Lors de l'Exposition industrielle de l'énergie nouvelle 2025 (10e édition) - Forum sur le développement de l'industrie de l'hydrogène organisé par SMM Information & Technology Co., Ltd. (SMM), la Professeure Wu Xiaohua de l'École d'automobile et de transport de l'Université Xihua a partagé ses réflexions sur le thème « Analyse économique de l'utilisation de l'hydrogène dans les véhicules commerciaux à pile à combustible ». Elle a déclaré que la technologie de l'hydrogène joue un rôle crucial dans la transition vers des transports à faible émission de carbone, offrant une valeur unique. Elle présente des avantages significatifs en termes d'autonomie, de transport lourd, d'adaptabilité aux basses températures et de recharge rapide, avec des bénéfices économiques et environnementaux déjà visibles dans des scénarios tels que la logistique portuaire, le fret interurbain et les transports publics. Cependant, des défis tels que les coûts élevés de production, de stockage et de transport de l'hydrogène, un réseau d'infrastructures de recharge d'hydrogène incomplet et la nécessité d'améliorer le taux de localisation des technologies clés entravent actuellement sa compétitivité économique par rapport aux véhicules traditionnels à moteur à combustion interne et aux véhicules commerciaux électriques purs. Avec des percées dans la technologie de production d'hydrogène vert à grande échelle et la baisse continue des coûts des systèmes de piles à combustible, l'économie du cycle de vie des véhicules commerciaux à pile à combustible à hydrogène devrait connaître un bond en avant au cours des 5 à 10 prochaines années.
Analyse économique de l'utilisation de l'hydrogène dans les véhicules commerciaux à pile à combustible
La sécurité énergétique nationale et la stratégie de neutralité carbone exigent urgentement de nouvelles sources d'énergie
L'hydrogène est reconnu mondialement comme un vecteur clé pour la transition énergétique et un chemin important pour atteindre les objectifs de neutralité carbone. Les véhicules à pile à combustible, la forme la plus importante d'utilisation de l'hydrogène, sont inclus dans le plan national de développement de l'industrie de l'hydrogène.
L'hydrogène et les véhicules à énergie nouvelle sont des industries émergentes stratégiques dans la province du Sichuan et deviendront de nouveaux piliers du système industriel moderne du Sichuan.
La province du Sichuan est un grand producteur d'énergie propre en Chine, mais l'utilisation de l'énergie propre est insuffisante, ce qui en fait un défi scientifique majeur.
L'industrie de l'hydrogène et des véhicules à pile à combustible est une solution clé à ce problème. En particulier, l'adoption généralisée des véhicules commerciaux à pile à combustible jouera un rôle décisif pour résoudre ces problèmes.
En 2024, le pic de consommation et l'abandon de l'hydroélectricité dans la province du Sichuan ont dépassé dix milliards de kWh. Selon le plan de l'industrie de l'hydrogène, en se concentrant sur la technologie de conversion de l'hydroélectricité en hydrogène et en développant la technologie de conversion à grande échelle, le potentiel de production d'hydrogène renouvelable atteindra cinq cent mille tonnes par an, enrichissant considérablement les moyens d'intégration des ressources d'énergie renouvelable.
Le « Plan d'action de la province du Sichuan pour promouvoir davantage le développement et l'application de toute la chaîne de l'industrie de l'hydrogène (2024-2027) » (Chuan Ban Fa [2024] No. 48) exige de « développer davantage l'application des véhicules à pile à combustible à hydrogène ».
Les véhicules commerciaux en Chine représentent près de 75% du transport de marchandises, et leurs émissions de carbone représentent 77% des émissions de trafic routier.
Les piles à combustible à hydrogène, qui répondent aux besoins des applications lourdes et longue distance, sont un choix inévitable pour l'électrification des véhicules commerciaux.
Les applications de véhicules commerciaux sont principalement opérationnelles, rendant leur sensibilité à l'économie et à la durée de vie du système de propulsion très élevée.
Analyse des coûts des véhicules commerciaux à pile à combustible à hydrogène par rapport aux véhicules commerciaux à moteur à combustion interne et électriques purs
Lorsque le prix de l'hydrogène baisse à un niveau où ses coûts d'exploitation sont inférieurs à ceux du diesel ou des véhicules électriques purs, les véhicules à pile à combustible à hydrogène sont considérés comme ayant la base industrielle pour remplacer à grande échelle les véhicules existants, et le modèle d'exploitation commerciale à grande échelle des piles à combustible à hydrogène devient viable.
Lorsque le prix du carburant à hydrogène tombe en dessous de vingt yuans/kg, il aura une forte attractivité sur le marché final des véhicules commerciaux.
