La voiture électrique se pare de toutes les vertus : silencieuse, peu polluante, novatrice, elle apparaît pour certains comme une solution évidente. Cependant, son développement appelle des questions importantes en termes d’exploitation et de disponibilité de ressources (lithium) et de production et distribution d’électricité (gestion des consommations de pointes et émissions de gaz à effet de serre associées, prix). Par ailleurs, le remplacement de voitures à moteur thermique par des voitures électrique ne résout en aucun cas les problèmes de mobilité. L’engorgement des réseaux routiers et des villes restera un problème. D’un point de vue industriel, les voitures électriques offrent de faibles possibilités de création d’emplois.
Le déploiement raisonné des véhicules électriques doit par ailleurs être encadré par les pouvoirs publics : définition du modèle de gestion des bornes ainsi que leur localisation, définition du modèle de tarification afin de minimiser les tensions sur la production et le prix de l’électricité, fiscalité. L’investissement dans les transports publics et plus particulièrement dans des modes de transport publics plus performant au point de vue environnemental que les actuels bus au diesel (bus hybrides par exemple) ainsi que dans l’électrification de certaines lignes fort fréquentées (bus électromobiles ou tram) doivent être prioritaire.
Introduction[[L’auteur remercie Hadelin DE BEER et Olivier DERRUINE pour leurs précieuses contributions.]]
De tous les défis que pose la politique énergétique, le plus grand est probablement celui du transport. Au-delà des questions climatiques, des autres émissions atmosphériques mais aussi de la congestion des réseaux ou encore de la sécurité routière, le transport pose aussi de gros problèmes de dépendance énergétique. Le transport (à plus de 90% routier) représente en Belgique près de 20% des émissions de gaz à effet de serre. C’est dans ce secteur que l’on observe la plus forte croissance par rapport à 1990 : +35%. L’augmentation du nombre de voitures, du trafic et encore de la cylindrée moyenne des moteurs contribue à cette hausse.
Inutile de se faire des illusions : rouler en voiture ne sera jamais bon pour l’environnement. En réalité, peu d’énergie est nécessaire pour déplacer les passagers d’un point A à un point B. Mais les voitures sont si lourdes (et leur poids n’a pas cessé d’augmenter) que la majorité de l’énergie consommée sert à déplacer et à maintenir en mouvement la masse du véhicule. Ce principe est valable tant pour une voiture à moteur à explosion (dite « voiture thermique »), qu’une voiture à moteur électrique (dite « voiture électrique »).
La présente contribution envisage les impacts de l’introduction de la voiture électrique en Belgique. Elle dresse le bilan de la voiture électrique en termes de mobilité, de consommation d’énergie, d’impacts environnementaux ainsi que sur l’utilisation des ressources nécessaires à sa fabrication. Elle esquisse enfin les enjeux publics liés au déploiement éventuel des voitures électriques.
1. Mobilité
S’il y a bien un domaine où l’introduction de la voiture électrique ne change rien ou presque, c’est la mobilité. En effet, un véhicule reste un véhicule et la congestion routière ne diminue pas si une voiture électrique remplace une voiture thermique. L’introduction de la voiture électrique ne participe pas au nécessaire transfert modal. Rappelons que la réduction de la demande de mobilité est la première des priorités identifiées par le Conseil Fédéral du Développement Durable dans son avis pour une politique de mobilité durable[[http://www.frdo-cfdd.be/fr/publications/advices/avis-cadre-pour-une-mobilite-compatible-avec-le-developpement-durable
]]. Enfin, un des facteurs influençant les comportements de mobilité est le coût marginal de déplacement. Lorsque ce coût marginal diminue (et que les coûts fixes augmentent) les comportements ont tendance à évoluer vers davantage de mobilité « gratuite ». Or, c’est bien vers cela que conduit la voiture électrique. (Un parallèle peut être dressé avec la voiture de société assortie d’une carte carburant). A l’inverse, on voit bien que lorsque le coût marginal augmente, en intégrant par exemple l’amortissement du véhicule (carsharing), les comportements évoluent vers une mobilité plus « responsable » et multimodale.
2. Energie & climat
En comparaison avec un véhicule thermique classique (diesel ou essence ou même hybride[[Un véhicule hybride tel que Toyota Prius est un véhicule alimenté à basse vitesse par de l’électricité générée par ce même véhicule lorsqu’il roule à plus haute vitesse. Il n’est donc pas raccordé au réseau électrique. L’avantage essentiel de ce genre de véhicules se limite à une moindre pollution dans les espaces où la vitesse du véhicule est lente, c’es-à-dire en agglomération.
Les véhicules électriques sont de deux types : BEV (Battery Electric Vehicle) ou PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle), ce dernier type étant un véhicule hybride muni de batteries pouvant être rechargée sur le réseau électrique.
]]), la voiture électrique paraît beaucoup moins énergivore et de ce fait, beaucoup moins émettrice d’émissions de gaz à effet de serre (GES).
