Chaque matin, dans une installation de transport en commun à Canton, dans l'Ohio, plus d'une douzaine de bus s'arrêtent à une station-service avant de se déployer sur leurs itinéraires dans cette ville au sud de Cleveland.

Les bus, fabriqués par El Dorado National et appartenant à la Stark Area Regional Transit Authority, ressemblent à tous les autres. Pourtant, collectivement, ils reflètent la fine pointe d'une technologie qui pourrait jouer un rôle clé dans la production de transports interurbains plus propres. Au lieu de carburant diesel polluant, un quart des bus de l'agence fonctionnent à l'hydrogène. Ils n'émettent que de la vapeur d'eau inoffensive.

L'hydrogène, l'élément le plus abondant dans l'univers, est de plus en plus considéré, avec les véhicules électriques, comme un moyen de ralentir l'impact environnemental destructeur des 1,2 milliard de véhicules de la planète, dont la plupart brûlent de l'essence et du carburant diesel. Les fabricants de gros camions et de véhicules utilitaires commencent à adopter les technologies des piles à combustible à hydrogène comme voie à suivre. Il en va de même pour les fabricants d'avions, de trains et de véhicules de tourisme.

Le transport est le principal contributeur américain au changement climatique, c'est pourquoi l'énergie hydrogène, à long terme, est considérée comme un moyen potentiellement important de contribuer à réduire les émissions de carbone.

Certes, l'hydrogène reste loin d'être une solution magique. Pour l'instant, l'hydrogène produit chaque année dans le monde, principalement pour les raffineries et la fabrication d'engrais, est fabriqué à partir de gaz naturel ou de charbon. Ce processus pollue l'air, réchauffant la planète au lieu de la sauver. En effet, une nouvelle étude menée par des chercheurs des universités de Cornell et de Stanford a révélé que la majeure partie de la production d'hydrogène émet du dioxyde de carbone, ce qui signifie que le transport à l'hydrogène ne peut pas encore être considéré comme une énergie propre.

Pourtant, les partisans du transport à hydrogène affirment qu'à long terme, la production d'hydrogène est destinée à devenir plus sûre pour l'environnement. Ils envisagent une utilisation croissante de l'électricité provenant de l'énergie éolienne et solaire, qui peut séparer l'hydrogène et l'oxygène dans l'eau. À mesure que ces formes d'énergie renouvelables sont de plus en plus utilisées, la production d'hydrogène devrait devenir un processus plus propre et moins coûteux.

D'ici trois ans, General Motors, Navistar et la société de camionnage J.B. Hunt prévoient de construire des stations-service et de faire fonctionner des camions à hydrogène sur plusieurs autoroutes américaines. Toyota, Kenworth et le port de Los Angeles ont commencé à tester des camions à hydrogène pour transporter des marchandises des navires aux entrepôts.

Volvo Trucks, Daimler Trucks AG et d'autres constructeurs ont également annoncé des partenariats. Les entreprises espèrent commercialiser leurs recherches en proposant des camions zéro émission qui permettent d'économiser de l'argent et de respecter des réglementations plus strictes en matière de pollution.

En Allemagne, un train à hydrogène a commencé à fonctionner en 2018, et d'autres sont à venir. La société française Airbus, le plus grand constructeur d'avions de ligne au monde, envisage également l'hydrogène.

"C'est à peu près ce que j'ai vu nous rapprocher de ce véritable tournant", a déclaré Shawn Litster, professeur de génie mécanique à l'Université Carnegie Mellon, qui étudie les piles à combustible à hydrogène depuis près de deux décennies.

L'hydrogène a longtemps été une matière première pour la production d'engrais, d'acier, de pétrole, de béton et de produits chimiques. Il fait également fonctionner des véhicules depuis des années :environ 35 000 chariots élévateurs aux États-Unis, soit environ 4 % du total national, sont alimentés à l'hydrogène. Its eventual use on roadways, to haul heavy loads of cargo, could begin to replace diesel-burning polluters.

No one knows when, or even whether, hydrogen will be adopted for widespread use. Craig Scott, Toyota's head of advanced technology in North America, says the company is perhaps two years from having a hydrogen truck ready for sale. Building more fueling stations will be crucial to widespread adoption.

