[Scoop!] Interview exclusive de Hirose Katsuhiko, père de Toyota Mirai par Hybrid Life

[parkerbol]

Nous étions invités au salon de Genève 2015 par Toyota dans l'optique d'avoir une entrevue avec Hirose Katsuhiko, père de l’hydrogène chez Toyota. A ce sujet, nous vous avions proposé de nous soumettre vos questions : [Evènement] - HybridLife à la rencontre des experts Toyota au salon de Genève: dites nous vos questions! | Hybrid Life : Forum Automobile Hybride et nous avons en moins de 12 minutes tenté de les poser à Hirose-san.



C'est notre première entrevue vidéo, aussi, nous espérons que vous nous pardonnerez les quelques erreurs propres aux débutants (mais passionnés), d'autant que quand nous avions su qu'il acceptait l'entrevue, nous avions déballé tout notre matériel et commencé les questions en moins de 2 min. Heureusement, au niveau son, nous avons fait le bon choix !

Dans l'absolu nous avons gardé l'intégralité de l'entrevue (ça fait moins pro c'est sûr), même si nous avons travaillé sur 2 montages, afin de garder l'esprit de l'entrevue et la redondance de certaines questions.
Le sous-titrage en anglais est disponible et a été réalisé par l'équipe @frg62 , @Hortevin et @parkerbol.
La version française est disponible en sous-titre.

Un grand merci à Magnetik pour l'intro et la signature audio d'Hybrid Life.

 

[patrick64]

Merci pou ce reportage, j'attends avec impatience la traduction Française.

 

[parkerbol]

C'est fait, tu peux aussi regarder avec les sous-titres en français

 

[patrick64]

Merci. Je viens d'entendre à la radio que Toyota France se donne dix ans pour déployer le réseau de distribution d'hydrogène chez nous.

 

[hirooekimae]

Très intéressant.
Ça ne donne pas beaucoup d'espoir pour la diffusion de la Mirai en France, mais ça répond à quelques arguments des anti-hydrogène

 

[parkerbol]

Retranscription



Q1: Bonjour Mr. Hirose, j’aimerai savoir, à part la capacité de faire un plein rapide, quels sont les avantages majeurs de la voiture à pile à combustible, par rapport à une voiture électrique à charge rapide et autonomie élevée telle que la Tesla ?

Je pense que la voiture à pile à combustible est un pur véhicule électrique, qui se recharge en 3 minutes et avec 500Km d’autonomie….donc…nous ne sommes pas en train d’argumenter qui est le gagnant entre la voiture électrique et la voiture à pile à combustible.
Nous pensons que les deux sont nécessaires.

Avec la voiture à pile à combustible, vous pouvez vous rendre dans une station dédiée, charger en 3 minutes, repartir immédiatement après.

Mais avec un véhicule électrique, vous avez besoin d’une énorme puissance pour recharger rapidement.
Si vous utilisez une batterie de 50 kWh, avec une chargeur de 50kW, il vous faudra une heure pour la recharger complètement. Mais pour la recharger en moins de 6 minutes, il faudra disposer d'une puissance de 500 kW.
Vous pouvez imaginer les difficultés techniques que pose la réalisation d'une infrastructure capable de faire passer 500kW dans un câble !

Q2: OK et mis à part les problèmes de confort, d'autres considérations (telles que les infrastructures par exemple) ont-elles poussé Toyota à investir dans la technologie des piles à combustible ? Peut-être parce qu’il est plus difficile de développer une infrastructure de recharge pour les véhicules électriques ?

Je pense que le choix de l’infrastructure est un choix de société… de même que le choix de l’énergie à utiliser. C’est à la communauté que revient de choisir quelle énergie utiliser, et nous, Toyota, nous proposerons des options qui permettront à celle-ci de réduire les émissions de CO2, à l'aide de véhicules utilisant des batteries.
Nous ne choisissons pas entre le système électrique pur, et celui comportant une pile à combustible. Nous pensons que les deux sont nécessaires pour développer une environnement dans lequel on émet peu de CO2.

Q2 bis: Mais certains personnes peuvent penser que les voitures électriques sont suffisantes pour assurer un futur sans pétrole, parce que l'on a estimé que, du puits à la roue, la technologie de la pile à combustible présente un rendement de seulement 40 à 50%, alors qu'avec les voitures électriques, on peut atteindre 80%, donc…)

C’est le raisonnement de personnes qui présupposent que le seul point de départ est l'électricité.
Si l'on considère les nombreuses autres sources d’énergie disponibles, on réalise que l’hydrogène pour pile à combustible peut être produite à partir de déchets, de l’émanation des roches* [soilage] ou de la biomasse. Si on considère toutes ces sources, le véhicule électrique n’est pas le gagnant au niveau du rendement. Il faut prendre en compte toutes les sources d'énergie pour sortir de la civilisation du pétrole.
Et nous ne remettons donc pas en cause le très bon rendement du véhicule électrique pur… tant qu'il est chargé à partir d’électricité déjà créée.
Mais si on prend en considération l’efficacité du processus servant à générer cette électricité, la voiture électrique n'est pas le gagnant.