Malgré un rendement énergétique sensiblement égal[[Selon les calculs d’ Inter-Environnement Wallonie (Véhicules électriques ? Change de mobilité, pas de voiture !, Namur, décembre 2010), les rendements globaux des deux filières sont proches de 20%, ceci compte-tenu des filières de production des énergies primaires. La filière essence présente un rendement de 18%, la filière électrique de 20%, la filière diesel de 22% (voir détails et hypothèses de calcul à l’annexe 1). Les chiffres pour la filière électrique ont été établis en faisant l’hypothèse d’un rendement « charge/décharge » de la batterie de 80%, ce qui correspond à un fonctionnement dans de bonnes conditions d’une batterie au lithium neuve. Le rendement est plus bas pour une batterie âgée, si la charge est rapide et si la batterie est fortement sollicitée (décharge rapide : forte accélération, vitesse élevée du véhicule). Pour un rendement de la batterie de 70%, le rendement total de la filière électrique tombe à 17,5% pour un rendement énergétique du véhicule de 56%, ce qui représente une consommation de 18 kWh pour une énergie de 10 kWh aux roues.
]], les véhicules électriques sont, selon les calculs menés par Inter-Environnement Wallonie[[Inter-Environnement Wallonie, op cit.
]], nettement moins émetteurs de CO2 que les véhicules thermiques. Typiquement, pour une énergie à l’essieu de 10 kWh et un rendement optimal de batterie de 80%, la filière électrique produira 66 g CO2 contre 123 pour la filière diesel et 148 pour la filière essence (soit des réductions de respectivement 46% et 55%). Il faut cependant prendre ces chiffres avec les précautions d’usages. Les émissions du mix européen de production d’électricité sont ici prises égales à 350 gCO2/kWh, chiffre officiel ne prenant pas en compte les émissions réelles de la filière nucléaire (intégrant le cycle complet, de l’extraction du minerai jusqu’au démantèlement des centrales et au stockage des déchets). Notons que pour la Belgique, ce chiffre est inférieur, il est d’environ 250 gCO2/kWh, ce qui améliore la performance des voitures électriques. Mais cette performance est essentiellement due à la place du parc nucléaire dans le mix énergétique belge.
Les émissions pourraient encore baisser dès lors que l’électricité utilisée serait essentiellement d’origine renouvelable.
Les scénarios les plus optimistes quant à la pénétration des véhicules électriques font état d’une évolution des marchés telle que le parc pourrait être constitué de 10% de véhicules électriques à l’horizon 2020. Étant donné les dynamiques industrielles et la durée de vie moyenne des véhicules, on peut raisonnablement estimer entre 5% et 10% la proportion de voitures électriques dans le parc européen en 2020.
Considérant que la moyenne des émissions des véhicules thermiques circulant en 2020 devrait être de l’ordre de 130 g CO2/km (hypothèse haute) et celle des véhicules électriques de 50 g CO2/km (hypothèse basse : développement des énergies renouvelables au-delà des objectifs européens), 5% (10%) de véhicules électriques entraîneraient une réduction de 3,1% (6,2%) des émissions du secteur (et de 0,7% (1,4%) des émissions du pays)[[En 2009, une étude du WWF Allemagne arrivait à des conclusions similaires. En faisant l’hypothèse de 20 millions de véhicules électriques ne produisant aucune émission (horizon 2020), les réductions obtenues se chiffraient à 2,4% des émissions totales du pays.
]]. Prenons maintenant le cas d’hypothèses moins favorables aux véhicules électriques : 120 g CO2/km pour les véhicules thermiques à l’horizon 2020 et 80 gCO2/km pour les véhicules électriques. Les réductions d’émissions pour 5% (10%) de véhicules électriques deviennent alors 1,7% (3,3%) pour le secteur (0,4% (0,8%) pour le pays).
Quoiqu’il en soit, les perspectives de réductions d’émissions restent relativement modestes. Il est possible d’obtenir des réductions d’émissions largement supérieures par des politiques de maîtrise du volume de transport, qui offrent l’avantage de diminuer l’ensemble des incidences négatives du système actuel de transport et qui sont plus en phase avec les recommandations du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), pour lequel des réductions d’émissions d’au moins 40% doivent être réalisées dans nos pays à l’horizon 2020 par rapport à 1990.
En résumé, au vu des connaissances actuelles, les véhicules électriques s’avèrent – dans les meilleures conditions – deux fois moins polluants (en termes d’émissions de GES) à l’utilisation que les véhicules à moteurs thermiques comparables[[Si l’énergie de freinage est récupérée dans le cas d’un véhicule électrique, ce qui augmente son rendement, il convient d’être attentif aux impacts du système de chauffage. En effet, une voiture thermique est chauffée par l’énergie perdue par le moteur sous forme de chaleur, ce qui ne sera pas le cas dans le cas des voitures électriques qui devront à la fois être mieux isolées et dotées de résistances électriques pour chauffer la voiture, résistances qui diminueront l’autonomie du véhicule.
]] [Un intéressant résumé critique a été publié par IEW : [http://iew.be/spip.php?article4622
]].
A titre indicatif, une étude menée en 2009 par le WWF estime que la mise sur les routes en 2030 de 20 millions de véhicules électriques en Allemagne (dont l’électricité reposerait uniquement sur des énergies renouvelables), soit 44 % du parc automobile, ne réduirait les émissions de gaz à effet de serre que de 2,4 % en 2030… Cette hypothèse qui ne prend pas en compte la disponibilité des ressources nécessaires à la construction des véhicules et malgré l’origine renouvelable de l’électricité illustre l’impossibilité de faire de la voiture électrique une solution énergétique.
