Électrique contre Voitures à essence : quels sont les coûts environnementaux cachés des véhicules électriques ?

Les véhicules électriques sont largement considérés comme un bien environnemental et un outil pour ralentir le changement climatique. Mais les véhicules électriques (VE) sont-ils vraiment aussi écologiques qu’on le pense ?

Les véhicules tout électriques et hybrides produisent peu ou pas d’émissions d’échappement. Cela signifie pratiquement aucune émission de gaz à effet de serre produite par les véhicules eux-mêmes, ce qui est certainement une bonne chose pour l’environnement. Mais d’autres facteurs entrent en jeu pour déterminer la quantité de pollution générée par votre véhicule électrique. Il s’agit notamment de l’endroit où votre réseau électrique local obtient son électricité, de l’heure à laquelle vous rechargez, du climat dans lequel vous vivez, du processus de fabrication de la batterie et de vos habitudes de conduite.

Les cinq facteurs ci-dessus affectent tous les performances d’un véhicule électrique et, le cas échéant, son impact négatif sur l’environnement. Regardons chacun à son tour.

1. Sources d’électricité

Les voitures électriques génèrent de l’énergie via des réactions électrochimiques dans leurs batteries lithium-ion, ce qui ne nécessite pas de brûler du carburant comme le fait une voiture à essence. Les véhicules à batterie fonctionnent uniquement à l’énergie électrique. Les hybrides réduisent les émissions en utilisant une batterie dans des environnements à faible demande comme la conduite en ville tout en engageant le moteur à essence le reste du temps. La plupart des hybrides et des véhicules électriques ont également une sorte de freinage régénératif, qui utilise l’énergie cinétique pour charger la batterie du véhicule et augmente encore son efficacité.

Les sources d’énergie très polluantes, telles que le charbon et le pétrole, devraient être progressivement supprimées au profit des énergies renouvelables.

Cependant, les véhicules électriques génèrent des émissions d’une manière différente. Les centrales électriques qui fournissent de l’énergie au réseau que nous utilisons pour recharger ces véhicules peuvent produire des émissions de gaz à effet de serre nocives si elles sont alimentées par des combustibles fossiles. Des régions de la région du Midwest des États-Unis dépendent encore de centrales au charbon qui se sont avérées nocives pour l’environnement pour la production d’électricité. Les zones de la côte ouest ont un mix plus riche en énergies renouvelables, s’appuyant sur des sources telles que l’éolien et le solaire pour alimenter une plus grande partie du réseau, mais elles dépendent toujours dans une certaine mesure des combustibles fossiles.

Pour que les véhicules électriques atteignent pleinement leur potentiel en tant que véhicules « propres », nous devons restructurer le réseau. Les sources d’énergie très polluantes, telles que le charbon et le pétrole, devraient être progressivement supprimées au profit des énergies renouvelables. Jusqu’à ce que cela se produise, les véhicules électriques pourraient encore produire des émissions nocives si l’électricité qu’ils utilisent est produite en brûlant des combustibles fossiles. Mais ne vous y trompez pas : même lorsqu’ils utilisent de l’électricité non renouvelable, ils génèrent moins de carbone tout au long de leur durée de vie que les véhicules à essence.

Tesla Modèle 3

Certains soutiennent également que la réduction des émissions des routes à proximité des maisons et des entreprises réduit la pollution atmosphérique nocive, même si les centrales électriques sont situées loin des villes et que les gens produisent toujours des gaz à effet de serre. Bien que cela soit vrai, un réseau plus propre pourrait encore améliorer la pollution de l’air. Le Royaume-Uni, par exemple, a réduit les émissions de carbone provenant de la production d’électricité de près de 40 % au cours des trois dernières années, selon la publication britannique sur le climat. Lettre de carbone† La Norvège et la France tirent la quasi-totalité de leur énergie de sources renouvelables telles que l’hydroélectricité et l’énergie nucléaire. Dans les pays avec ce type de mix énergétique, la production de batteries de VE (sur laquelle nous reviendrons plus tard) est la partie la plus chargée en carbone de l’existence d’un véhicule électrique.

