Mais les problèmes doivent être surmontés pour accélérer le changement et cimenter les avantages climatiques.
Pour le sport automobile de Formule E, la saison de course 2020-21 a été une transformation. Sept ans après la première course des monoplaces électriques, la Formule E a obtenu le statut élevé de «championnat» dont jouissent la Formule 1, le World Endurance, le World Rally et le World Rallycross.
Puis vint l’embarras, la « catastrophe absolue », lors de l’E-Prix de Valence en avril qui suivit des courses mouvementées en Arabie Saoudite et à Rome. Dans une catégorie aux règles déconcertantes en matière de consommation d’énergie, la Grande Finale de Valence est devenue chaotique lorsque cinq apparitions de la voiture de sécurité ont forcé un tour supplémentaire et que les coureurs n’avaient pas la charge de la batterie pour concourir à grande vitesse. Seuls neuf des 24 qualifiés ont terminé légitimement et trois de ces pilotes ont rampé jusqu’à l’arrivée. Trois autres voitures se sont immobilisées au milieu du dernier tour lorsqu’elles ont manqué de charge tandis que cinq autres ont été disqualifiées pour avoir dépassé les limites d’énergie pour terminer.
Ne vous laissez pas décourager par les voitures électriques, car un événement présentant l’option de conduite sans émissions a mis en évidence certains des défis qui freinent le passage aux voitures vertes. Dans les décennies à venir, les véhicules électriques sont sur le point de devenir si fiables qu’ils se vendront mieux que les voitures propulsées par des combustibles fossiles. La course est lancée pour passer aux voitures dans lesquelles un moteur électrique, une batterie et une boîte de vitesses à une vitesse remplacent un moteur à combustion interne, un radiateur, un réservoir de carburant et une transmission et un embrayage à plusieurs vitesses, car les véhicules à combustibles fossiles représentent environ 10 % de la serre mondiale. -les émissions de gaz à l’origine du changement climatique.
Les gouvernements du monde entier encouragent ou rendent obligatoire le changement. En avril, 20 pays et 70 autorités infranationales avaient annoncé des véhicules 100% zéro émission ou l’élimination progressive des voitures conventionnelles d’ici 2050. Les États-Unis envisagent des crédits d’impôt pour stimuler les ventes d’électricité, ont décrété de n’acheter que de l’électricité et ont l’intention augmenter le nombre de bornes de recharge à 500 000 d’ici 2030 (bien que les propriétaires chargent principalement les voitures à la maison ou au travail). La Chine, aujourd’hui responsable d’environ 27 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre (plus que les pays de l’OCDE réunis), consacre de l’argent aux voitures vertes depuis plus d’une décennie.
Les constructeurs automobiles ont promis au moins 300 milliards de dollars pour passer à l’électrique. General Motors cessera de fabriquer des véhicules à essence d’ici 2035. Volvo a fixé à 2030 l’échéance pour être entièrement électrique. La première Lamborghini entièrement électrique arrivera plus tard cette décennie. Tesla Motors, qui a lancé la Model S en 2012, est le leader des entreprises créées pour construire électrique. Parmi les autres, le chinois Nio. Les acheteurs du monde entier peuvent aujourd’hui choisir parmi environ 500 modèles écologiques.
Mais il y a des problèmes qui doivent être résolus pour accélérer le passage à l’électrique. La première est que les batteries ont des limites de puissance, donc de distance. Mais les améliorations apportées aux batteries devraient surmonter ce handicap avant trop longtemps. Un autre est que l’infrastructure pour assurer la recharge à l’échelle du pays doit être construite – elle le sera. Un autre obstacle à surmonter est que si les véhicules électriques sont plus simples à fabriquer car ils ont moins de pièces, une batterie de la taille de la banquette arrière rend les voitures plus chères à produire. Le prix 60 % plus élevé en moyenne ralentit les ventes même si les propriétaires de voitures électriques économisent de l’argent sur les coûts énergétiques (jusqu’à 70 %) et l’entretien (les voitures électriques n’ont que 20 pièces mobiles contre environ 2 000 pour les véhicules à combustible fossile). Bloomberg New Energy Finance prédit que d’ici 2040, environ 58% des ventes mondiales de véhicules neufs seront électriques, contre environ 3% actuellement. Un tel résultat signifierait que dans 19 ans, environ 31 % des 1,5 milliard de véhicules dans le monde seraient électriques. Le changement pourrait bien être plus rapide.
