Archivée - Mise à jour des pilesMise à jour de la Carte routière canadienne sur la commercialisation des piles à combustible :
Sommaire

Le concept de l'économie de l'hydrogène a évolué depuis 2003. Les progrès technologiques ont apporté de nombreuses solutions de remplacement viables en matière d'énergie et de transports. Aujourd'hui, une vision plus englobante reconnaît la contribution considérable de l'hydrogène et des piles à combustible à un portefeuille d'énergie et de transports plus propre et diversifié.

Le potentiel des applications axées sur l'hydrogène et les piles à combustible dans les marchés de masse demeure attrayant pour l'État et les autres intervenants qui cherchent à accroître la sécurité et la diversité de l'approvisionnement énergétique tout en réduisant la pollution et les émissions de gaz à effet de serre. Les gouvernements nationaux du monde entier, notamment ceux des États-Unis, de l'Allemagne et du Japon, jouent un rôle actif dans le développement de technologies au bénéfice de la société et de l'environnement. Dans ce contexte, la notion de « bien public » justifie une intervention en faveur d'une technologie pour en assurer à terme le déploiement dans les marchés de masse. Toutefois, s'ils demeurent déterminés à mettre au point des solutions dans le domaine, les États protègent aussi leurs investissements en les répartissant entre diverses technologies.

Cette vision plus globale, qui va maintenant au-delà de la commercialisation à long terme d'automobiles à pile à combustible, embrasse désormais leur commercialisation dans les marchés à court terme où l'on peut déployer ces produits en utilisant la technologie actuelle et qui nécessitent une infrastructure de distribution beaucoup plus simple. En investissant collectivement des milliards de dollars dans la recherche-développement (R-D), les constructeurs automobiles ont montré leur détermination à développer des véhicules à pile à combustible. Toutefois, ils demeurent tributaires du déploiement de l'infrastructure de distribution d'hydrogène, laquelle n'a pas bénéficié jusqu'à présent du même niveau d'investissement de la part des sociétés énergétiques. Parmi les applications les plus prometteuses pour les marchés à court terme, mentionnons la manutention, l'alimentation d'appoint, les autobus et les produits électroniques portables.

Ces marchés jouent un rôle important en ouvrant la voie à l'automobile commerciale à pile à combustible, du fait qu'ils donnent un coup de pouce à l'aménagement de l'infrastructure de distribution d'hydrogène tout en s'attaquant à des facteurs tels que le coût, la durabilité et la fiabilité. En outre, ils permettront de réaliser d'entrée de jeu des gains au chapitre de la réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES). Selon les estimations, la réduction prévue grâce à ces marchés à court terme équivaudra à celle que l'on obtiendrait en retirant de la circulation un million d'automobiles à essence au cours des dix prochaines années. Les 20 autobus hybrides à pile à combustible qui seront déployés en Colombie-Britannique, utilisant de l'hydrogène liquide d'origine québécoise, réduiront de 62 p. 100 les émissions de gaz à effet de serre par rapport à des véhicules diesels équivalents.

Ces 20 dernières années, le Canada a été un chef de file du secteur mondial de l'hydrogène et des piles à combustible. Aujourd'hui, l'industrie canadienne compte 80 entreprises du savoir relativement petites qui ont investi dans la R-D 200 millions de dollars par an en moyenne au cours des cinq dernières années – ce niveau d'investissement équivaut au tiers des dépenses totales de R-D énergétique de l'industrie canadienne. L'industrie continue de dans le marché de l'investissement et ceux des utilisateurs devient de plus en plus féroce. Les puissantes multinationales bien financées des secteurs de l'énergie, de l'automobile et de l'électronique sont actives dans tous les marchés des piles à combustible. Or, le financement public canadien des programmes portant sur cette technologie est bien inférieur au montant des aides publiques de bien des pays, notamment les États-Unis, le Japon et les pays de l'Union européenne. À la lumière de ces considérations, de nombreuses entreprises canadiennes ont restructuré leurs activités et cessé d'investir dans la recherche-développement orientée vers les marchés à long terme dans le secteur automobile pour privilégier le développement et le déploiement de produits dans les marchés à court terme, par exemple, les chariots élévateurs, les appareils d'alimentation d'appoint, les produits électroniques portables et les autobus à pile à combustible. Elles ont ainsi pu concentrer leurs efforts sur le développement et la mise en marché d'applications qui créeront des sources de recettes initiales, renforceront la confiance des investisseurs et fourniront une plateforme pour sensibiliser et convaincre les consommateurs.