Remarque de frg62 :
Soil : http://www.univ-paris-diderot.fr/DocumentsLabos/126H/File/TH5_flux_H2.pdf

Q3 : Et que pensez-vous des autres technologies, comme par exemple la combinaison aluminium-air ? Quels sont les avantages de la pile à hydrogène, comparée à l'aluminium-air ?

Aluminium… Vous parlez de la batterie qui l'utilise ?

Oui !

Il faut comprendre les lois de la physique : dans la pile à hydrogène, il ne faut arracher qu'un seul électron par atome d'hydrogène, ce qui 'est assez facile.
Par contre, dans une batterie lithium-air ou aluminium-air, il faut arracher deux électrons par atome, ce qui est beaucoup plus compliqué.
Le niveau d'énergie nécessaire à la réaction est là beaucoup plus élevé que dans les batteries que nous utilisons actuellement.
Si l'on mesure le rendement de ces nouveaux types de batteries, on réalisera qu'il est fort différent (= inférieur) de celui de nos batteries actuelles, qui sont, elles, faciles à gérer.

Note de frg62 :
Dans la pile aluminium-air, c'est 3 électrons par atome d'aluminium, voir :
Batterie aluminium-air — Wikipédia
Dans la lithium-air, ce n'est qu'un électron par atome de lithium, mais il y a 2 réactions en cascade, avec 2 atomes de lithium différent, donc finalement production de 2 électrons, voir :
http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium%E2%80%93air_battery

On peut néanmoins comprendre que la double réaction peut s'avérer plus difficile à mettre en œuvre, alors que pour l'hydrogène, c'est vraiment très facile.

En tant que physicien, je suis à l’origine un physicien…
Une énorme avancée est en train de se produire actuellement au niveau de la technologie des batteries.
Mais quand je me place du point de vue de l'ingénieur, je réalise que le chemin est encore long avant d'arriver à un résultat applicable en pratique.

Q4 : OK vous pensez développer les pile à combustible hydrogène pour les camions utilitaires ?

Oh oui. Nous ne pouvons pas adapter à l'électricité à toute la gamme des véhicules de transport, depuis la voiturette jusqu'au semi-remorque, parce qu'avec un grand camion, on a besoin d’une batterie énorme, et les camions sont fait pour transporter des marchandises et non des batteries. Donc la propulsion électrique pure n’est pas applicable aux grands véhicules de transport, par contre la pile à combustible a ce potentiel.

Q5: Et Toyota planifie d’aller vers cette direction ?

Nous sommes en train de travailler avec Hino (NDLR : marque du groupe Toyota spécialisé en camion et bus).
Nous finalisons un bus qui sera disponible 2016 et nous envisageons d'employer plus largement la pile à combustible dans le futur.

Q6: J’ai une question : vous pensez que les composants de Mirai seront utilisés sur la P4 ?

C’est à dire? (NDLR : Non il n’a pas compris ce que c’est : P4 !)

Est-ce que des composants de Mirai seront utilisés sur la prochaine Prius, comme par exemple la batterie auxiliaire (NDLR : HV en fait) ou le moteur électrique.

Désolé je ne peux pas discuter des produits qui vont sortir. (NDLR : FAIL!)

Q7: OK. Et concernant les infrastructures en France pour la Mirai ? Pensez-vous que la Mirai sera bientôt disponible en France, ou bien l'infrastructure (ou plutôt son le manque d'infrastructure) posera-t-elle un problème ?

Notre politique fondamentale c’est de fournir un véhicule là où les infrastructures sont disponibles et là où il y a les clients sont [intéressés].
Et donc c'est la division Marketing qui établit où le véhicule sera commercialisé.

Q8: Quelle est la durée de vie des composants du système pile à combustible ?

Difficile d’anticiper aujourd’hui. Mais nous ne pouvons pas nous permettre de délivrer un véhicule dont la durée de vie est inférieure à ce qu’on attend d’une voiture Toyota.
Donc nous pensons qu'aucun remplacement de pièce ou de composant ne sera nécessaire pendant plusieurs années.

Q9: Avez-vous testé le véhicule ? Sur combien de milliers de kilomètres ?

Oui. Nous avons accumulé des million de km de tests, mais nous ne pouvons pas tout prévoir (rire). Et c’est pour ça que nous commençons de façon graduelle.

Q10: Beaucoup se demandent si les composants en platine devront être remplacés ?