Un autre défi est que même si les voitures vertes n’émettent aucune pollution locale, leurs avantages environnementaux sont assortis de mises en garde. Le premier est que la production de l’électricité dont ils ont besoin pour se recharger produit des émissions, dont le niveau varie selon le mode et l’endroit où l’électricité est produite. Mais les émissions provenant de la production d’électricité diminueront avec le temps à mesure que les réseaux deviendront davantage basés sur les énergies renouvelables. Une deuxième qualification est que les batteries rendent les véhicules électriques plus polluants à fabriquer. Une partie de l’explication est que les matières premières nécessaires aux cellules de batterie, en particulier le cobalt, le lithium et les éléments des terres rares (qui ne sont pas rares), dégagent des émissions lors de la fusion nécessaire pour les extraire du minerai. (Une autre pourrait être que les batteries sont un défi à recycler.) En 2019, l’institut allemand IFO a perturbé la poussée du pays vers l’électromobilité lorsqu’il a découvert qu’une Tesla Model 3 sur une durée de vie supposée de 150 000 kilomètres aurait une empreinte carbone de 10 à 25 % plus importante. qu’une Mercedes conventionnelle de taille similaire. La conclusion, cependant, était que le réseau allemand produisait 45 % de son électricité à partir de combustibles fossiles. Alors que l’Allemagne s’apprête à réduire ses émissions de 65% d’ici 2030 et à devenir neutre en gaz à effet de serre d’ici 2045, Tesla deviendra l’option la plus verte. D’autres études plus récentes indiquent que les voitures vertes sont déjà plus vertes jusqu’à 50 %.
Le passage à l’électrique, il faut le reconnaître, a des coûts sociaux. La voiture électrique typique nécessite six fois plus d’apports minéraux que ses homologues à combustible fossile en poids, et obtenir le triple du nombre de matières premières peut être problématique. (C’est 200 kilos de cuivre, de cobalt, de graphite, de lithium, de manganèse et de nickel dans une voiture électrique contre environ 30 kilos de cuivre et de manganèse dans les voitures conventionnelles.) Un coût social notable est que plus de 60% de l’approvisionnement mondial en cobalt provient de la République démocratique du Congo, où des enfants tombent malades et meurent dans l’exploitation minière pour 2 dollars américains par jour pour obtenir le minerai – bien que les entreprises occidentales cherchent à améliorer les conditions. Un autre effet secondaire possible est que la sécurisation de l’approvisionnement en ingrédients clés pour les batteries, situés dans beaucoup moins de pays que le pétrole, pourrait accroître les tensions entre l’Occident et la Chine. Le souci est que la Chine produit environ 70% des éléments de terres rares du monde parce que d’autres pays évitent d’héberger un raffinage aussi sale.
Les voitures électriques sont actuellement plus un achat de luxe en raison de leur prix plus élevé. Mais déjà 30% des ventes mondiales de cyclomoteurs, scooters et motos sont électriques car le différentiel de prix par rapport aux équivalents essence est plus faible. Les ventes de voitures évolueront de la même manière si l’écart de prix par rapport à l’énergie fossile est éliminé comme prévu cette décennie, car les batteries deviennent moins chères et les réseaux plus écologiques consacrent les avantages climatiques de l’électricité. L’arrivée en mai du nouveau F-150 électrique de Ford qui, grâce à des subventions qui rendent le camion le plus populaire des États-Unis moins cher que les équivalents essence, laisse entendre que le point de basculement en faveur de l’électrique arrive bientôt. Des trois tendances futures en matière de conduite vantées – à savoir, l’autopartage qui rend la propriété redondante, la conduite entièrement autonome et les véhicules électriques – un monde de voitures vertes est la plus crédible.