En recentrant leurs efforts sur les marchés à court terme, les entreprises de l'industrie canadienne de l'hydrogène et des piles à combustible ont été en mesure d'accomplir des progrès considérables sur le front des objectifs en matière de coût, de performance et de fiabilité ainsi que du développement de l'infrastructure. Au chapitre du coût et de la performance des piles à combustible, par exemple, on note une amélioration de 600 p. 100 au cours des cinq dernières années. L'industrie collabore avec l'État pour créer les premiers projets de démonstration intégrés à grande échelle – l'Autoroute de l'hydrogène et le Village de l'hydrogène.

L'industrie canadienne conserve une position enviable par rapport à la concurrence. Les piles à combustible qu'elles fabriquent sont soumises à des essais rigoureux et sont éployées sur une base commerciale pour la cogénération résidentielle, l'alimentation d'appoint, les produits électroniques portables, la manutention et les autobus. Le marché mondial des appareils à pile à combustible a affiché un taux de croissance annuel de 59 p. 100, et le Canada y est pour beaucoup. En effet, en 2007, la société Ballard a produit à elle seule près de 10 p. 100 des piles à combustible fabriquées en Amérique du Nord et 22 p. 100 des systèmes de cogénération et d'alimentation d'appoint résidentiels expédiés dans le monde entier.

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Approche axée sur les marchés à court terme

Manutention

Le Canada a été un pionnier du domaine de l'équipement de manutention à pile à combustible. Aujourd'hui, Plug Power et Hydrogenics fournissent collectivement des centaines de chariots élévateurs à pile à combustible aux entrepôts de Wal-Mart, qui fonctionnent 24 heures sur 24, et aux usines d'assemblage de General Motors. On s'attend à une réduction appréciable des coûts lorsque le volume des ventes augmentera. Le marché devrait passer du remplacement des batteries aux chariots élévateurs personnalisés comme en témoigne le partenariat conclu entre The Raymond Corporation et Ballard Power Systems pour développer conjointement une nouvelle génération de chariots élévateurs à pile à combustible.

Alimentation d'appoint

Dans le domaine de l'alimentation d'appoint, on prévoit que de nombreux pays adopteront des règlements exigeant une alimentation d'appoint d'une durée de huit heures pour les services de communication d'urgence. Le coût des batteries nécessaires pour respecter cette exigence donne une longueur d'avance à la technologie des piles à combustible. Comme la demande mondiale devrait atteindre 75 000 appareils d'alimentation d'appoint d'ici à 2010, les entreprises canadiennes de l'industrie des piles à combustible sont bien placées grâce aux partenariats internationaux déjà établis avec des sociétés comme Dantherm, la société indienne ACME Tele Power et American Power Conversion.

Cogénération résidentielle

Au Japon, un programme concurrentiel et bien coordonné est actuellement mis en œuvre avec l'aide de l'État dans le but de valider la viabilité d'un système de pile à combustible de cogénération résidentielle de 1 kW alimenté au gaz naturel, aux gaz de pétrole liquéfiés et au kérosène. Nombre de multinationales comme Sanyo, Toyota et Matsushita (Panasonic) participent à ce programme, de même que les grandes sociétés énergétiques japonaises comme Tokyo Gas, Osaka Gas et Nippon Oil. Les sociétés canadiennes Hyteon et Ballard Power Systems se sont taillé une place dans ce marché à court terme hautement concurrentiel en établissant des partenariats stratégiques avec de grandes entreprises de services publics japonaises. Leurs produits représentent près du quart des appareils installés.

Produits électroniques portables

Des entreprises canadiennes comme Angstrom et Tekion travaillent à des dispositifs pour remplacer les micropiles à méthanol direct dans les produits électroniques portables, notamment les ordinateurs. Le but est de répondre à la demande croissante de densité énergétique et d'autonomie prolongée, qui mettent à rude épreuve les batteries ordinaires. Les acteurs canadiens ont joué un rôle de premier plan dans la démarche à l'issue de laquelle le Groupe d'experts sur les marchandises dangereuses de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI) a approuvé la réglementation d'exception proposée pour le transport dans les cabines passagers des cartouches renfermant de l'acide formique comme combustible liquide direct ainsi que des systèmes de stockage de l'hydrogène faisant appel aux hydrures métalliques.