Non le même argument a été utilisé dans les années 90 quand il a fallu installer des catalyseurs pour satisfaire aux nouvelles normes sur les émissions des voitures. A l’époque, on a prétendu qu’on allait épuiser toutes les ressources en platine de la planète, pour satisfaire uniquement aux normes en Californie.

Il n'en a rien été.

Il est vrai que toutes les voitures à pile à combustible utilisent une énorme quantité de platine : 100g par véhicule.
Nous allons diminuer cette quantité dans le futur et notre objectif est d’atteindre la même quantité qu’un catalyseur diesel dans un futur proche.
Donc nous ne pensons pas que la quantité de platine nécessaire sera un élément qui arrêtera le développement de voiture à pile à combustible.

Q11: Alors quel est étape suivante de Toyota dans le domaine de la voiture à pile à combustible ?

Au minimum, nous souhaitons que les gens l’essaient !
Ensuite nous sommes déjà en train de travailler sur les améliorations de la prochaine génération, voir celle d’après.

Q12: Vous travaillez plutôt sur le prix, ou sur l’autonomie ?

Les deux. Bien sûr, l’autonomie n’est pas un réel problème aujourd’hui, avec 500Km.

Oui c'est suffisant.

Bien sûr, nous voudrions rendre la vie de nos clients plus facile, et nous voudrions démocratiser davantage cette voiture. C’est ce que nous faisons.

Merci beaucoup.

 

[Toyanto]

Vraiment interessant l'interview, et ça fait que confirmer ce que je pense... Au lieu de débattre lequel est mieux entre le VE et la PAC, il faut utiliser les deux... Merci encore pour le partage et le travail qui a été fait.

 

[Hortevin]

Q2 bis: Mais certains personnes peuvent penser que les voitures électriques sont suffisantes pour assurer un futur sans pétrole, parce que l'on a estimé que, du puits à la roue, la technologie de la pile à combustible présente un rendement de seulement 40 à 50%, alors qu'avec les voitures électriques, on peut atteindre 80%, donc…)

C’est le raisonnement de personnes qui présupposent que le seul point de départ est l'électricité.
Si l'on considère les nombreuses autres sources d’énergie disponibles, on réalise que l’hydrogène pour pile à combustible peut être produite à partir de déchets, de l’émanation des roches* [soilage] ou de la biomasse. Si on considère toutes ces sources, le véhicule électrique n’est pas le gagnant au niveau du rendement. Il faut prendre en compte toutes les sources d'énergie pour sortir de la civilisation du pétrole.
Et nous ne remettons donc pas en cause le très bon rendement du véhicule électrique pur… tant qu'il est chargé à partir d’électricité déjà créée.
Mais si on prend en considération l’efficacité du processus servant à générer cette électricité, la voiture électrique n'est pas le gagnant.

J'ai trouvé un passage fort intéressant qui évalue le coût de production d'hydrogène:
(source: Hydrogen economy - Wikipedia, the free encyclopedia)

Different production methods each have differing associated investment and marginal costs. The energy and feedstock could originate from a multitude of sources i.e. natural gas, nuclear, solar, wind, biomass, coal, other fossil fuels, and geothermal.

Natural Gas at Small Scale
Uses steam reformation. Requires 15.9 million cubic feet (450,000 m3) of gas, which, if produced by small 500 kg/day reformers at the point of dispensing (i.e., the filling station), would equate to 777,000 reformers costing $1 trillion and producing 150 million tons of hydrogen gas annually. Obviates the need for distribution infrastructure dedicated to hydrogen. $3.00 per GGE (Gallons of Gasoline Equivalent)
Nuclear
Provides energy for electrolysis of water. Would require 240,000 tons of unenriched uranium — that's 2,000 600-megawatt power plants, which would cost $840 billion, or about $2.50 per GGE.[82]
Solar
Provides energy for electrolysis of water. Would require 2,500 kWh of sun per square meter, 113 million 40-kilowatt systems, which would cost $22 trillion, or about $9.50 per GGE.
Wind
Provides energy for electrolysis of water. At 7 meters per second average wind speed, it would require 1 million 2-MW wind turbines, which would cost $3 trillion, or about $3.00 per GGE.
Biomass
Gasification plants would produce gas with steam reformation. 1.5 billion tons of dry biomass, 3,300 plants which would require 113.4 million acres (460,000 km²) of farm to produce the biomass. $565 billion in cost, or about $1.90 per GGE
Coal
FutureGen plants use coal gasification then steam reformation. Requires 1 billion tons of coal or about 1,000 275-megawatt plants with a cost of about $500 billion, or about $1 per GGE.

On voit que les solutions utilisant l'électrolyse de l'eau ne sont pas des bonnes solutions pour produire à bas coût l'hydrogène.
Je pense que le Japon va davantage s'orienter vers la bio-masse?