et du public
Mais la décision issue de ces informations est souvent influencée par le conseil d’administration de l’autorité de transport, et celui-ci prête parfois davantage attention aux parties prenantes de l’hydrogène qui lui soufflent à l’oreille qu’au gros rapport qu’il vient de payer
J’attends le retour du bus à volant d’inertie : https://en.m.wikipedia.org/wiki/Gyrobus
Rien qu’à voir les inconvénients, pour un bus transportant 20 personnes avec une autonomie de 2 km, il fallait un volant d’inertie d’environ 3 tonnes ; et un volant tournant à 3 000 tr/min a une vitesse en périphérie du disque de 900 km/h, ce qui exige des fixations et des dispositifs de sécurité spéciaux.
C’est vraiment un mystère que cela ne se soit pas généralisé.
Mieux vaut le flux que le stockage, et la ligne aérienne de contact l’emporte.
La réponse, ce sont les raisons politiques et le lobbying.
L’hydrogène est produit par les grandes compagnies pétrolières et gazières. En poussant les véhicules à hydrogène plutôt que les véhicules électriques à batterie, elles peuvent continuer à faire tourner leur activité.
Elles présentent l’hydrogène comme une alternative verte au pétrole, mais aujourd’hui la majeure partie de l’hydrogène est produite à partir de combustibles fossiles, et cela ne changera pas beaucoup au cours des dix prochaines années.
Je ne comprends pas pourquoi les gens réagissent comme s’ils étaient allergiques aux hybrides.
C’est du genre : « l’électrique a peu d’autonomie, le carburant coûte cher, donc il faut choisir l’un des deux ».
La chaîne de traction idéale, Toyota l’a inventée il y a plus de 20 ans, et j’ai l’impression que personne ne s’en est rendu compte à part moi et Honda.
L’expérience est bien meilleure, que ce soit comme passager ou comme habitant vivant à côté d’un arrêt de bus. C’est doux, silencieux, sans odeur, et il n’y a pas de moteur qui chauffe l’arrière du bus en été. Depuis que je suis habitué aux bus électriques, je n’ai plus envie de prendre des bus diesel.
Je conduis une Toyota hybride et c’est mieux qu’une voiture purement thermique, mais il faut toujours faire les vidanges, et quand le moteur tourne riche pour une raison quelconque, l’odeur des gaz d’échappement est mauvaise.
On ne réduit pas la complexité du moteur thermique et du système d’échappement — plus de 1 000 pièces à usiner avec des tolérances très faibles — et on y ajoute en plus une transmission plus complexe, capable de gérer deux entrées, ainsi qu’une chaîne de traction électrique.
En matière d’efficacité énergétique et d’accélération, cela en vaut la peine. Même un petit moteur électrique fournit beaucoup de couple à basse vitesse et compense jusqu’à ce qu’un moteur thermique puissant prenne le relais, en particulier avant que les turbocompresseurs de la plupart des voitures modernes ne montent en régime.
Mais l’intégrer réellement dans la conception d’une voiture moderne est techniquement difficile. Ce n’est pas comme dans les voitures des années 90, où il restait de la place pour caser des composants : dans les voitures modernes, chaque centimètre cube est déjà calculé à cause de la sécurité en cas de collision.
Toyota et Honda ne sont pas les seuls à en fabriquer. Les constructeurs automobiles américains proposent eux aussi des véhicules à groupe motopropulseur hybride similaire depuis environ 20 ans, et les constructeurs allemands ont commencé un peu plus tard.
Simplement, il ne s’agit souvent pas d’un modèle distinct comme la Prius : extérieurement, ces voitures et pickups ressemblent presque aux versions non hybrides du même modèle, avec seulement un badge hybride.
Aujourd’hui, notre famille possède trois voitures électriques. Les hybrides sont mieux que les voitures purement thermiques, mais les électriques sont nettement meilleures que les deux. Je pourrais citer beaucoup d’avantages des électriques, mais tant qu’on n’en a pas possédé une soi-même, cela peut être difficile à saisir.
Pour certaines personnes, comme les habitants d’appartements qui n’ont pas d’endroit où recharger, l’hybride est une bonne option.