Impact sur le système électrique
L’introduction massive de la voiture électrique est à première vue de nature à augmenter la consommation d’électricité dans notre pays. Une telle augmentation pourrait avoir comme conséquence fâcheuse de servir de justification pour plusieurs acteurs à la prolongation de l’exploitation des centrales nucléaires, alors même que l’augmentation de consommation serait prise en charge par de nouvelles unités de production, vraisemblablement au gaz[[Pour être tout à fait complet, notons que les émissions liées aux voitures électriques seront comptabilisées dans le secteur de la production d’électricité et donc soumises à des quotas d’émissions dans le cadre du système communautaire d’échanges de quotas européen (SCEQE, plus connu sous la dénomination ETS). A contrario, il n’y aurait plus d’accises sur le carburant sauf à introduire des compteurs électriques spécifiques via les normes.
]].
Si tout le parc automobile devenait électrique et si tous les kilomètres actuels étaient encore roulés, cela représenterait environ 24% de consommation électrique supplémentaire au niveau du pays. En effet, en Belgique, 83 milliards de kilomètres ont été parcourus en 2013 par les voitures. La consommation réelle d’un véhicule électrique de milieu de gamme est approximativement égale à 25 kWh/100 km. Le rendement de distribution est égal à 90% (pertes sur le réseau électrique). Donc, pour rouler 100 km, il faut produire 27,8 kWh d’électricité. Soit, pour 83 milliards de kilomètres, un total de 23 milliards de kWh/jour, ou 23 TWh. Or, la consommation électrique actuelle en Belgique s’élève à 80 TWh/an.
Dans l’optique d’une électrification partielle ou d’une très forte réduction du nombre de véhicules et/ou du nombre de kilomètres roulés (par exemple 10% des kilomètres actuellement roulés par les véhicules à moteur thermique transférés sur des véhicules électriques), le surcroît de consommation électrique serait très faible (de l’ordre de 2,5% dans ce cas de figure).
Cependant, ce scénario d’augmentation de la demande d’électricité est rarement retenu par les régulateurs. La Commission de Régulation de l’Électricité et du gaz (CREG) retient dans une étude parue en février 2010[CREG, Etude relative à l’impact possible de la voiture électrique sur le système électrique belge, 4 février 2010. Disponible sur [http://www.creg.info/pdf/Etudes/F929FR.pdf
]] un scénario basé sur un rééquilibrage de la demande en électricité grâce aux voitures électriques. La CREG estime que l’introduction en masse de la voiture électrique avec un système vehicle-to-grid[[Littéralement véhicule-au-réseau : le véhicule est raccordée par une prise au réseau d’électricité classique.
]], l’ensemble du système électrique pourrait connaître un changement de paradigme.
L’étude de la CREG s’est d’abord penchée sur l’impact de l’introduction d’un million de voitures électriques sur les prix spot dans la zone de réglage. A première vue, les prix augmenteront à la suite de la consommation supplémentaire générée par les voitures électriques. En utilisant la capacité de réserve des batteries de voiture, de l’« énergie d’arbitrage » pourrait toutefois être achetée à bas prix et être revendue à prix élevés, ce qui pourrait même aboutir à une diminution générale des prix.
Le deuxième aspect étudié par la CREG est celui de la voiture électrique comme instrument d’équilibre, où l’équilibrage de l’énergie active dans la zone de réglage belge à l’aide d’un million de voitures électriques a été analysé. Il ressort des résultats qu’un million de voitures électriques pourraient facilement être utilisées pour fournir la réserve primaire, sans vieillissement de la batterie ni réservation d’une capacité de batterie. La voiture électrique pourrait aussi être utilisée pour fournir les réserves secondaires. Cela entraînerait un vieillissement limité de la batterie[[La CREG souligne d’importantes incertitudes sur ce point.
]] de voiture et une réservation de quelque 8 % de la capacité utile de la batterie. Cependant, dans ce cas de figure, la sécurité du système sera rendue dépendante du comportement du propriétaire de voiture individuel. A cet effet, les gestionnaires de réseau de transport devront pouvoir prévoir le comportement de conduite des propriétaires de voitures électriques. Ils devront non seulement pouvoir prévoir le nombre de kilomètres que les voitures parcourront à l’avenir (et ce, à différents horizons temporels), mais aussi le moment de la journée auquel elles le feront. En outre, ils doivent avoir l’assurance que la voiture sera raccordée au réseau lorsqu’elle ne roule pas. Une deuxième réserve importante concerne le cycle de vie de la batterie. Enfin, si la deuxième réserve est fortement étudiée, la première ne fait pas ou très peu l’objet de recherches et demeure un important facteur d’incertitude.
La CREG estime également que des sources d’énergie intermittentes, telles que l’éolien et le solaire, pourraient, grâce à la présence à grande échelle de la voiture électrique, être plus facilement intégrées dans le système électrique, sans en diminuer la sécurité. Tout ceci présuppose des réseaux intelligents, or, pour le moment, on n’y est pas[[On voit même des « pompes à l’électricité » s’installer pour faire la recharge quand le client le demande et non quand le réseau le demande. Si on ne maîtrise pas le moment de la recharge, on va vers des besoins en pointe beaucoup plus élevé, et donc la construction de nouvelles centrales au gaz.
