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Une voiture électrique est une automobile mue par un ou plusieurs moteurs électriques, généralement alimentés par une batterie d'accumulateurs voire une pile à hydrogène.
Parmi les modèles de chacune de ces filières, on peut citer la Tesla Model 3 et la Renault Zoe équipées de batteries et la Toyota Mirai dotée d'une pile à combustible.
La part de marché de la voiture électrique atteint 4,6 % au niveau mondial en 2020 ; les parts de marché les plus élevées se rencontrent en Norvège (74,8 %), en Islande (52,4 %), en Suède (32,3 %) et aux Pays-Bas (25 %) ; elles se situent à 5,7 % en Chine, 13,5 % en Allemagne, 11,3 % en France et au Royaume-Uni, 2,0 % aux États-Unis.
En décembre 2020, le parc mondial de voitures 100 % électriques atteignait 8,6 millions de véhicules, dont 40,8 % en Chine, 20,4 % en Europe et 13,2 % aux États-Unis.
Publicité Automobiles électriques
Jenatzy (1899).
La
Renault ZOE, voiture électrique la plus vendue en France en 2013
1.
Le concept de voiture électrique correspond au concept de véhicule électrique dans le domaine de la voiture.
Le véhicule électrique comprend essentiellement un système de batterie qui joue le rôle du réservoir à carburant ainsi que de moteur(s) électrique(s). Elle se différencie du véhicule thermique par un temps de recharge plus long que la réalisation d'un plein de carburant, ainsi que par la facilité de transporter et distribuer l'électricité, comparée à celle de distribuer les produits pétroliers.
La voiture est généralement équipée d'un ou plusieurs moteurs électriques dont la puissance totale peut aller de 9 à plus de 750 kW, selon la taille du véhicule, l'usage et les performances recherchées. Par exemple :
Une batterie d'accumulateurs le plus souvent, parfois une pile à combustible ou autre source d'énergie électrique, fournit le(s) moteur(s) en énergie. Les batteries d'accumulateurs sont elles-mêmes rechargées soit par câble depuis une source électrique extérieure ; soit par récupération d'énergie en cours de roulement grâce au freinage régénératif, pour les automobiles électriques ou hybrides électriques, le moteur fonctionnant alors en générateur d'électricité ; soit encore par l'un ou l'autre, pour les véhicules hybrides rechargeables.
La capacité des batteries des voitures électriques de série varie généralement entre 15 et 100 kWh10 ou même 113 kWh pour la future Lucid Air annoncée pour 2022 aux États-Unis11. L'autonomie du véhicule dépend directement de la capacité de la batterie, du type de trajet (plat, varié, urbain, etc.), du mode de conduite et des accessoires utilisés (surtout chauffage ou climatisation, et un peu l'autoradio, les phares et les essuie-glaces n'ayant qu'une consommation minime)12.
Le coût des batteries, bien plus élevé que celui d'un réservoir à carburant pour une même autonomie, représente une partie significative du coût du véhicule. Par contre le système moteur transmission d'un véhicule électrique est beaucoup plus simple à construire et à entretenir que celui d'un véhicule a moteur thermique de même puissance.
La généralisation de ce type de véhicules implique le développement d'équipements collectifs connexes pour la recharge hors domicile : stations de recharge (ou d'échange de batteries vides contre des batteries pleines), centrales électriques supplémentaires pour fournir l'énergie se substituant aux carburants actuels, développement conséquent de l'industrie des batteries, etc. L'industrie automobile, les industries et services connexes sont alors appelées à une profonde évolution.
Les équipements associés doivent répondre aux exigences en matière de sécurité pour les installations et peuvent s'intégrer dans le futur réseau électrique intelligent (smart grid). Cela pour garantir des véhicules électriques disponibles, une facture énergétique optimisée et une empreinte carbone minimale.
Le véhicule électrique peut être vu comme une réponse efficace et concrète pour diminuer l'empreinte environnementale des transports. Il répond particulièrement bien aux modes de déplacement des conducteurs urbains ou ruraux qui parcourent quotidiennement de 50 à 100 km. Ce sont essentiellement des particuliers qui utilisent leur véhicule pour le trajet domicile–travail et de nombreuses flottes d'entreprises. Mais les constructeurs proposent également des voitures d'une autonomie suffisante pour permettre des voyages de plusieurs centaines de kilomètres.
En 1834, le premier véhicule électrique, un train miniature14, est construit par Thomas Davenport. Certains historiens citent également le véhicule électrique fabriqué par l'écossais Robert Anderson15 en 1830.
En 1835, à Groningue, aux Pays-Bas, Sibrandus Stratingh met au point une voiture électrique expérimentale à échelle réduite16.
