Thread by @EmileFulcheri

Thread pédagogique sur les véhicules électriques.
Le rendement d'un moteur électrique dans une voiture électrique est typiquement supérieur à 90%, contre environ 20-25% pour le rendement d'un moteur thermique.
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Les voitures électriques sont toujours assez cher à l'achat. Mais leur coût baisse rapidement, grâce à la chûte des coûts des batteries. 1 kWh de batterie coûtait en moyenne 650 $ en 2013, et plus que 176 $ en 2018.
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Cette baisse des coûts des batteries permet aux ventes de véhicules électriques de progressivement décoller. Les ventes de voitures électriques sont passées de 450 000 en 2015 à 2,1 millions en 2019 dans le monde (≈3% du marché mondial des voitures)
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Le bilan CO2 des voitures électriques par rapport à la voiture thermique dépend de trois paramètres clés: la composition du mix électrique où la voiture roule + le nombre de km parcourus + la taille de la batterie.
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En France, le mix est déjà décarboné, grâce au nucléaire, à l'hydroélectricité, à l'éolien et au PV. Le facteur d'émission moyen de l'électricité française est ≈ 65 gCO2/kWh. En Allemagne, c'est ≈ 350 gCO2/kWh (500 vers 2010).
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Pour comparer le bilan CO2 d'une voiture électrique avec une voiture thermique, on réalise une ACV (analyse de cycle de vie) qui comptabilise les émissions dans chaque phase du cycle de vie de la voiture (extraction des matières, fabrication, usage, fin de vie).
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En France grâce au mix électrique bas carbone, la voiture électrique émet bien moins de CO2 que sont équivalent thermique. D'après l'ADEME (2016), une citadine électrique émettait en France 10 tonnes de CO2 équivalent, contre 32 pour une citadine thermique.
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Pour une voiture élec., la fabrication de la batterie (en Chine) compte pour environ 1 tiers du bilan CO2. Mais le mix élec. chinois se décarbone progressivement. Le facteur d'émission est passé de 750 gCO2/kWh en 2010 à 576 gCO2/kWh en 2019, grâce aux ENR et nucléaire
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Ce sont aussi les effets d'échelles et les gains d'efficacité dans la chaîne de valeur des batteries qui fait baisser le bilan CO2 des batteries.
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Le bénéfice économique et écologique de la voiture élec. dépend aussi du nombre de km parcourus. La voiture élec. est plus chère et plus émettrice à l'achat. Mais chaque km parcourus est beaucoup moins cher et émetteur de CO2 que la voiture thermique.
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Pour le coût et l'impact environnemental des voitures électriques, il vaut mieux privilégier une petite batterie, car la batterie compte pour une bonne part dans le bilan économique et environnemental de la voiture. Mais une petite batterie réduit l'autonomie.
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En plus des voitures 100% électriques (moteur élec. + batterie), les voitures hybrides se développent. Elles combinent moteur électrique (plus efficace donc utilisé la plupart du temps) et un moteur thermique (pour l'autonomie et pour réduire la taille de la batterie)
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La Chine est leader des véhicules élec. (VE). 2 des 4 principaux constructeurs de voitures élec. sont chinois (BYD et BAIC). La Chine, c'est 50% des ventes de voitures élec et 99% des ventes de bus élec. (100 000 par an en 2019). La Chine est aussi leader des 2 roues élec
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Le véhicule élec. est aussi intéressant pour réduire la pollution atmosphérique (particules, CO, NOx et SOx), qui provoquent des maladies respiratoires. Plusieurs études estiment le nombre de morts prématurés dûs à la pollution de l'air en France autour de 50 000 par an
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Le développement des véhicules élec. (VE) pose aussi une question pour le réseau électrique. RTE a estimé qu'un dévelopemment rapide de 16 millions de VE en France d'ici 2035 ajouterait 48 TWh de conso électrique, ce qui selon RTE est largement gérable.
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Selon RTE, le challenge principal sera de piloter la demande en recharge des VE pour éviter les heures de pointes (19-21h), qui nécessite une capacité de puissance élevée. Ce pilotage pourrait représenter 6 à 13GW (61GW consommés en moyenne en France, 95 GW au max)
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Le pilotage de la demande en recharge pour éviter la pointe permettra aussi d'intégrer + d'éolien et de photovoltaïque dans les mix électriques. Des chargeurs intelligents pourront recharger en priorité pendant les heures ou l'électricité est la moins chère.
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Le véhicule élec. n'est qu'une des nombreuses options à développer pour la décarbonation: réduire le besoin en transport, aménagement urbain, mobilité douce, transports en communs, co-voiturage, multi-modalité des modes de transports.
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Point de vue technologique, l'hydrogène H2 comme vecteur énergétique aura un rôle à jouer pour décarboner la mobilité lourde. Pour éviter le CO2 en sortie, l'H2 devra être produit par électrolyse de l'eau (2 H2O -> 2 H2 + O2) ou pyrolyse du méthane (CH4 -> C + 2 H2).
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La mobilité élec. a aussi de l'avenir en Afrique. La start-up STIMA (stimaboda.com) électrifie les moto-taxis du Kenya, en fournissant dans les villes des stations de swapping (échange de batterie). Les 1,2 millions de moto-taxis au Kenya font + de 80km/jour.
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Electrifier les moto-taxis d'Afrique permet de réduire les dépenses en énergie et en maitenance des motos. Les gains environnementaux au Kenya seraient énorme puisque plus de 80% de l'électricité est produite par des ENR (hydro et géothermie).
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Conclusion: Les véhicules élec. sont intéressants pour réduire les émissions de CO2 partout dans le monde, et surtout en France grâce au mix élec. décarboné, et pour réduire la pollution de l'air. Ils restent chers, mais le coût des batteries continue de baisser.
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