]]. Un autre aspect positif de la voiture électrique est la diminution de la volatilité sur une base journalière de la consommation électrique, ce qui permettra au parc de production de produire davantage en baseload et semi-baseload[[Les unités baseload assurent 6.501 – 8.760 heures/an, elles se caractérisent par des frais fixes plus élevés et coûts marginaux bas. Une centrale nucléaire est une unité baseload typique. Les unités semi-baseload assurent 2.501 – 6.500 heures/an, elles se caractérisent par des frais fixes plus bas et coûts marginaux plus élevés que les unités baseload. Une centrale de production à cycle combiné (STEG) est un exemple type d’unité semi-baseload. Les unités de pointe assurent 0 – 2.500 heures/an, elles se caractérisent par des frais fixes bas et coûts marginaux élevés. Une centrale de gaz ouverte est un exemple type d’unité de pointe.
]], ce qui est plus efficace et ce qui réduit le besoin en unités de pointe, souvent très polluantes et coûteuses.
L’optimum de gestion du système électrique étant dans le système dit Better Place[[http://france.betterplace.com/
]], système d’échange de batteries. Ce système permet à la fois d’augmenter l’autonomie des voitures[[A ce titre, rappelons qu’en Belgique l’essentiel des véhicules parcourent moins de 100 kilomètres et roulent moins d’une heure par jour.
]] et aussi de gérer le cycle de chargement/déchargement sur le réseau des batteries de façon optimale, c’est-à-dire à la fois en termes de prix de l’électricité mais aussi en termes d’équilibre du réseau[[Notons que les batteries les plus efficaces en termes de recharge et de décharge sont les batteries à base de Sodium/Soufre alors que l’industrie mise sur les batteries au Lithium.
]]. Cependant, comme le surdimensionnement, ce système induit une augmentation des besoins en Lithium car il multiplie le parc de batteries.
En attendant, il est plus que vraisemblable que la recharge des véhicules électriques pèsera sur le réseau électrique car il est vraisemblable que celle-ci soit réalisée au moment de la journée où le réseau est déjà fortement mobilisé pour rencontrer les besoins des entreprises et des particuliers.
Figure 1 : Demande moyenne horaire, Belgique 2007 et 2008. Source : CREG & ELIA.
Impact en matière d’indépendance énergétique
Le remplacement de véhicules thermiques par des véhicules électriques pourrait diminuer – en pourcentage, mais pas obligatoirement dans l’absolu – la demande en carburant fossile dans le secteur des transports, au profit d’une demande moindre de combustibles fossiles (gaz), fissiles et de l’absorption de la production grandissante d’électricité de sources renouvelables. Ce remplacement a donc un impact favorable en termes d’indépendance énergétique.
3. Environnement
La voiture électrique est souvent présentée comme diminuant les impacts de la voiture sur l’environnement.
Elle émet en effet très peu de bruit à faible vitesse. Toutefois, cela suppose qu’on l’utilise surtout en ville, là où précisément les voitures génèrent des problèmes de congestion, occupent des espaces importants comme de la voirie ou des parkings. Car au-delà de 50-60 km/h, le bruit de roulement devient supérieur au bruit du moteur.
Par contre, le remplacement de la voiture thermique par la voiture électrique réduit les émissions locales de polluants (particules fines, NOx, CO, COV). Cependant, ces réductions d’émissions locales sont en contrepartie reportées par des émissions de polluants plus importantes dans les zones de production d’électricité. Le bilan est donc favorable si les unités de production d’électricité sont performantes (gaz naturel, voire mieux, sources d’énergie renouvelable).
Cette conclusion est également valable pour les véhicules de transport public. Il y a donc un intérêt pour les pouvoirs publics à privilégier le développement des véhicules des flottes publiques (en particulier les transports en communs) pour réduire leur impact en termes de polluants locaux. A ce titre il conviendra d’évaluer à l’avenir d’autres modes de propulsion (électrique[[Le leasing des batteries semble une piste prometteuse.
]], gaz naturel[[Une expérience a bien eu lieu à la STIB mais a été abandonné lorsque les bus sont arrivés en fin de vie.
Au sein du Groupe TEC, l’expérience menée entre 1996 et 1999 sur le gaz naturel avait mis en évidence de nombreux problèmes de fiabilité.
De plus, le coût global d’exploitation (consommation, station de compression, maintenance des véhicules) d’autobus au gaz était nettement plus élevé que celui du diesel classique.
Enfin, les résultats de mesures de pollution effectuées sur le terrain ne confirmaient pas les valeurs relevées en laboratoire. Le bilan total des gaz à effet de serre, notamment, est moins bon que celui de la filière diesel, en raison d’une augmentation de la consommation du véhicule, de la consommation de la station d’alimentation des véhicules, mais aussi du rejet de méthane imbrûlé, dont le potentiel d’effet de serre est environ 25 fois supérieur à celui du gaz carbonique.
C’est pourquoi le groupe TEC avait délaissé cette voie ces dernières années, au profit du rajeunissement du parc par l’achat de bus diesel conformes aux dernières normes, permettant de réduire efficacement la pollution locale.
Cependant, au vu de l’évolution technologique survenue ces dernières années, et des objectifs de lutte contre les gaz à effet de serre, l’évaluation de cette filière sera étudiée plus en profondeur dans les prochains mois.
]]) des véhicules publics sous cet angle[[L’impact de tels véhicules pourrait être positivement très important dans des périodes de pics de pollution.
]].
Enfin, la fabrication des batteries nécessite à la fois des ressources naturelles dont la disponibilité est relative et donc l’extraction nécessite de l’énergie et est parfois localement très polluante. La gestion des batteries en fin de vie représente également un enjeu.
