Externalités du cycle de vie et coûts d’atténuation de l’électrification des transports publics avec des bus à pile à combustible et des bus électriques à batterie dans la ville de Putrajaya

Des bus urbains plus propres et pourquoi cela compte

Les bus urbains ne sont peut‑être pas glamour, mais ce sont des piliers de la vie citadine. Parce qu’ils circulent toute la journée dans des rues encombrées, la façon dont on les alimente a un fort impact sur la qualité de l’air, la pollution climatique et les budgets publics. Cette étude pose une question simple aux conséquences importantes pour des villes malaisiennes comme Putrajaya : les flottes futures devraient‑elles fonctionner sur batteries ou sur piles à combustible hydrogène ? En suivant à la fois les impacts environnementaux et les coûts à long terme de la production à la mise au rebut, les auteurs montrent quelle option apporte le plus d’avantage climatique pour chaque ringgit dépensé.

Deux chemins différents vers des bus plus propres

La recherche compare les bus électriques à batterie, qui stockent l’énergie dans de grandes batteries embarquées, et les bus électriques à pile à combustible, qui produisent de l’électricité à partir d’hydrogène stocké dans des réservoirs pressurisés. Les deux éliminent les émissions d’échappement dans les rues, mais leurs empreintes cachées diffèrent. Pour les bus à pile à combustible, émissions et coûts se déplacent le long de toute la filière hydrogène : production d’hydrogène à partir de gaz naturel, d’électricité solaire ou de biomasse, transport par camion et compression dans les stations‑service. Pour les bus à batterie, les impacts proviennent surtout de l’électricité utilisée pour les recharger et de la fabrication et du remplacement des lourds packs de batteries lithium‑ion.

Suivre les impacts du berceau à la tombe

Pour comparer équitablement, les auteurs utilisent une approche du cycle de vie qui inclut la fabrication des bus, l’expédition de la Chine vers la Malaisie, quinze ans d’exploitation sur les sept lignes urbaines de Putrajaya et le recyclage en fin de vie. Ils simulent des profils de conduite réels à partir de données GPS pour estimer la consommation d’énergie au lieu de se fier à des moyennes approximatives. Pour les piles à combustible, ils testent plusieurs sources d’hydrogène disponibles ou plausibles en Malaisie : reformage du gaz naturel conventionnel, le même procédé avec capture du carbone, l’électrolyse alimentée par solaire, la gazéification des résidus de palmiers à huile, et une méthode émergente qui convertit le biométhane en hydrogène et en carbone solide sur site au dépôt.

Que disent les chiffres sur la pollution

Sur presque toutes les mesures environnementales, les bus à batterie performent le mieux. Sur l’ensemble de leur cycle de vie, ils émettent environ 58 kilogrammes de dioxyde de carbone par 100 kilomètres sur le réseau électrique malaisien actuel, encore largement fossile, bien en deçà du meilleur scénario de pile à combustible à environ 121 kilogrammes. Les bus à pile à combustible présentent un meilleur bilan lorsque l’hydrogène est produit à partir d’énergie solaire ou de résidus de palme, mais ils portent toujours des charges supplémentaires comme les particules fines issues de la gazéification de la biomasse ou le matériel solaire à forte intensité métallique. Lorsque tous les types de dommages sont convertis en une valeur monétaire approximative, les bus à batterie affichent le « prix » environnemental le plus bas, autour de 830 000 dollars américains de coûts externes sur la durée de vie d’un bus, tandis que toutes les options à pile à combustible sont plus élevées.

Que disent les chiffres sur les coûts

L’étude additionne aussi tout ce qu’un exploitant paierait réellement sur quinze ans, y compris les bus eux‑mêmes, les stations de recharge ou de ravitaillement, l’électricité ou l’hydrogène, et le remplacement des batteries ou des piles à combustible. Les bus à batterie s’avèrent clairement moins coûteux, avec un coût total de possession d’environ 8,9 millions de dollars pour la flotte de Putrajaya, soit approximativement 53 dollars par 100 kilomètres et par bus. Le meilleur cas pour les piles à combustible, avec production d’hydrogène sur site à partir de biométhane, coûte néanmoins autour de 21,6 millions de dollars, principalement parce que la production et la livraison d’hydrogène sont coûteuses. Lorsque les coûts sont rapportés à la quantité de pollution climatique évitée par rapport aux bus diesel, les bus à batterie réduisent les émissions pour environ 0,39 dollar par kilogramme de dioxyde de carbone, tandis que les options à pile à combustible sont plusieurs fois plus onéreuses par unité de bénéfice.

Ce que cela signifie pour les déplacements urbains futurs

Pour les conditions actuelles à Putrajaya et dans des villes malaisiennes similaires, le message est clair : les bus électriques à batterie offrent plus d’avantages climatiques et environnementaux pour moins d’argent que les bus à pile à combustible. Cela ne signifie pas que les bus à hydrogène sont inutiles ; ils pourraient encore jouer un rôle plus tard, notamment sur des lignes plus longues ou pour aider à lancer une filière nationale de l’hydrogène. Mais comme première étape pratique pour assainir les transports urbains et optimiser des fonds climatiques limités, l’étude suggère que les planificateurs devraient se concentrer sur les bus à batterie, tout en continuant d’améliorer les filières d’approvisionnement en hydrogène afin que les bus à pile à combustible puissent devenir plus compétitifs à l’avenir.

Citation: Chong, J.W., Hanafiah, M.M. Life cycle externalities and abatement costs of public transport electrification using fuel cell and battery electric buses in Putrajaya city. Sci Rep 16, 15312 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46665-w

Mots-clés: bus électriques à batterie, bus à pile à combustible hydrogène, transports publics, évaluation du cycle de vie, émissions de gaz à effet de serre