Kirt Conrad, CEO of Canton's transit authority since 2009, says other transit systems have shown so much interest in the technology that SARTA takes its buses around the country for demonstrations. Canton's system, which bought its first three hydrogen buses in 2016, has since added 11. It's also built a fueling station. Two California transit systems, in Oakland and Riverside County, have hydrogen buses in their fleets.

"We've demonstrated that our buses are reliable and cost-efficient, and as a result, we're breaking down barriers that have slowed wider adoption of the technology," Conrad said.

The test at the Port of Los Angeles started in April, when the first of five semis with Toyota hydrogen powertrains began hauling freight to warehouses in Ontario, California, about 60 miles away. The $82.5 million public-private project eventually will have 10 semis.

Hydrogen fuel is included in President Joe Biden's plans to cut emissions in half by 2030. The infrastructure bill the Senate approved passed this week includes $9 billion for research to reduce the cost of making clean hydrogen, and for regional hydrogen manufacturing hubs.

The long-haul trucking industry appears to be the best bet for early adoption of hydrogen. Fuel cells, which convert hydrogen gas into electricity, provide a longer range than battery-electric trucks, fare better in cold weather and can be refueled much faster than electric batteries can be recharged. Proponents say the short refueling time for hydrogen vehicles gives them an edge over electric vehicles for use in taxis or delivery trucks, which are in constant use.

That advantage was important for London-based Green Tomato Cars, which uses 60 hydrogen fuel cell-powered Toyota Mirai cars in its 500-car zero emission fleet to transport corporate customers. Co-founder Jonny Goldstone said his drivers can travel over 300 miles (500 kilometers) on a tank and refuel in three minutes.

Because drivers' earnings depend on fares, Goldstone said, "if they have to spend 40, 50 minutes, an hour, two hours plugging a car in in in the middle of the working day, that for them is just not acceptable."

For now, Green Tomato is among the largest operators of hydrogen vehicles in what is still a tiny market in Europe, with about 2,000 fuel cell cars, garbage trucks and delivery vans on the roads.

About 7,500 hydrogen fuel cell cars are on the road in the U.S., mostly in California. Toyota, Honda and Hyundai produce the cars, which are priced thousands more than gasoline-powered vehicles. California has 45 public fueling stations, with more planned or under construction.

Unlike with buses and heavy trucks, experts say the future of passenger vehicles in the U.S. lies mainly with electric battery power, not hydrogen. Fully electric vehicles can travel farther than most people need to go on a relatively small battery.

And for now, hydrogen production is adding to rather than reducing pollution. The world produces about 75 million tons a year, most of it in a carbon emission-creating processes involving steam reformation of natural gas. China uses higher-polluting coal.

So-called "blue" hydrogen, made from natural gas, requires an additional step. Carbon dioxide emitted in the process is sent below the earth's surface for storage. The Cornell and Stanford study found that manufacturing blue hydrogen emitted 20% more carbon than burning natural gas or coal for heat.

That's why industry researchers are focused on electrolysis, which uses electricity to separate hydrogen and oxygen in water. Hydrogen mixes with oxygen in a vehicle's fuel cell to produce power. The amount of electricity generated by wind and solar is growing worldwide, making electrolysis cleaner and cheaper, said Joe Cargnelli, director of hydrogen technologies for Cummins, which makes electrolyzers and fuel cell power systems.

Currently, it costs more to make a hydrogen truck and produce the fuel than to put a diesel-powered truck on the road. Hydrogen costs about $13 per kilogram in California, and 1 kilogram can deliver slightly more energy than a gallon of diesel fuel. By contrast, diesel fuel is only about $3.25 per gallon in the U.S.

But experts say that disparity will narrow.

"As they scale up the technology for production, the hydrogen should come down," said Carnegie Mellon's Litster.

While a diesel semi can cost around $150,000 depending on how it's equipped, it's unclear how much fuel cell trucks would cost. Nikola, a startup electric and hydrogen fuel cell truck maker, estimated last year that it would receive about $235,000 for each hydrogen semi it sells.

Clean electricity might eventually be used to make and store hydrogen at a rail yard, where it could refuel locomotives and semis, all with zero emissions.

Cummins foresees the widespread use of hydrogen in the U.S. by 2030, sped by stricter diesel emissions regulations and government zero-emissions vehicle requirements. Already, Europe has set ambitious green hydrogen targets designed to accelerate its use.

"That's just going to blow the market open and kind of drive it," Cargnelli said. "Then you'll see other places like North America kind of follow suit."