4. Ressources
Pour sa fabrication, la voiture électrique nécessite elle aussi des ressources. Si le mode électrique réduit les entretiens et rend inutile une série d’éléments (boîte de vitesse par exemple), il n’en demeure pas moins que – tout comme les véhicules thermiques – la voiture électrique nécessite des éléments métalliques et plastiques pour sa fabrication. Dans ce cas, le facteur le plus critique est la batterie. Aujourd’hui deux technologies des batteries sont en concurrence : elles se basent sur le Nickel ou Lithium.
La majorité des constructeurs fait appel au Lithium. Les informations disponibles sur les réserves de Lithium identifient trois grandes zones (figure 2).
Figure 2 : répartition géographique des réserves connues de Lithium. (en millions de tonnes). Source : Sénat Français.
Les réserves issues de gisement exploitables économiquement et énergétiquement sont estimées à 4 millions de tonnes[[http://www.meridian-int-res.com/Projects/Lithium_Microscope.pdf ; US Geological Survey.
]]. La moitié est située en Bolivie. De nouveaux progrès technologiques et des prix incitants à l’exploitation de nouvelles mines pourraient étendre les réserves à 11 millions de tonnes supplémentaires.
Actuellement, on exploite 80.000 Tonnes/an, dont 20% sont destinés aux batteries (la plus grosse partie va vers les batteries d’ordinateurs, portables…[[Pour se donner un ordre de grandeur, en imaginant que 20% de la production totale aille pour les batteries de voitures, à 4 kg/voiture, cela donne actuellement un potentiel annuel d’accroissement annuel de 4 millions de voitures électrique.
]] ). Chaque voiture électrique nécessite 4 kg de lithium au sein des batteries (ceci permet à une voiture de 900 kg de parcourir 400 km, ce qui représente un coût pour les batteries d’environs 35.000$ par voiture[[http://www.nrc-cnrc.gc.ca/fra/actualites/cnrc/2010/10/08/batteries-lithium-ion.html
]]).
Les projections de production annuelle et de consommation sont les suivantes (en milliers de tonnes/an) [[http://www.meridian-int-res.com/Projects/Lithium_Microscope.pdf
]]
| Prod 2007 | Prod 2010 | Prod 2015 | Prod 2020 | |
| Total | 85 | 130 | 234 | 308 |
| Autres usages | 85 | 109 | 203 | 263 |
| Véhicules électriques | – | 21 | 31 | 45 |
Par ailleurs, l’essentiel des réserves ne pourront être extraites qu’entre 2020 et 2025. Ce n’est qu’à cette période que les 4 millions de tonnes seront disponibles. Et seule une faible partie des réserves seront disponibles pour les batteries électriques des voitures.
En tenant compte de tous les facteurs géostratégiques (particulièrement criant dans le cas bolivien), de capacité de production etc., on arrive à la conclusion que Les constructeurs affectent de ne pas s’inquiéter des réserves du métal. Une étude du consultant Meridian International Research a cependant jeté un froid dans le milieu : examinant attentivement les configurations géologiques des différents sites de production, elle concluait : ‘Les augmentations réalistes de production du lithium ne permettront pas de satisfaire une révolution de la propulsion automobile dans la prochaine décennie. (…) Dans le scénario le plus optimiste, elles ne pourraient fournir annuellement] que 8 millions de véhicules hybrides du type GM Volt‘ (le prochain modèle hybride de General Motors). Ce chiffre est à comparer à un marché mondial de 60 millions d’automobiles à essence en 2008 »[[[http://www.regarddegeographe.com/ext/http://www.thierry-lequeu.fr/data/Ressources-limitees-de-lithium.pdf
]]. Ramené au cas belge, qui met sur le marché 400.000 nouveaux véhicules l’an, soit +/- 1/200 du parc mondial, nous aurions aussi 1/200 des véhicules électriques, soit 40.000 véhicules électriques/an à l’horizon 2020. En prenant une progression linéaire entre 2015 et 2020, cela nous ferait un stock[[Vu la recyclabilité du lithium, une quantité mise sur le marché à une année X reste sur le marché toute les années suivantes. Il y a donc un effet cumulatif.
]] de 120.000 véhicules électriques sur 6.000.000 de véhicules, soit +/- 2% des véhicules du parc belge qui seraient électriques à l’horizon 2020.
Cela pointe l’enjeu crucial du recyclage du lithium et des autres terres rares des batteries en fin de vie. A l’heure actuelle, on n’en est qu’au stade des études et projets (Etats-Unis, Allemagne et Australie). Pour Ecolo, le développement de la voiture électrique doit être accompagné d’un recyclage maximal des terres rares[Groupe de [métaux aux propriétés voisines et uniques qui les rendent utiles dans de nombreuses applications : composants pour véhicules électriques et hybrides, alliages métallique, colorants.
]] sur base d’une conception cradle-to-cradle[[Cradle-to-cradle : littéralement du berceau au berceau. La conception d’un objet doit être pensé comme ‘nourriture’ à la planète : tout doit donc être recyclable/réutilisable pour ne pas endommager l’environnement.
]].
Les batteries au Nickel sont moins performantes, néanmoins la dépendance au Lithium et son prix rend les batteries au Nickel financièrement compétitives[[http://www.notre-planete.info/actualites/actu_2141_voitures_electriques_lithium_enjeux_geostrategiques.php
]]. Cependant, le même raisonnement que pour le lithium en termes de disponibilité peut lui être appliqué. Par ailleurs, les batteries Sodium-Soufre sont elles plus efficaces en termes de rendement charge/décharge et ne soufrent pas de problème de disponibilité.
