Matières premières et énergie : les VP électriques plus sobres que les thermiques

Selon un rapport de l’ONG Transport&Environment, un véhicule particulier électrique à batterie utiliserait moins de ressources matérielles qu’un VP thermique équivalent sur l’ensemble du cycle de vie.
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Matières premières VP électriques versus thermiques
Source : Transport&Environment

Dans un rapport publié début mars 2021, l’ONG Transport&Environment a comparé les besoins en ressources des VP essence ou diesel et ceux des VP électriques à batterie sur l’ensemble de leur cycle de vie. Résultat : la version électrique serait bien plus sobre que son équivalent thermique.

En effet, selon les estimations de l’organisme, les métaux utilisés dans les cellules d’une batterie moyenne d’une capacité de 60 kWh pèseraient environ 160 kg. En tenant compte du recyclage, « seuls 30 kg de métaux environ seraient perdus dont 1,8 kg de lithium, 0,4 kg de cobalt, 1,4 kg de nickel, 2,9 kg de manganèse, 15,5 kg de graphite, 10,4 kg d’aluminium et 1 kg de cuivre », a évalué T&E.

Un poids 300 à 400 fois inférieur à celui de l’essence ou diesel brûlés par un VP essence au cours de sa vie, sur la base d’une consommation de 17 000 l d’essence ou 13 500 l de diesel sur un total de 225 000 km parcourus, soit une moyenne de 7,5 l et 6 l pour 100 km.

Une consommation d’énergie inférieure en électrique sur l’ensemble du cycle de vie

T&E a également comparé la consommation d’énergie sur le cycle de vie d’un véhicule électrique à batterie (BEV) alimenté par des énergies renouvelables (EnR) et d’une voiture à carburant fossile (hors biocarburants). Bilan : un BEV alimenté par des EnR consommerait en moyenne 0,37 kWh/km sur son cycle de vie, soit 58 % de moins qu’une voiture essence (0,87 kWh/km) et 54 % de moins qu’un diesel.

Pour ce calcul, l’organisme a tenu compte de l’énergie de production du véhicule et le cas échéant de la batterie, mais aussi de l’énergie consommée directement ou indirectement pour l’utilisation de ce véhicule. Dans le cas d’une voiture thermique, cela comprend le carburant brûlé (77 % de l’énergie totale), mais aussi l’énergie nécessaire en amont pour l’extraire, le raffiner et le transporter (18 %). Pour un BEV, il s’agit de l’électricité utilisée lors de la recharge (60 % de l’énergie totale contre 23 % pour la production de la batterie et 11 % pour celle du véhicule) ainsi que l’énergie consommée pour produire les panneaux solaires photovoltaïques et les éoliennes nécessaires à sa production (7 %).

Hydrogène et hybride rechargeable : une efficacité énergétique moindre

À noter que la sobriété du véhicule électrique diminue lorsqu’il est alimenté par une pile à combustible hydrogène et non pas une batterie. En effet, « il faut 2,6 fois plus d’électricité pour alimenter la voiture à hydrogène sur la même distance », explique T&E. Sans compter l’impact de la production de la pile, l’énergie consommée par une voiture hydrogène sur son cycle de vie serait ainsi inférieure de seulement 24 % à celle d’une voiture essence.

Quant aux voitures hybrides rechargeables (PHEV), leur consommation d’énergie est difficile à évaluer. « À titre indicatif, si le PHEV a une batterie de 15 kWh et que la moitié de la distance est parcourue avec le moteur électrique, la consommation d’énergie sur le cycle de vie serait supérieure de 42 % à celle des BEV et inférieure de 41 % à celle de l’essence », indique toutefois T&E.

La chimie avancée et le recyclage pour des batteries moins gourmandes en métaux rares

Ces estimations – très favorables aux BEV – pourraient devenir encore plus favorables à l’avenir. En effet, les évolutions technologiques permettront de réduire la quantité nécessaire pour produire une cellule de batterie, avec l’arrivée potentielle de batteries à électrolyte liquide, les batteries solides voire les batteries métal-air.

T&E estime ainsi qu’entre 2020 et 2030, la quantité moyenne de lithium nécessaire pour un kWh de batterie de BEV diminuera de moitié (de 0,10 à 0,05 kg/kWh), celle de cobalt de plus de trois quarts (de 0,13 à 0,03 kg/kWh) et celle de nickel d’environ un cinquième (de 0,48 à 0,39 kg/kWh).

De plus, leur recyclage en boucle fermée devrait permettre de limiter les besoins en matières premières et donc l’impact de leur extraction sur l’environnement et les communautés, anticipe T&E, mais aussi la dépendance de l’UE à l’importation. De fait, la Commission européenne a récemment proposé d’introduire des taux minimaux de recyclage et de valorisation pour les batteries de VE (voir notre article).

VE : une croissance à encadrer

Certes, la conversion du parc automobile européen à l’électrique entraînera une croissance de la demande en matières premières. T&E estime que la part de marché moyenne des véhicules particuliers électriques à batterie (BEV) atteindra 21 % en 2025 puis 54 % en 2030 ; et celles de VP hybrides rechargeables (PHEV) respectivement 11 % puis 14 %. Cela représenterait un besoin de 200 GWh en 2025, 525 GWh en 2030 et 910 GWh en 2035. La demande en matières premières atteindrait ainsi 1,1 Mt en 2030, puis 1,3 Mt en 2035 et la production de ces batteries aura forcément un impact sur l’environnement.

Cependant, « si la production en temps voulu de matériaux pour les batteries n’est pas sans poser de problèmes, ceux-ci ne sont rien en comparaison des faiblesses du système actuel de transport routier à base de pétrole en termes d’environnement, d’approvisionnement en matières premières et de coûts énergétiques », affirme T&E.

L’ONG souhaite ainsi un changement systémique à l’échelle de l’UE vers une mobilité à batteries. Toutefois, elle recommande aussi de renforcer les normes environnementales et sociales en termes d’approvisionnement et de recyclage, d’investir dans des technologies réduisant les besoins en matières premières, mais aussi de diminuer le nombre de véhicules en circulation.