Mobilité durable : les gaz carburants comme solutions plus respectueuses de l’environnement

Introduction : Les grands enjeux de la mobilité durable

Le secteur des transports est le premier poste de consommation de pétrole au niveau mondial en raison d’une très forte demande énergétique (environs un tiers de la demande mondiale en énergie) et de la position monopolistique du pétrole dans le mix énergétique de la filière.

Cette dépendance soulève un certain nombre d’enjeux : d’une part les fortes émissions de polluants locaux (NOx, particules fines, etc.) posant un problème de santé publique et de C02, participant au réchauffement climatique, et d’autre part, l’exposition importante à la volatilité du prix des produits pétroliers. En France, le secteur du transport est responsable de 30% des émissions de gaz à effet de serre (GES), de 16% des émissions de particules fines et de près de 50% pour l’oxyde d’azote (NOx).

Ainsi en réponse aux enjeux sanitaires et environnementaux, les pouvoirs publics ont fixé des objectifs de plus en plus ambitieux. Ces objectifs portent d’une part sur la réduction des émissions de gaz à effet de serre (réduction de 30% des émissions de GES émis par le secteur entre 2015 et 2028 fixée par la SNBC[1], intégration de 10% d’ENR dans les transports en 2020 fixé par la loi de transition énergétique pour la croissance verte) et d’autre part sur la réduction de polluants à l’échelle locale avec l’apparition des Zones à Faibles Emissions (exemple des pastilles Crit’Air).  Ces objectifs et contraintes incitent le secteur de la mobilité à s’orienter vers des technologies de motorisation moins polluantes, soutenues par des incitations ciblées sur les carburants alternatifs.

Parmi ces carburants alternatifs, le gaz naturel véhicule (GNV) et l’hydrogène (H2) pour véhicule offrent une réponse crédible aux problématiques posées par les carburants traditionnels.

 

        I.            Le gaz naturel véhicule, un combustible aux multiples avantages

 

Le GNV, est un carburant qui peut prendre deux formes, le GNC (gaz naturel comprimé, soit du gaz naturel sous forme gazeuse) et GNL (gaz naturel liquéfié). Il correspond à l’usage du gaz naturel comme carburant pour la mobilité. Il peut être obtenu à partir de l’exploitation de gisements gaziers fossiles ou par méthanisation de biomasse[2].

 Le GNV présente de nombreux atouts écologiques et financiers :

  • – Les réserves de gaz sont supérieures aux réserves de pétrole. Cet écart pourrait s’accroître sensiblement avec les découvertes constantes de nouveaux gisements et l’amélioration des technologies d’extraction ;
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  • – Le gaz naturel peut également être produit par méthanisation de déchets organiques ; on parle alors de biométhane. L’Europe constitue le principal pôle mondial de production de biométhane. En France, en 2017, 406 GWh ont ainsi été injectés dans les réseaux gaziers ;
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  • – Le gaz naturel émet entre 5% et 20% moins de CO2 que le pétrole du puits à la roue (« from well to wheel » – WTW). L’utilisation de biométhane permet de se rapprocher d’un bilan carbone neutre (le CO2 émis équivaut au CO2 capté) ;
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  • – Composé en grande majorité de méthane, le gaz naturel n’émet pratiquement pas de polluants (SOx, NOx, particules fines, etc…) ;
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  • – Le coût du MWh de gaz naturel est inférieur au coût du MWh de pétrole et les projections annoncent le maintien de cette tendance à moyens et longs termes ; 
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  • – Les motorisations GNV diminuent de moitié les émissions sonores des motorisations diesels.

 

        II.            L’hydrogène pour la mobilité

 

Depuis quelques années, la mobilité à l’hydrogène[3] connaît un regain d’intérêt spectaculaire comme l’illustre la création d’un conseil international de l’hydrogène annoncé par 13 dirigeants d’entreprises du Fortune 100 lors du dernier World Economic Forum à Davos en février 2018. La France est particulièrement active dans ce secteur avec de nombreux fleurons de l’industrie positionnés sur cette filière.

L’hydrogène, par sa forte densité énergétique, pourrait constituer une alternative technique crédible aux hydrocarbures classiques dans le secteur du transport. S’il est encore produit à 95% à partir d’énergie fossile pour des secteurs industriels comme la chimie ou le raffinage pétrolier, il peut également être produit à partir de biomasse, de biogaz ou bien par électrolyse de l’eau à partir d’électricité renouvelable. Plus concrètement, l’électrolyse de l’eau consiste à séparer le dihydrogène (H2) de l’oxygène en appliquant un courant électrique entre deux électrodes pour créer une réaction d’oxydoréduction.

Une pile à combustible installée à bord d’un véhicule hydrogène permet de réaliser la réaction inverse de l’électrolyse en transformant de l’hydrogène en électricité par réaction avec de l’oxygène Ainsi équipés, les véhicules à hydrogène rejettent uniquement de l’eau, disposent d’une autonomie 2 à 3 fois supérieure aux véhicules électriques fonctionnant avec des batteries et se rechargent en 5 minutes dans des stations adaptées.