Enfin, la disponibilité des ressources doit être examinée dans son ensemble. Les pics de pétrole et de gaz auront une répercussion majeure sur la totalité de la disponibilité des ressources. En effet, la quantité d’énergie affectée à l’extraction et la mise en œuvre des matériaux d’une voiture, dont les matériaux pour les batteries mais pas seulement, sera en grande concurrence avec tous les autres usages de l’énergie. On verra à long terme le prix de la matière finie augmenter, de telle sorte que les réserves économiquement exploitables seront plus faibles, et ce pour toutes les matières.
La voiture électrique seule alternative à la voiture thermique ?
Si le choix des batteries au Lithium par les industriels pose question, il en va de même de la technique de propulsion. En effet, il existe d’autres alternatives : moteur à air comprimé ou hydrogène. Toutefois, les conclusions en termes énergétiques restent les mêmes : pour comprimer l’air ou fabriquer de l’hydrogène, il faut de l’énergie. Ces deux techniques ont entre autre pour défaut de nécessiter un espace important de stockage dans le véhicule. Mais elles sont également silencieuses et ne rejettent pas de polluants locaux. De plus, les problèmes de recyclage et de ressources sont moins importants.
5. Impact sur l’industrie automobile et sur l’emploi
L’industrie automobile européenne est l’un des secteurs les plus réglementés (80 directives de l’UE, 115 législations de l’UNECE (Nations-Unies)). Elle génère 3,5 % du PIB européen, est le plus gros investisseur en R&D (20 milliards €) et consacre à ce poste stratégique 4 % de son chiffre d’affaires.
Il convient tout d’abord de rappeler que, au niveau de l’Union européenne, 2 millions de travailleurs sont employés dans le secteur tandis que 10 millions d’emplois indirects sont générés auprès des équipementiers, des garagistes et réparateurs, etc.
Etant données les spécifiques de l’industrie belge qui est concentrée sur l’assemblage plutôt que la production, la Belgique dispose de peu de leviers pour influer sur la politique en matière de véhicules électriques. Elle est plutôt dans la position où ceux-ci sont un élément exogène auquel elle choisira de s’adapter ou non.
L’UE souhaite mettre sur la route 1 million de véhicules hybrides électriques pour 2020, ce qui représenterait un taux de pénétration de 7 %.
L’emploi dans ce secteur industriel s’étant fortement contracté au cours des 15 dernières années, les véhicules électriques offrent une opportunité de créer quelques nouveaux emplois. Il est cependant difficile, dans une perspective de prospérité sans croissance, d’afficher un objectif de création d’emplois dans un secteur (fabrication de voitures) qui vise à assurer le même, voir plus de transport individuel qu’aujourd’hui (d’autres secteurs du transport dont la fourniture de services devraient voir le nombre d’emplois augmenter).
La transition du système de transport doit être encadrée par une feuille de route pour laquelle il conviendrait de mobiliser les partenaires sociaux et les autorités compétentes. En particulier, le pic de pétrole et de gaz va amener à mettre en concurrence tous les aspects de l’énergie, y compris la fabrication des matériaux, ce qui va rendre très indisponible toute voiture (de tout type) ainsi que les batteries : il faut poser ceci comme hypothèse de la feuille de route et être cohérent par rapport aux faibles possibilités de création d’emplois dans le secteur de la fabrication. La feuille de route doit définir une série d’objectifs pour anticiper les restructurations de la filière classique et fournir les nouvelles compétences requises par tous les stades de la filière électrique (et hybride) et plus largement la transition du système de transport. Ces objectifs seraient balisés par un échéancier et les progrès réalisés pourraient conditionner l’octroi des subventions salariales.
6. Enjeux publics liés au déploiement de la voiture électrique
Des projections du Bureau fédéral du Plan[[Bureau Fédéral du Plan, Electric Cars : back to the Future ?, Working Paper 13-10, Mai 2010. Notons que ces chiffres sont beaucoup plus bas que ceux des hypothèses de la CREG !
]] tablent sur 2 % du parc automobile en 2020 pour les véhicules électriques qui grimperait à 5 % en 2030. Cela représenterait alors une part de marché de 15 % en 2030, ce qui peut sembler très ambitieux vu l’absence de soutien des autorités publiques pour le déploiement des infrastructures et en comparaison avec la part de marché de l’UE de 3 à 10 % au début de la prochaine décennie.
Quelle infrastructure de rechargement ?
Trois modèles (éventuellement complémentaires) sont envisagés :
Le rechargement via les prises électriques classiques. Ce rechargement est lent mais reçoit les faveurs des développeurs actuels de la voiture électrique : en effet, ces derniers (par exemple Renault) tablent sur le remplacement du deuxième véhicule du ménage par une voiture électrique. Ce deuxième véhicule parcourant moins de distance que le premier, l’autonomie des batteries lui est parfaitement adaptée. Enfin, ce modèle de diffusion de la voiture électrique implique un raccordement au réseau assez important. Il est également possible dans les parkings d’entreprises.
Le rechargement rapide via des bornes spécifiques[[A ce sujet, les standards ne sont pas encore définis.
]]. Soit les bornes ne sont installées que dans les sphères privées (entreprise et domicile[[Se pose la question de l’amortissement de ce type d’investissement.
