Les véhicules électriques, une solution durable ?

L’orientation vers les véhicules électriques soulève des questions cruciales concernant la demande en matières premières. Une étude récente apporte un éclairage nouveau sur les besoins en ressources pour l’électrification du parc automobile d’ici 2050, tout en proposant des stratégies innovantes pour atténuer la consommation de ressources.

Une équipe de chercheurs dirigée par le professeur associé Shoki Kosai de l’Université Ritsumeikan au Japon a publié une étude dans la revue Resources, Conservation and Recycling. L’objectif de leurs travaux était de fournir une estimation plus précise des besoins en ressources pour les véhicules électriques à l’horizon 2050.

Les estimations actuelles sous-évaluent la demande totale en minéraux, car elles ne prennent pas en compte les ressources nécessaires au remplacement des batteries au cours de la durée de vie du véhicule, ni l’augmentation des capacités des batteries. L’étude menée par le Dr Kosai et son équipe vise à combler cette lacune en tenant compte de la demande en matières premières pour la production, l’exploitation et l’entretien des véhicules électriques.

Trois scénarios pour évaluer la demande en ressources

Les chercheurs ont évalué la demande totale en matériaux (TMR) pour les batteries de véhicules électriques selon trois scénarios :

1. Le scénario de référence technologique (RTS), qui maintient les tendances énergétiques et technologiques actuelles.

2. Le scénario 2 degrés (2DS), qui nécessite des mesures importantes d’atténuation du changement climatique pour limiter la hausse des températures à 2°C.

3. Le scénario au-delà de 2 degrés (B2DS), qui vise zéro émission d’ici 2060 et une limitation de la hausse des températures à 1,75°C d’ici 2100.

L’étude se base sur une durée de vie des véhicules de 15 ans ou 100 000 km, utilisant des batteries lithium-ion avec du nickel, du cobalt et du manganèse, remplacées tous les sept ans.

Des résultats révélateurs sur l’augmentation de la demande en ressources

Les résultats de l’étude montrent que la demande totale en matériaux pour les véhicules électriques augmente dans les trois scénarios. Dans le scénario RTS, où la majorité des véhicules restent à moteur à combustion interne, la demande en matières premières double presque par rapport aux niveaux de 2015. Dans le scénario B2DS, où les véhicules électriques à batterie dominent, la demande est 22,7% plus élevée.

Dans ce dernier scénario, les batteries lithium-ion devraient représenter 55% de l’utilisation totale des ressources dans l’industrie automobile, principalement en raison de la production et de l’entretien des véhicules électriques à batterie.

Des stratégies d’économie circulaire pour atténuer la demande en ressources

Les chercheurs ont identifié plusieurs stratégies d’économie circulaire qui pourraient réduire de moitié la demande en ressources ou la maintenir aux niveaux de 2015. Ces stratégies comprennent :

– L’allongement de la durée de vie des véhicules

– La promotion des services de partage de voitures et de covoiturage

– L’amélioration de la récupération et du recyclage des matériaux dans les nouveaux véhicules

– L’augmentation de l’efficacité énergétique

– L’adoption de batteries à l’état solide plus durables

Parmi ces stratégies, le covoiturage et le recyclage ont montré l’impact le plus significatif, réduisant la demande en ressources de 37,0% à 43,0% et de 33,0% à 39,6% respectivement. Les améliorations de l’efficacité énergétique ont également joué un rôle important, en particulier pour les véhicules à moteur à combustion interne, contribuant à une réduction de la demande en ressources de 10,2% à 21,8%.

L’importance des batteries à l’état solide

Le passage aux batteries à l’état solide s’est révélé être un contributeur majeur à la réduction de la demande en ressources. Ces batteries nécessitent moins de matériaux que les batteries lithium-ion traditionnelles et n’ont pas besoin d’être remplacées aussi souvent. Leur utilisation a permis de réduire le besoin de ressources supplémentaires de 30,6% pour l’augmentation de la capacité des batteries et de 29,1% pour le remplacement des batteries.

Avec une demande de véhicules électriques qui devrait passer de moins de 45 millions en 2023 à 250 millions en 2030 et atteindre 525 millions en 2035, la mise en œuvre de stratégies d’économie circulaire sera cruciale pour répondre aux demandes en ressources pour les futurs objectifs d’électrification.

Le Dr Kosai conclut : «Dans l’ensemble, les résultats de cette étude sont clairs. Dans le secteur automobile, l’électrification contribue à une augmentation de l’utilisation des ressources d’environ plus du double. L’électrification des véhicules peut être réalisée sans augmenter l’utilisation des ressources si un ensemble de stratégies d’économie circulaire est mis en œuvre de manière concurrente et ambitieuse.»

Article : « Title of original paper: Circular economy can mitigate rising mining demand from global vehicle electrification » – DOI: https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2024.107748