Avec l’augmentation du nombre de véhicules électriques dans le monde, qui mettent à mal le réseau électrique, une étude approfondie examine comment l’efficacité des VE pourrait réduire la charge de l’infrastructure.
Au milieu du déploiement mondial des véhicules électriques (VE), une préoccupation majeure pour les consommateurs et les gouvernements est la solidité de l’infrastructure de charge des VE. Les préoccupations concernant la fiabilité et la disponibilité des chargeurs entravent l’adoption généralisée des VE, et l’expansion de l’infrastructure s’avérera coûteuse et longue.
Cependant, une amélioration de l’efficacité des VE pourrait réduire la nécessité d’une expansion importante de l’infrastructure, selon une récente étude conjointe de l’Electric Power Research Institute (EPRI) et du Natural Resources Defense Council (NRDC). De plus, des changements dans la construction des VE pourraient bénéficier au réseau électrique. À quoi ressemble l’efficacité des VE et comment les ingénieurs peuvent-ils l’atteindre ?
Alerte faible batterie VE. Image courtoisie de Adobe Stock
Améliorer les VE en ligne de mire
NRDC et EPRI ont étudié les avancées potentielles de l’efficacité des véhicules électriques et leurs impacts plus larges sur la consommation d’énergie, les demandes d’infrastructure et les coûts pour les consommateurs.
Au cœur de l’analyse se trouvent plusieurs technologies clés qui pourraient améliorer l’efficacité des véhicules électriques et à combustion interne. Il s’agit notamment de :
- réduction de la traînée aérodynamique
- amélioration des designs de pneus pour réduire la résistance au roulement
- optimisation des systèmes auxiliaires pour une utilisation plus efficace de l’énergie
- amélioration de l’efficacité du groupe motopropulseur
- augmentation de la densité d’énergie des batteries
Chaque stratégie technologique vise à améliorer un aspect spécifique du fonctionnement du véhicule afin de réduire de manière significative l’énergie nécessaire par mile, ce qui permet d’augmenter l’autonomie du véhicule ou de réduire la taille et le coût des batteries nécessaires.
Les quatre scénarios présentés dans l’étude EPRI. Image courtoisie de EPRI
L’étude explore ces avancées à travers quatre scénarios distincts projetés jusqu’en 2050. Le scénario « Actuel » sert de référence, en supposant que les efficacités restent constantes au niveau de 2023. Le scénario « Amélioré » intègre les meilleures pratiques existantes et anticipe les avancées technologiques progressives. Le scénario « Avancé » introduit des améliorations significatives et inclut des réductions modérées de poids des véhicules grâce à l’acier à haute résistance. Enfin, le scénario « Avancé + Allègement » va au-delà du scénario « Avancé » en intégrant des réductions de poids substantielles grâce à des matériaux avancés tels que la fibre de carbone.
Prévisions des impacts sur l’efficacité des VE
En utilisant le modèle US-REGEN, les chercheurs ont fourni des prévisions quantitatives illustrant les profonds impacts que ces améliorations de l’efficacité pourraient avoir.
Dans le scénario « Avancé + Allègement » le plus ambitieux, ils ont projeté que la demande d’électricité annuelle pour la recharge des véhicules pourrait connaître une réduction de 53 %, passant de 2 400 térawattheures (TWh) à environ 1 136 TWh d’ici 2050. De plus, ce scénario prévoit que les dépenses énergétiques annuelles totales pourraient être réduites d’environ 238 milliards de dollars d’ici 2050, dont 195 milliards de dollars grâce à des coûts réduits liés à l’électricité et à l’infrastructure de recharge. De telles économies illustrent les avantages financiers directs pour les consommateurs grâce à une réduction des coûts d’exploitation, ce qui améliore l’accessibilité et l’attrait de la possession de véhicules électriques.
Réductions de la consommation d’électricité dans chaque scénario d’efficacité. Image courtoisie de EPRI
Les implications pour le réseau électrique sont tout aussi importantes. Une meilleure efficacité des véhicules pourrait considérablement réduire la nécessité de nouvelles infrastructures de production, de transport et de distribution, permettant ainsi d’économiser jusqu’à 170 milliards de dollars par an dans les investissements liés au réseau. Cette réduction aide non seulement à gérer les dépenses en capital des services publics, mais aussi à atténuer les impacts environnementaux associés au développement massif des infrastructures.
La diminution de la demande d’énergie par véhicule implique également une baisse du besoin de matériaux de batterie tels que le lithium, ce qui soulage la pression sur les chaînes d’approvisionnement mondiales et contribue aux efforts de durabilité. Cet aspect est crucial car il aborde une préoccupation environnementale majeure liée à l’augmentation de la production de véhicules électriques : l’extraction et le traitement des ressources.
Implications des technologies futures
L’étude de l’EPRI et du NRDC plaide efficacement en faveur d’une innovation continue dans la technologie des véhicules et d’une approche collaborative entre les constructeurs automobiles, les chercheurs et les décideurs politiques pour réaliser ces gains d’efficacité. Il suggère que des études détaillées supplémentaires devraient soutenir ces efforts pour quantifier les avantages économiques et les coûts de ces améliorations technologiques. De telles études seront utiles pour orienter les politiques et les investissements futurs dans le secteur automobile en pleine évolution, afin de garantir que la transition vers les véhicules électriques soit à la fois économiquement viable et écologiquement durable.