Certes, davantage de progrès dans l’économie de carburant des combustibles fossiles saperaient le cas des véhicules électriques. (L’économie de carburant moyenne pour les voitures a doublé de 1975 à 2018.) Un passage à mi-chemin vers les hybrides pourrait ralentir le passage au tout électrique tandis que des sauts inattendus dans l’énergie à hydrogène pourraient rendre les voitures électriques dépassées. Les gouvernements pourraient annuler les subventions vertes pour redresser leurs finances (d’autant plus que certains perdront des revenus de l’accise sur le carburant). Tout retard dans l’amélioration de la batterie ralentirait le changement. L’interdiction des voitures conventionnelles pourrait avoir des ratés si les masses ne peuvent pas se permettre l’électricité. Les ventes de véhicules électriques pourraient décevoir si les gens adoptent une mentalité selon laquelle les voitures vertes seront moins chères et meilleures en termes de distance dans quelques années.
Bien que le rythme du changement soit discutable, les avantages climatiques et les arguments économiques en faveur du passage à l’électricité ne feront que s’améliorer. Le monde des voitures électriques arrive. Mis à part les débâcles de l’E-Prix de Valence, la percée dans le grand public devrait s’avérer aussi transparente que le passage du manuel à l’automatique.
Les piles sont essentielles
Vers 1832, l’écossais Robert Anderson a construit la première voiture électrique « brute ». Dans les années 1870, les voitures électriques étaient devenues « pratiques ». Vers 1890, William Morrison de l’Iowa a construit le premier véhicule électrique «à succès» aux États-Unis. En 1901, Ferdinand Porsche crée la première voiture hybride essence-électrique au monde. Au cours de la décennie précédant la Première Guerre mondiale, les véhicules électriques ont atteint leur « apogée » lorsqu’ils représentaient environ un tiers des véhicules sur les routes américaines. Mais ensuite est venu le démarreur électrique qui a mis fin aux démarrages par manivelle, le modèle T abordable de Henry Ford et le brut texan bon marché. Au milieu des années 1930, les véhicules électriques avaient disparu.
Dans les années 1970, le rover lunaire électrique de la NASA, la flambée des prix du pétrole et les inquiétudes concernant le smog ont renouvelé l’intérêt pour les véhicules électriques. La CitiCar de Sebring-Vanguard, au nombre de 2 000, est devenue la voiture électrique la plus populaire de la décennie aux États-Unis. Mais les batteries de l’époque avaient une portée limitée. Les gouvernements, cependant, ont continué à encourager les constructeurs automobiles. En 1996, l’EV1 de GM est apparu. Un an plus tard, Toyota lance la Prius hybride qui séduit les célébrités. Puis la start-up de la Silicon Valley Tesla en 2006 a promis des voitures électriques de luxe et la quête a repris pour que les voitures deviennent électriques.
L’invention des batteries lithium-ion dans les années 1980 a été le principal moteur du passage à l’électrique. L’avenir des voitures électriques repose essentiellement sur des batteries correspondant aux attributs des combustibles fossiles moins la pollution. L’essence, le gaz et le GNL sont économes en énergie. Ils sont portables. Ils sont bon marché car ils se trouvent en abondance dans le monde entier et sont faciles à extraire. Il faut peu de temps pour remplir une voiture d’essence qui propulsera le véhicule pour un long voyage.
L’avenir est probablement électrique, car les batteries alimenteront les voitures plus longtemps, car elles deviendront plus efficaces, plus rapides à charger, moins chères à acheter et plus économiques à entretenir. La densité moyenne des batteries (l’énergie générée par unité) augmente à un rythme d’environ 5% par an (ce qui signifie des batteries plus petites). De nouvelles chimies augmentent les vitesses de charge maximales (ce qui signifie une charge plus rapide). Une production accrue résultant d’économies d’échelle, de nouvelles techniques de fabrication (avec l’aide de l’intelligence artificielle) et des conceptions plus simples devraient réduire les prix des batteries d’environ 40 % nécessaires pour les réduire vers ce que l’industrie considère comme le point de rupture ; à savoir 100 $ US par kilowattheure.