Actuellement, les défis de l'application à grande échelle des piles à combustible à hydrogène résident dans les coûts d'achat et d'utilisation élevés!!!
Coûts d'utilisation élevés
Structure du système de propulsion et gestion de l'énergie des véhicules commerciaux à pile à combustible à hydrogène
Surmonter les défis de contrôle pour maintenir une sortie optimale sous des charges complexes dans le système de propulsion afin d'atteindre une exploitation efficace du véhicule
(1) Technologie de gestion intelligente de l'énergie basée sur l'apprentissage par renforcement pour les systèmes de propulsion
Clarifier le mécanisme de consommation d'énergie dans des conditions d'exploitation complexes du véhicule.
Construire des modèles macro, méso et micro du système et des composants des véhicules commerciaux à pile à combustible à hydrogène pour des fins de contrôle.
Développer une méthode de conception de gestion intelligente de l'énergie basée sur l'apprentissage par renforcement pour les véhicules commerciaux à pile à combustible à hydrogène.
(2) Technologie de conception de paramètres de système de propulsion basée sur l'optimisation multi-objectif
Révéler le mécanisme de concurrence multi-objectif dans la conception de l'ajustement des paramètres du système de propulsion.
Proposer une méthode de sélection des paramètres du système de propulsion basée sur l'analyse de la théorie de Pareto et une méthode de résolution rapide globale basée sur l'optimisation convexe pour les systèmes de propulsion, abordant les défis de l'application de méthodes d'optimisation non linéaire complexe dans l'ingénierie pratique.
Développer un système de propulsion pour véhicules commerciaux à pile à combustible à hydrogène avec un ajustement optimal des paramètres des composants et des paramètres de contrôle.
(3) Technologie de prédiction de la dégradation de la durée de vie des piles à combustible embarquées basée sur les données
Extraire des paramètres caractéristiques de dégradation de la durée de vie pour les véhicules et les scénarios d'application de big data.
En tenant compte du mécanisme de comportement couplé des sources d'énergie, développer un modèle de prédiction de la durée de vie à court terme basé sur les données pour les piles à combustible embarquées.
Pour répondre aux besoins de contrôle et d'évaluation de performance à long terme des véhicules, développer un modèle de prédiction de la dégradation de la durée de vie à long terme pour les piles à combustible embarquées en utilisant le taux de perte relative de puissance comme indicateur de santé.
Surmonter les défis de tests précis de la performance du système de propulsion pour réaliser des tests précis et une évaluation quantitative
La puissance absorbée synthétique électromécanique dépasse six cent cinquante kilowatts, avec une erreur absolue de puissance de test ne dépassant pas trois virgule deux cinq kilowatts.
(1) Méthode de test et d'évaluation de la performance globale des systèmes de propulsion des véhicules commerciaux à pile à combustible à hydrogène
Système d'évaluation de la performance globale des systèmes de propulsion des bus à pile à combustible
Méthode d'évaluation quantitative : utiliser le processus hiérarchique analytique pour déterminer la matrice de coefficients d'évaluation subjective, la méthode de la variation des coefficients pour calculer le coefficient d'évaluation objective, et la théorie des jeux pour déterminer le poids combiné.
Construire un système d'évaluation de la performance globale pour les systèmes de propulsion des véhicules commerciaux à pile à combustible à hydrogène.
(2) Plateforme de test de performance à quatre états pour les systèmes de propulsion des véhicules commerciaux à pile à combustible à hydrogène
Véhicules commerciaux à pile à combustible à hydrogène - Opportunités et défis coexistent
Avantages : La technologie de l'hydrogène joue un rôle crucial dans la transition vers des transports à faible émission de carbone, offrant une valeur unique.
Elle présente des avantages significatifs en termes d'autonomie, de transport lourd, d'adaptabilité aux basses températures et de recharge rapide, avec des bénéfices économiques et environnementaux déjà visibles dans des scénarios tels que la logistique portuaire, le fret interurbain et les transports publics.
Défis : Les coûts élevés de production, de stockage et de transport de l'hydrogène, un réseau d'infrastructures de recharge d'hydrogène incomplet et la nécessité d'améliorer le taux de localisation des technologies clés entravent actuellement sa compétitivité économique par rapport aux véhicules traditionnels à moteur à combustion interne et aux véhicules commerciaux électriques purs.
Avec des percées dans la technologie de production d'hydrogène vert à grande échelle et la baisse continue des coûts des systèmes de piles à combustible, l'économie du cycle de vie des véhicules commerciaux à pile à combustible à hydrogène devrait connaître un bond en avant au cours des 5 à 10 prochaines années.
Cliquez pour voir le rapport spécial sur l'Exposition industrielle de l'énergie nouvelle 2025 (10e édition)