 

        III.            Les applications du GNV et de l’hydrogène pour véhicule.

 

En France, ces nouveaux carburants, plus respectueux de l’environnement, trouvent aujourd’hui une utilisation, principalement, auprès des véhicules lourds (des transports routiers de marchandises, transports routiers de voyageurs, de bus urbains, bennes à ordures) et dans une moindre mesure auprès des flottes captives de véhicules utilitaires légers. Cette dernière catégorie intègre également les véhicules ayant une motorisation à base d’hydrogène (H2).

 

  IV.            Etat des lieux sur le marché français

 

Une filière qui concentre de multiples profils d’acteurs

 

Un marché qui se montre en plein essor, porté par des objectifs nationaux structurants

Les objectifs annoncés par la France devant la Commission européenne en février 2017 sur le déploiement de 80 points d’avitaillement GNC[4] pour 2020 ont déjà été dépassés avec 138 points d’avitaillements déjà déployés aujourd’hui).

Pour le GNL, la cible de 25 points d’avitaillement à horizon 2020 est d’ores et déjà atteint. Ces derniers continueront à se développer principalement en périphérie des grands centres urbains et autour des axes stratégiques du transport de marchandises (axes routiers, centres logistiques et grands ports maritimes notamment).

Depuis 2015 et grâce au repositionnement de la filière sur les véhicules lourds alimentés par des stations ouvertes au public, le nombre de points d’avitaillement ouvertes aux poids lourds est en passe d’être multiplié par 6 entre 2015 et 2018.

En termes de véhicules roulant au GNV, la flotte s’élève aujourd’hui à 16 100 véhicules (contre 15 500 fin 2016). La programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) fixe des objectifs de développement pour la mobilité gaz en 2023 et prévoit 3% de poids lourds roulant au GNV, soit plus de 25 000 véhicules.

 

Une croissance portée par les véhicules lourds et dans une moindre mesure par les véhicules utilitaires et légers.

En 2017, près de 55% des véhicules composant le parc GNV français sont des véhicules légers ou des véhicules utilitaires légers (VUL). En raison du repositionnement de la filière, la croissance est aujourd’hui essentiellement portée par les véhicules lourds et en particulier par le transport de marchandises : les camions (près de 1 800 unités à mi 2018) et des bennes à ordures ménagères (BOM) ne connaissent pas aujourd’hui d’énergie alternative concurrente crédible sur leur segment. Le transport de voyageurs, et en particulier les autobus, est lui davantage divisé entre électrique et GNV.

 

Une filière qui bénéficie des aides de l’état

  • – Des mesures fiscales favorables : Gel sur 5 ans de la taxe intérieure de consommation sur les produits énergétiques (TICPE) pour le GNV, alors que la TICPE du gazole va continuer d’augmenter chaque année ;
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  • – Prolongation du mécanisme de suramortissement de 40% pour les camions au moins jusqu’à fin 2019 (finançant en moyenne la moitié du surcoût des véhicules GNV) ;
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  • – Une carte grise moins chère, voire gratuite pour les véhicules GNV dans certaines régions ;
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  • – 2 appels à projets de l’ADEME : un 1er rendu en janvier 2018 avec 100 stations aidées et le 2ème en cours appelé « GNV /bioGNV » qui répond à des besoins spécifiques pour garantir la répartition des stations de GNV sur le territoire ;

 

        V.            Conclusions sur le développement de la filière française du GNV et du H2

 

Dans un contexte de transition énergétique et de réflexion sur le mix énergétique français, la mobilité durable est devenue l’une des préoccupations les plus importantes d’Europe, d’autant plus que les besoins en mobilité augmentent chaque année. La pollution générée par les produits pétroliers des carburants traditionnels, ses conséquences environnementales et de santé public, ont amenés les gouvernements à s’orienter vers des carburants alternatifs plus propres. Aujourd’hui, si la mobilité électrique semble s’être imposée, en France, comme la référence sur les véhicules légers, la mobilité au gaz naturel véhicule (GNV) est, en parallèle, mise en avant par les pouvoirs publics sur le segment des véhicules lourds. Pour soutenir son développement, la filière dispose de nombreux mécanismes financiers afin de promouvoir le déploiement du GNV, que ce soit pour les avitailleurs ou les usagers.

Quant à la mobilité des véhicules à l’hydrogène, bien qu’elle demeure majoritairement expérimentale à l’heure actuelle, de nombreuses applications voient le jour, du vélo au transport de marchandises, en passant par les véhicules légers, utilitaires, mais aussi sous de formes de prototypes dans le secteur du transport ferroviaire, fluvial et de l’aviation.

 

 

[1] SNBC : Stratégie Nationale Bas Carbone

[2] Dans le cas du biométhane de 1ère génération (1G). C’est également le cas avec le biométhane 2G, 3G voire le Power-to-Gas intégrant une phase de méthanation.

[3] http://www.energie.sia-partners.com/20180222/le-transport-se-met-lhydrogene-make-our-planet-great-again

[4]https://www.afgnv.info/7-juin-2018-notre-territoire-compte-80-points-d-avitaillement-GNC-soit-l-objectif-que-s-est-assigne-la-France-a-fin_a1079.html