2. Heure de la journée lors de la charge

Certaines régions des États-Unis utilisent différentes sources d’énergie à différents moments de la journée. À Chicago, Philadelphie et Washington DC, les centrales électriques au charbon sont utilisées la nuit. Cela réduit les coûts monétaires de l’énergie, mais augmente la pollution. La recharge pendant la journée, lorsque l’électricité est tirée de sources plus propres dans ces zones, pourrait aider à réduire les émissions.

Cela pourrait signifier une recharge à une station publique dans un garage ou à l’extérieur de votre lieu de travail plutôt qu’à la maison si elle est disponible. La plupart des gens chargent leurs véhicules électriques chez eux pendant la nuit, ce qui peut ne pas être une option réalisable pour de nombreux propriétaires de véhicules électriques. Ce n’est pas non plus un modèle durable à long terme. Encore une fois, la grille doit être plus verte pour corriger ce problème.

3. Climat local

La chaleur et le froid extrêmes ont des effets négatifs sur l’efficacité des véhicules électriques. Selon le Département d’ingénierie et de technologie de l’Université Carnegie Mellon, les véhicules électriques situés dans des zones climatiques plus extrêmes aux États-Unis peuvent consommer jusqu’à 15 % d’énergie en plus en moyenne. Dans les régions les plus froides, cela peut représenter jusqu’à 40 % de consommation d’énergie en plus. Le temps froid ralentit les réactions chimiques qui se produisent à l’intérieur des batteries lithium-ion qui alimentent les voitures tout électriques, et il nécessite plus de puissance pour les systèmes électriques auxiliaires tels que le chauffage. Cette consommation d’énergie supplémentaire pourrait se traduire par des émissions plus élevées si cette énergie est tirée de centrales électriques à combustible fossile.

Mais la technologie des batteries EV progresse constamment. Des batteries qui prennent moins de temps à charger et sont plus denses en énergie sont en cours de développement. Les véhicules électriques sont également déjà équipés de systèmes de refroidissement pour atténuer les effets de la chaleur extrême sur leurs batteries.

4.Fabrication de batteries

La fabrication de batteries et de véhicules est le processus le plus polluant impliqué dans un véhicule électrique. Selon l’Institut suédois de l’environnement, environ la moitié des émissions à vie d’une batterie de VE proviennent de l’électricité utilisée dans sa fabrication et son assemblage.

Il y a aussi la question des métaux qui entrent dans ces batteries, comme le cobalt et le lithium. Ces métaux doivent être extraits de la terre par des processus qui sont tout sauf écologiques. En fait, l’extraction des matériaux d’une batterie de VE et son assemblage produisent plus d’émissions que la production d’une voiture à essence. Les processus impliqués dans l’extraction des métaux de terres rares sont gourmands en eau et peuvent être nocifs pour l’environnement, la faune et les personnes.

Malgré ce qui précède, les véhicules électriques devancent toujours les véhicules à essence lorsque vous mesurez leurs émissions tout au long de leur durée de vie. Bien que les véhicules à essence produisent régulièrement plus d’émissions nocives à mesure qu’ils vieillissent, un véhicule électrique conservé pendant plusieurs années maintiendrait un faible niveau d’émission, la fabrication de la batterie étant la partie la plus polluante de sa vie.

Les voitures électriques et l'environnement

Image: L’Union des scientifiques concernés

Le recyclage des batteries EV est un autre domaine de préoccupation environnementale. Il est actuellement très difficile d’extraire les métaux d’une batterie en fin de vie et de les utiliser dans la construction de nouvelles, et le processus est énergivore. C’est peut-être la raison pour laquelle un rapport de 2019 Chemical and Engineering News évalue le nombre de batteries lithium-ion actuellement recyclées à moins de 5 %.