]]), soit elles sont également installées dans l’espace public. Se posent alors de nombreuses questions : quel sera le fournisseur de la borne (celle-ci devrait avoir un code EAN) ? Est-ce que le client de la borne devra contracter un contrat à ce fournisseur ? Qui va gérer les injections ? Et à quel prix ? Qui va supporter les coûts d’investissement ? Le fournisseur, dans ce cas les bornes deviennent un produit commercial, ou le gestionnaire de réseau de distribution (GRD) ? Quel sera le rôle des régulateurs ?
L’échange de batteries (voir plus haut). Il y donc développement d’un système de distributeurs, comparables avec celui des stations-services actuelles.
Il faut également relever que, à l’heure actuelle, il n’existe pas un standard européen pour les bornes de recharge !
Le renforcement des réseaux électriques et le développement des réseaux intelligents
Le développement de la voiture électrique va de pair avec le renforcement des capacités du réseau électrique, nécessaire par ailleurs pour le développement de la production d’électricité de sources énergies renouvelables. Assurément, le développement de réseaux intelligents – en cours en Belgique – doit être encouragé.
Enfin, un cadre doit être défini pour les utilisateurs de voitures électriques qui revendent de l’électricité sur le réseau. L’utilisation de la voiture électrique comme source d’équilibre du réseau nécessitera probablement des compteurs spécifiques. Cette question est donc intimement liée à une éventuelle introduction des compteurs communicants (smart meters).
Quelle politique fiscale pour les voitures électriques ?
Après diverses initiatives (réduction d’impôts fédérale, écobonus régional), le régiem fiscal actuel n’incite plus particulièrement à l’achat de véhicules électriques. Une telle politique devrait s’envisager via une plus large réforme de la fiscalité automobile.
L’investissement dans les bornes de rechargement par les pouvoirs publics doit être évalué. Par contre, la définition du modèle de gestion des bornes (fournisseur de la borne, coût demandé par le gestionnaire du réseau de distribution) doit être du ressort des pouvoirs publics. Le modèle de tarification doit faire l’objet d’une attention de la part des pouvoirs publics. Ce modèle doit minimiser les tensions sur la production et le prix de l’électricité, par exemple en veillant à la mise en place d’une tarification et d’une régulation adéquate. La localisation des bornes est également un enjeu. Idéalement celles-ci doivent être localisées dans des emplacements privés (parkings de supermarchés, parkings privés, voir éventuellement pour les véhicules partagés) et non en voirie. En effet, vu les faibles avantages des véhicules électriques, il n’appartient pas aux pouvoirs publics de favoriser leur insertion en milieu urbain.
En matière de soutien fiscal, les avantages de la voiture électriques par rapport à la voiture thermique ne sont pas suffisants que pour justifier une politique fiscale spécifique (c’est-à-dire une politique fiscale supplémentaire à celle applicable aux véhicules les moins polluants, dans lesquels rentrent les véhicules électriques, dont les outils sont la taxe de mise en circulation et la taxe de circulation annuelle). Si des primes à l’achat sont envisagées pour des voitures, elles doivent aller prioritairement aux flottes utilisées dans le car-sharing. Par contre, il convient de plaider pour investir dans les transports publics et plus particulièrement dans des modes de transport publics plus performants au point de vue environnemental que les actuels bus au diesel ainsi que dans l’électrification de certaines lignes fort fréquentées (trolleybus ou tram). Le vélo électrique devra faire l’objet d’une politique fiscale incitative.
7. Quel développement pour les véhicules électriques (dont la voiture électrique) ?
La voiture électrique ne pourra jouer qu’un rôle limité en termes environnementaux. En termes de substitution, il faut reconnaître que la voiture électrique représente un avantage. Ensuite il faut passer à l’étape de réduction. Par contre, d’autres véhicules électriques pourraient être davantage soutenus. A ce titre, il est proposé que les subventions éventuelles dans ce domaine aillent prioritairement aux services publics (transport, poste, etc.) et aux vélos, voire éventuellement aux scooters.
Il faut en tout cas veiller à ce que l’e-mobilité ne soit pas une nouvelle occasion de favoriser la voiture par rapport aux autres modes, même si c’est électoralement plus porteur pour certains.
Enfin, le soutien géographiquement différencié aux véhicules électriques doit être davantage étudié :
En ville, les véhicules électriques offrent l’avantage d’une réduction des émissions de polluants locaux. L’autonomie des véhicules est par ailleurs adaptée à la distance moyenne des déplacements. Enfin, le réseau de bornes de rechargement est potentiellement plus dense. Par contre, la voiture électrique ne règle pas les problèmes de mobilité, ne réduit pas la congestion de l’espace public et exige des parkings adaptés pour un éventuel rechargement nocturne, plus intéressant du point de vue de la gestion du système électrique. Il convient dès lors d’y favoriser l’usage du scooter et du vélo électriques ;
En milieu rural, les avantages environnementaux des véhicules électriques restent valables. Leur autonomie limitée forcerait leurs utilisateurs à les utiliser pour par exemple se rendre à une gare ou un autre pôle de mobilité collective. Par contre, de tels véhicules pourraient jouer un rôle intéressant dans la valorisation des pointes de production électrique renouvelable locale. Cependant, le réseau potentiel de bornes de rechargement est plus restreint : il faudra, en sus des installations à domicile (plus probable qu’en milieu urbain), probablement inciter certains opérateurs à installer des bornes de rechargement à certains endroits stratégiques (gares par exemple).