Autobus

Avec l'aide financière du gouvernement provincial de la Colombie-Britannique et de la Fiducie d'investissement pour les transports en commun, BC Transit pilote un projet de déploiement commercial de 20 autobus hybrides à pile à combustible, qui seront en démonstration à Whistler pendant les Jeux Olympiques de 2010. Au Canada, de nombreuses commissions de transport sont favorables à un plus vaste déploiement de la technologie des piles à combustible dans le réseau communautaire de bus-navettes en place dans bien des centres urbains. Le constructeur d'autobus canadien New Flyer a récemment conclu une entente exclusive avec Ballard Power pour le développement de bus-navettes à pile à combustible destinés au marché nord-américain. L'utilisation du savoir-faire canadien suscite un vif intérêt sur la scène internationale. Mentionnons un nouveau projet avec la Ville de Londres portant sur l'achat de cinq autobus hybrides alimentés par pile à combustible Ballard. La formation de nombreux consortiums ainsi que l'appui de l'État et des commissions de transport témoignent du nombre croissant de programmes de déploiement d'autobus à pile à combustible en cours.

Infrastructure

À court ou à moyen terme, on prévoit que l'infrastructure industrielle actuelle de l'hydrogène suffira pour approvisionner les marchés des piles à combustible spécialisés. L'hydrogène gazeux comprimé, l'hydrogène réfrigéré et l'hydrogène résiduel permettront d'approvisionner adéquatement les marchés de la manutention, de l'alimentation d'appoint et des autobus. Comme le Canada dispose d'une base énergétique diversifiée, différentes options s'off rent à lui pour produire de l'hydrogène, notamment les sources d'énergie renouvelables, l'hydroélectricité, le gaz naturel et le charbon avec captage et piégeage du carbone. L'industrie des produits chimiques et pétrochimiques fabrique la plus grande partie de l'hydrogène au pays, mais la production à partir d'hydrogène résiduel est de l'ordre de 200 000 tonnes par an. Pour obtenir la même quantité d'énergie, il faudrait 800 millions de litres d'essence. Air Liquide a été désignée pour construire à Whistler, en Colombie-Britannique, la station-service à hydrogène la plus grande du monde – qui fournira chaque jour 1 000 kg d'hydrogène produit à partir de sources renouvelables ou de déchets. Avec des acteurs de premier plan comme Air Liquide, Hydrogenics, Sacré-Davey, Dynetek et QuestAir, et en partenariat avec Linde, le Canada est le chef de file de la production d'hydrogène par électrolyse à partir de sources d'énergie renouvelables et de gaz naturel, de dispositifs de stockage de gaz comprimé, du captage d'hydrogène résiduel ainsi que de la production et de la distribution d'hydrogène réfrigéré. À long terme, les énergies renouvelables, la biomasse et l'énergie nucléaire devraient être les principales sources d'hydrogène. L'hydrogène produit pour l'industrie pétrolière et gazière, que l'on pourrait réorienter pour répondre aux besoins des marchés de masse des piles à combustible, devrait aussi être une source de combustible.

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La voie de l'avenir

Les perspectives de croissance commerciale se sont bien améliorées depuis 2003, mais le coût et la fiabilité continuent de préoccuper les utilisateurs. L'intégration d'une nouvelle technologie dans un système très efficient déjà en exploitation, par exemple, un entrepôt, un réseau de télécommunication ou un système de transport en commun, ne va pas sans risques pour les utilisateurs. Il reste des problèmes à résoudre au chapitre de l'infrastructure, notamment en ce qui a trait aux systèmes faisant appel aux nouveaux combustibles, aux questions de sécurité et à la formation du personnel. Dans presque toutes les applications, la technologie des piles à combustible s'impose pour remplacer les technologies évoluées bien établies et rentables, entre autres les moteurs à combustion interne et les batteries ordinaires, qui bénéficient d'un appui considérable. En effet, si de nombreux utilisateurs attachent une importance à la « propreté » de la technologie des piles à combustible, ils n'attribuent pas pour autant une grande valeur économique à cette caractéristique et mettent davantage l'accent sur les propositions commerciales habituelles reposant sur le prix, la performance et la fiabilité. Pour les applications destinées aux marchés de masse comme celui de l'automobile, l'analyse économique classique, qui ne prend pas en compte tous les coûts sociaux et environnementaux du produit, limite la compétitivité des technologies de l'hydrogène et des piles à combustible face aux produits commerciaux actuellement sur le marché. Toutefois, malgré ces obstacles, la croissance des marchés à court terme pour la technologie des piles à combustible n'a jamais semblé aussi prometteuse.