Ce même rapport présente cependant des nouvelles prometteuses. Étant donné que les batteries lithium-ion ont explosé en popularité et en utilisation, davantage d’efforts et de recherches sont déployés pour trouver des moyens de les recycler. Le département américain de l’énergie (DOE) a lancé un programme de récompense de 5,5 millions de dollars pour encourager les méthodes de collecte et de stockage des piles usagées en 2019, et il est actuellement en phase finale.

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D’autres utilisations des batteries qui ne peuvent plus alimenter un VE sont à l’étude. Ils pourraient potentiellement stocker de l’énergie en tant que système d’alimentation de secours pour les maisons et ils pourraient être utilisés pour alimenter des appareils moins énergivores.

Des programmes de recyclage efficaces réduiraient la nécessité d’extraire de nouveaux minerais, ce qui réduirait les effets nocifs de l’exploitation minière sur l’environnement.

Les constructeurs automobiles comme VW développent des moyens de recycler jusqu’à 97 % des composants métalliques d’une batterie usagée pour les utiliser dans de nouvelles batteries. Des programmes de recyclage efficaces réduiraient la nécessité d’extraire de nouveaux minerais, ce qui réduirait les effets nocifs de l’exploitation minière sur l’environnement. Les anciennes batteries agissant comme une plus grande source de nouveaux métaux signifieraient qu’une plus grande partie de ce minerai resterait dans le sol, ralentissant l’épuisement de l’approvisionnement existant. Si un programme de recyclage efficace pouvait être mis en œuvre pour les batteries de VE, cela aiderait à résoudre l’un des pires aspects environnementaux de la fabrication et de l’utilisation des VE.

Mazda MX-30

Mazda MX-30

5. Habitudes de conduite

Le fait qu’un véhicule électrique soit utilisé principalement pour la conduite en ville ou sur l’autoroute est un autre facteur déterminant de son coût environnemental. Des études ont montré que dans des conditions de conduite en ville, les véhicules électriques et autres véhicules électrifiés comme les hybrides ont le potentiel de réduire considérablement les émissions et d’économiser de l’argent aux conducteurs tout au long de leur vie par rapport aux voitures conventionnelles, en particulier dans les embouteillages. Sur l’autoroute, cependant, les véhicules électriques n’ont fait que légèrement mieux que les voitures à essence pour réduire les émissions tout en coûtant plus cher.

Les auteurs de l’étude affirment que ces données sont difficiles à cerner de manière concluante car des facteurs tels que le comportement du conducteur et des échantillons non représentatifs peuvent affecter les résultats d’une manière qui pourrait réduire la précision.

Alors, les véhicules électriques sont-ils vraiment verts ?

Comme pour la plupart des choses entourant les véhicules électriques, cela dépend. Si les véhicules électriques se rechargent constamment sur un réseau alimenté par des combustibles fossiles, ils ne font pas autant pour l’environnement à long terme qu’ils le pourraient, même s’ils ne libèrent pas d’émissions de leurs tuyaux d’échappement. Le processus de fabrication des batteries et les dommages environnementaux causés par l’extraction des composants métalliques doivent être pris en compte si nous adoptons les véhicules électriques comme principal moyen de transport.

Les véhicules électriques ont déjà moins d’impact sur l’environnement au cours de leur durée de vie que les voitures à essence. Cet impact ne peut que diminuer. Un réseau de plus en plus alimenté par des sources d’énergie renouvelables, associé à un programme efficace de recyclage des batteries ainsi qu’à des améliorations de la technologie des batteries, contribuera grandement à faire des véhicules électriques les machines vertes que nous imaginons tous dans nos têtes. Des progrès ont déjà été réalisés à ces fins, mais nous avons encore du chemin à faire.

Mais les véhicules électriques à eux seuls ne nous sauveront pas du changement climatique, et ils ne seront pas la seule solution de transport écologique dont nous avons besoin. Ils aident certainement, et ils peuvent être améliorés pour tirer encore plus de leçons de leur impact. En tant que société, nous devons développer les véhicules électriques en tandem avec des transports en commun efficaces et des infrastructures plus accessibles à pied pour voir une baisse vraiment substantielle des émissions nocives de gaz à effet de serre et de la pollution environnementale.

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