Les prix des batteries lithium-ion ont plongé de 87% de 2010 à 2019 et Bloomberg New Energy Finance prévoit que les prix des véhicules électriques baisseront tellement qu’au milieu des années 2020, ils seront à parité avec le concurrent équivalent propulsé par des combustibles fossiles. L’année dernière, UBS a prédit 2024 comme année d’équilibre.
L’une des préoccupations du passage à l’électrique est de savoir s’il est possible de trouver suffisamment de cobalt pour répondre à la demande attendue de voitures vertes – il existe peu d’alternatives (bien que Tesla utilise des batteries lithium-phosphate de fer et que les futures batteries pourraient nécessiter moins de cobalt). Des entreprises chinoises se sont installées au Congo pour assurer l’approvisionnement en cobalt nécessaire pour faire de la Chine le plus grand producteur de véhicules électriques dans les décennies à venir.
Telles sont les inquiétudes concernant les approvisionnements en cobalt, l’Agence internationale de l’énergie a conseillé en avril aux gouvernements occidentaux de stocker des éléments de terres rares pour s’assurer que leurs luttes contre le changement climatique ne deviennent pas l’otage de la Chine. « Les inquiétudes concernant la volatilité des prix et la sécurité d’approvisionnement ne disparaissent pas dans un système énergétique électrifié et riche en énergies renouvelables », a averti l’agence. Le PDG du géant anglo-suisse Glencore, la plus grande présence occidentale au Congo, suggère de même.
Un autre défi pour les décideurs sera de s’assurer que le réseau de recharge d’un pays est suffisamment étendu. Le groupe de réflexion britannique Policy Exchange déclare que les points de recharge publics doivent être installés « cinq fois plus vite que le taux actuel » de 35 000 par an pour répondre à la demande d’environ 10 millions de voitures vertes d’ici 2030, lorsque la vente de véhicules à combustibles fossiles sera interdite . Les voitures seront rechargées à la maison et au travail, mais cela signifie seulement une demande plus élevée de points de recharge. (La plupart des constructeurs de voitures électriques proposent des mises à niveau gratuites ou bon marché des installations de recharge à domicile, pour les faire passer d’une charge de 3,5 kilowatts (courant standard), ce qui prend 12 heures, soit 7 kilowatts, ce qui est du jour au lendemain.)
La popularité des voitures hybrides pourrait ralentir le passage au tout électrique. En 2020, les ventes de Toyota Prius depuis 1997 ont atteint 15 millions, et les ventes d’autres hybrides ont été aussi stables. Les hybrides, qui combinent moteurs à combustion interne et moteurs électriques, sont généralement proposés à des prix compétitifs par rapport à leurs homologues électriques, réduisent les émissions jusqu’à 30 %, sont plus faciles à changer pour les constructeurs automobiles en termes de production et offrent la même autonomie que leurs homologues à essence. Ils alimentent confortablement les voitures pour 60 à 80 kilomètres de conduite en ville, ce qui signifie que la conduite sans smog est possible dans les villes européennes qui restreignent l’utilisation de l’essence et du diesel dans leurs centres-villes.
Les ventes de voitures électriques pourraient ne pas répondre aux attentes si celles à hydrogène à zéro émission venaient à apparaître en nombre. L’hydrogène, l’élément le plus courant et plein d’énergie chimique, pourrait rendre les véhicules à batterie superflus car il est plus respectueux de l’environnement. Enflammez-le avec de l’air et de l’hydrogène libère de l’énergie via une explosion (semblable au fonctionnement du moteur à combustion interne). Cela signifie que les voitures à hydrogène n’ont pas besoin de s’approvisionner en électricité ailleurs.
L’hydrogène, cependant, fait face à des défis en tant que source d’énergie verte fiable et économique. Les défis comprennent le maintien de l’hydrogène sous forme liquide et le contrôle de sa température, et l’approvisionnement en hydrogène à partir de sources renouvelables doit devenir plus rentable. Les voitures à hydrogène sont chères et sont plus expérimentales que prêtes à percer dans le courant dominant. Ainsi, alors que les courses de Formule H pourraient apparaître un jour, il est plus probable que la Formule E sera la catégorie des courses vertes pendant quelques années encore.
Publié à l’origine par Michael Collins, spécialiste des investissements, Groupe Magellan