Il est important de souligner que l'essor global des piles à combustible passe par le développement de la technologie pour le secteur automobile. On observe au sein du noyau de fournisseurs une grande synergie entre les courbes de développement des piles à combustible dans ce secteur et les autres, en particulier pour ce qui est des résultats de la recherche fondamentale et du développement. Si les exigences varient d'une application à l'autre, par exemple, seules les applications de l'industrie automobile exigent des piles robustes permettant de démarrer rapidement par temps froid, les autres facteurs économiques sont en synergie, notamment la réduction de la quantité de catalyseur et les paramètres de conception permettant la fabrication en grandes quantités. Ford et Daimler ont maintenant leurs propres piles à combustible développées par Automotive Fuel Cell Cooperation (AFCC), entreprise établie à Vancouver qui a succédé à la division automobile de Ballard Power Systems. AFCC est l'un des chefs de file mondiaux du développement de piles à combustible pour l'industrie automobile et l'un des principaux centres de développement de piles à combustible de la planète.

La technologie des piles à combustible et, qui plus est, sa démonstration et sa validation dans les applications commerciales à court terme ont beaucoup progressé au cours des cinq dernières années. D'après les intervenants canadiens, la demande dans les marchés mondiaux à court terme atteindra 1,1 million de piles en 2010. Par ailleurs, ils prévoient une durabilité variant entre 10 000 et 40 000 heures de fonctionnement selon l'application ainsi qu'une fiabilité de 95 à 99 p. 100. Une commercialisation efficace dans les marchés à court terme apportera une valeur considérable pour les marchés de masse à long terme. Elle assurera la pérennité des entreprises existantes, généréra des profits, ravivera la confiance et l'intérêt des investisseurs; permettra de poursuivre la croissance de l'emploi et de la formation orientée vers l'acquisition de compétences clés pour les futurs marchés de masse; créera des débouchés pour les fournisseurs de composants en vue du développement de meilleurs matériaux; et aidera à maîtriser dans le contexte des systèmes complets les technologies d'hybridation, les stratégies de contrôle et les logiciels pouvant être utilisés directement dans les applications des marchés de masse. Les entreprises canadiennes n'ont d'autre choix que de s'implanter avec succès dans ces marchés à court terme afin d'avoir les reins assez solides pour participer aux marchés de masse à long terme. Sur le front du renforcement des capacités, il faudra notamment continuer d'accroître le bassin de personnel qualifié (études techniques et fabrication) ainsi que la capacité de production et les activités connexes de recherche universitaire et publique. Des programmes de R-D rationalisés et ciblés pour la commercialisation, l'appui à l'expansion des chaînes de valeur mondiales, l'adoption efficace des normes et des codes à l'échelle locale ainsi que le déploiement rentable de produits aideront aussi le Canada à demeurer un acteur clé de l'industrie mondiale de l'hydrogène et des piles à combustible.

À mesure que s'ouvriront les marchés de masse de l'hydrogène et des piles à combustible destinées aux produits électroniques portables, à la cogénération résidentielle et aux véhicules électriques, les constructeurs automobiles et les autres partenaires stratégiques en quête d'une technologie et d'un savoir-faire concurrentiels dans la filière hydrogène et piles à combustible rechercheront les capacités canadiennes reconnues dans les marchés à court terme. Le Canada a la possibilité de stimuler la commercialisation de ces technologies mises au point sur son territoire pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et la pollution atmosphérique et atténuer ainsi les effets du changement climatique tout en donnant un coup de pouce à de nombreux secteurs, notamment ceux des transports, de la fabrication et des télécommunications.

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