Alstom a récemment soumis son train à hydrogène Regiolis H2 à la certification. En tant que troisième modèle fonctionnant à l'hydrogène dans sa gamme de produits, ce train devrait être mis en service en France d'ici la fin de cette année. Avec une autonomie de 600 km, le nouveau Regiolis H2 est légèrement inférieur au Coradia Stream H (660 km) et nettement moins performant que le Coradia iLint (800 km). Cependant, son système hybride présente un avantage supplémentaire : il peut fonctionner à l'énergie caténaire lorsqu'elle est disponible. Ainsi, le projet se positionne comme une solution polyvalente pour les itinéraires dotés d'infrastructures hybrides.
Cependant, l'expérience du train à hydrogène d'Alstom a de nouveau connu des difficultés. Les exploitants en Allemagne ont repris l'utilisation de trains diesel en raison de l'impossibilité d'obtenir des piles à combustible de rechange. Sur les 14 trains Coradia iLint achetés par la Basse-Saxe, seuls 4 sont en service. Bien qu'il puisse sembler s'agir d'un simple problème de chaîne d'approvisionnement, la cause profonde est plus complexe : elle met non seulement en évidence les limites de l'hydrogène comme source d'énergie dans les transports, mais révèle également des contraintes matérielles structurelles, rendant son utilisation de plus en plus incertaine.
Le Coradia iLint, autrefois un projet phare pour la mobilité à hydrogène, utilise des piles à combustible fournies par Cummins, tirant parti de la technologie Hydrogenics de l'entreprise au Canada et en Europe. Chaque train est équipé de deux modules d'environ 200 kW chacun. Pour des piles à combustible de cette puissance, 0,4 à 0,6 grammes de platine par kilowatt sont nécessaires afin de satisfaire aux exigences de durabilité requises pour les opérations ferroviaires, ce qui signifie que chaque train nécessite environ 0,2 kg de platine. Aux prix actuels, cela représente environ 8 700 dollars, soit 5 % du coût de la pile à combustible. Bien que ce pourcentage paraisse faible, le problème devient important lorsqu'on prend en compte la production mondiale de platine.
Le platine est irremplaçable dans les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEM). Le cœur d'une pile à combustible PEM est une membrane recouverte de platine. Le platine agit comme un catalyseur : il sépare les molécules d'hydrogène en protons et électrons, laisse les protons traverser la membrane tout en obligeant les électrons à circuler le long d'un circuit externe pour produire de l'électricité, puis accélère la réaction lente qui consiste à combiner l'oxygène, les protons et les électrons pour former de l'eau sur l'autre face de la membrane. Ces deux réactions sont fondamentales pour le fonctionnement de la pile à combustible, et la chimie de surface unique du platine permet qu'elles se déroulent à un rythme pratique tout en possédant la durabilité nécessaire. Sans platine, les piles à combustible fonctionnent soit de manière inefficace, soit se dégradent rapidement, ce qui rend les piles à hydrogène très dépendantes de ce métal rare et dont le prix est volatil.
La production mondiale annuelle de platine est d'environ 250 à 280 tonnes. Environ un tiers est utilisé dans les catalyseurs automobiles (principalement pour les véhicules diesel), un quart dans les bijoux, près d'un cinquième dans les catalyseurs industriels pour les raffineries et l'industrie chimique, ainsi que de petites quantités dans les secteurs du verre et de l'électronique. En revanche, les piles à combustible et les électrolyseurs consomment seulement 1 à 2 tonnes par an, représentant moins de 1 % de la demande totale.
L'approvisionnement en platine reste limité. L'Afrique du Sud fournit environ 70 % du platine extrait, mais les mines locales sont confrontées à des pénuries d'électricité, des inondations, des grèves et des blocages politiques. Les volumes recyclés sont minimes, atteignant leur niveau le plus bas depuis plus d'une décennie, entraînant un déficit annuel d'approvisionnement d'environ 31 tonnes. Les prix du platine ont atteint un niveau record depuis 11 ans, et les taux de location ont fortement augmenté. Le recyclage soulage à peine la pression : la majeure partie du platine recyclé provient des pots catalytiques des véhicules en fin de vie, tandis que le platine utilisé dans des applications telles que les piles à combustible présente des taux de récupération plus faibles en raison de sa faible concentration, de sa contamination ou de l'aspect peu rentable de son extraction.
Dans la concurrence pour le platine, les piles à combustible à hydrogène sont en plus grande difficulté. Les constructeurs automobiles n'hésitent pas à dépenser des fortunes pour acheter du platine afin de respecter les réglementations sur les émissions ; les raffineries ne peuvent se passer des catalyseurs en platine et font face à des coûts de fermeture extrêmement élevés ; les fabricants de verre spécial et d'électronique ne disposent d'aucun matériau alternatif pour les outils en platine nécessitant des températures élevées. Seule la consommation de bijoux pourrait diminuer en cas de hausse des prix, libérant ainsi une faible quantité d'offre. En revanche, la demande pour les piles à combustible à hydrogène reste limitée et leurs clients sont très sensibles aux coûts.
L'énergie hydrogène souffre déjà d'un faible rendement énergétique, de coûts élevés d'exploitation et d'infrastructures, ainsi que d'un faible attrait sur le marché dans le secteur des transports, par comparaison avec les batteries. La pénurie d'approvisionnement en platine est venue s'ajouter à ses difficultés. Chaque mégawatt supplémentaire de capacité de pile à combustible consomme davantage de platine, une ressource rare, et d'autres industries arrivent régulièrement à se procurer cette matière avant le secteur de l'hydrogène. Le développement à grande échelle de la mobilité hydrogène accentuera encore sa dépendance à un matériau irremplaçable, limité en approvisionnement et durablement rare, avec un avenir peu prometteur.
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