Conclusions
Le véhicule électrique est une idée aussi bonne que le contexte dans lequel il prend place : électrifier une partie du parc de véhicules et en parallèle diminuer la taille du parc, son utilisation, sa puissance, ce qui implique aussi d’alimenter les véhicules avec de l’électricité produite de manière relativement propre et pas trop chère (ce qui risque de mettre le nucléaire en tête, et probablement demain le solaire à concentration avant l’éolien). Un des avantages pourrait être que cela permettrait de transférer des émissions diffuses (celles des pots d’échappement) vers des émissions concentrées pour les centrales fossiles résiduelles (en pratique des centrales au gaz).
Mais penser que nous pouvons procéder à l’électrification rapide de véhicules qui conserveraient les mêmes caractéristiques de nombre, de masse et de puissance, en conservant une mobilité en voiture équivalente à celle que nous avons maintenant (15.000 km par an et par voiture pour les véhicules particuliers), est par contre une ‘solution’ qui au mieux ne fait que déplacer le problème initial, sans le résoudre, et au pire le renforce, parce que nous ne préparons pas notre société industrielle à une baisse des flux pourtant difficilement évitable, pensant que la technique arrivera à temps pour résoudre le problème.
Les voitures électriques constituent certes une piste d’avenir en matière de transports, mais il convient de la recadrer dans une politique globale de la mobilité axée sur la réduction de la demande de transports.
L’opportunité offerte par les voitures électriques en termes d’emploi doit être balisée par une feuille de route définissant les objectifs et contraintes de la filière automobile.
Enfin, étant donné les questions persistantes (cycle de vie, rapidité de propagation auprès des consommateurs, etc.), du faible impact sur les émissions de gaz à effet de serre dans le moyen terme et du pourcentage limité de véhicule électrique dans le parc automobile, il faut poursuivre les progrès en matière d’émissions des véhicules conventionnels. Des directives européennes fixent des objectifs (qu’il faudrait encore abaisser à 80g/km en 2020 et 60g/km en 2025 pour fournir des incitants de long terme nécessaires aux fabricants) à atteindre sous peine de payer une amende. Les autorités compétentes devraient être plus rigoureuses, y compris en matière de recyclage des véhicules en fin d’usage.
Annexe : Rendements énergétiques et émissions de CO2 des filières thermique et électrique
Source : Inter-Environnement Wallonie, Véhicules électriques ? Change de mobilité, pas de voiture !, Namur, décembre 2010
Hypothèses
- Mix européen de production d’électricité
- Pas de pertes de transmission dans le véhicule électrique
- Rendements moteurs : meilleure technologie disponible pour les deux filières
- Rendement énergétiques des batteries : valeur en conditions d’utilisation réelles pour une batterie neuve
Source des données: Joint Research Center (JRC), Commission européenne
| Contenu énergétique essence (kwh/l) | 8,94 | Mix européen d’électricité (gCO2/kWh) | 350 | |
| Emissions CO2 production essence (kgCO2/l) | 0,402 | Rendement mix européen électricité (%) | 35 | |
| Contenu énergétique diesel (kwh/l) | 9,96 | |||
| Emissions CO2 production diesel (kgCO2/l) | 0,509 | |||
| Rendement EU production carburant (%) | 87% | |||
| Véhicule thermique (ICE) | Véhicule électrique (EV) | |||
| Utilisation | Utilisation | |||
| Energie à l’essieu (kWh/100 km) | 10 | Energie à l’essieu (kWh/100 km) | 10 | |
| ηtransmission (%) | 95% | ηtransmission (%) | 98% | |
| ηmoteur (%) (essence) | 22% | |||
| ηmoteur (%) (diesel) | 27% | ηmoteur (%) | 90% | |
| ηtotal (%) (essence) | 21% | |||
| ηtotal (%) (diesel) | 26% | ηélectronique(SMPS) (%) | 90% | |
| Energie entrée moteur (kWh/100 km) (essence) | 47,8 | |||
| Energie entrée moteur (kWh/100 km) (diesel) | 39,0 | ηbatterie (%) | 75% | |
| Carburant (essence) (l/100 km) | 5,40 | ηtotal (%) | 60% | |
| Carburant (diesel) (l/100 km) | 3,90 | Energie entrée moteur (kWh/100 km) | 16,8 | |
| CO2 essence (g/km) | 126 | CO2 utilisation (g/100 km) | 0 | |
| CO2 diesel (g/km) | 103 | |||
| Distribution énergie | ||||
| Extraction – transformation – distribution énergie | ηdistribution (%) | 90% | ||
| ηTotal (%) | 87% | Energie entrée réseau (kWh/100 km) | 18,7 | |
| Energie primaire (kWh/100 km) (essence) | 55 | |||
| Energie primaire (kWh/100 km) (diesel) | 45 | |||
| ηTotal filière (%) (essence) | 18% | Extraction – transformation énergie | ||
| ηTotal filière (%) (diesel) | 22% | |||
| ηTotal mix EU (%) | 35% | |||
| CO2 production essence (g/km) | 22 | Energie primaire (kWh/100 km) | 53,3 | |
| CO2 production diesel (g/km) | 20 | ηTotal filière (%) | 18,80% | |
| CO2 total filière (g/km) (essence) | 148 | |||
| CO2 total filière (g/km) (diesel) | 123 | CO2 total filière (g/km) | 66 |