D'autres prototypes de voitures électriques ont probablement été construits avant17, mais il faut attendre l'amélioration du fonctionnement des batteries par Gaston Planté, en 1859, puis Camille Faure, en 1881, pour que les voitures électriques prennent réellement leur essor18.
À la fin du xixe siècle, trois modes de propulsion se partagent le marché naissant de la voiture automobile : le moteur à allumage commandé dit « moteur à essence », le moteur électrique et le moteur à vapeur. La voiture électrique connaît un succès certain dans la dernière décennie du xixe siècle, tant en Europe – et notamment en France19 – qu'aux États-Unis20. Il s'agit principalement de flottes de taxis pour le service urbain, en lieu et place des fiacres et autres voitures de louage à cheval. Ces voitures étaient munies de batteries au plomb pesant plusieurs centaines de kilogrammes qui étaient rechargées la nuit dans des stations spécialisées.
En , Gustave Trouvé, en coopération avec le chimiste Camille Alphonse, l’ingénieur Nicolas Raffard et le constructeur automobile Charles Jeantaud, présente La Tilbury, une automobile électrique à l'Exposition internationale d'Électricité de Paris21, dont les accumulateurs de taille importante sont placés sous le siège15.
Pour la course Paris-Bordeaux-Paris de 1895, une voiture électrique est sur la ligne de départ, conduite par Charles Jeantaud, carrossier, spécialiste de ce type de motorisation. Pour cette course, il crée un break à six places aux roues en bois. Cette voiture de sept chevaux embarque 38 accumulateurs Fulmen de 15 kg chacun. L’autonomie est d’une cinquantaine de kilomètres, à la moyenne de 24 à 30 km/h, ce qui l'oblige à disposer des batteries chargées tout au long du parcours. Mais il doit abandonner à Orléans sur le retour. De 1897 à 1906, son principal concurrent français est l'ingénieur Louis Kriéger (en).
Le Charles Jeantaud et sa Duc, piloté par le comte Gaston de Chasselout-Laubat, établit le record de vitesse d'une voiture électrique à 63 km/h15.
Aux États-Unis, Andrew L. Riker conçoit des moteurs électriques dès l’adolescence et remporte des compétitions autour de New York, sur ses modèles Riker Electric (en)22. En 1896, le magazine Scientific American souligne la « vraie surprise » que représente l'arrivée en tête de deux voitures électriques, dont la Riker, lors d’une course automobile à Narragansett, « car ces derniers temps il était largement admis que les moteurs utilisant des dérivés du pétrole étaient plutôt mieux adaptés aux véhicules sans chevaux »22. Pilotée par l'ingénieur belge Camille Jenatzy, La Jamais contente dépasse pour la première fois les 100 km/h, en atteignant 105,88 km/h le 15,23. Le record de La Jamais contente est battu en 1902 par une automobile à vapeur, conduite par Léon Serpollet, avec une vitesse de 120,77 km/h23.
Deux voitures électriques des Postes parisiennes, 1904.
En 1900, sur 4 192 véhicules fabriqués aux États-Unis, 1 575 sont électriques, 936 à essence et 1 681 à vapeur24. Patrick Fridenson relève que « les États-Unis ont manifesté très tôt de l'intérêt pour les voitures mécaniques. Mais ils ont perdu du temps par rapport à l'Europe, en donnant la priorité jusqu'en 1901 aux voitures à vapeur et à électricité. Ces deux types de voitures ont là-bas une qualité supérieure à celle obtenue en Europe. Les voitures électriques se recommandent aussi par leur simplicité de maniement. La médiocrité des routes dans les campagnes concentre la circulation des voitures nouvelles dans les villes, ce qui convient mieux aux voitures électriques ou à vapeur. » Les États-Unis détrônent la France comme premier producteur mondial d'automobiles en 1904-190525.
En France, l'administration des postes utilise un modèle électrique, la Mildé, du nom de l'ingénieur Charles Mildé. Elle pèse une tonne et demie, affiche comme vitesse maximale 15 km/h et une autonomie de 50 km15.
La construction de voitures électriques décline à l'orée des années 1910 au profit de la voiture à essence : l'apparition, en 1912, du démarreur électrique (le Delco) annonce la fin de la propulsion électrique23.
En 1942, une petite voiture électrique nommée l'« œuf électrique » circule à Paris. Elle est l’œuvre d’un ingénieur français de la SNCF, Paul Arzens (1903-1990)26. Des voitures hybrides électriques à double propulsion, thermique et électrique, sont par ailleurs construites en très petit nombre avant 1914, puis comme prototypes, telle la « Vélo Gonnet » d'Auguste Gonnet en 195227.
L'automobile à essence finit par supplanter la voiture électrique. Dans un article de 195528, John B. Rae propose une explication déterministe à l'échec de l'automobile électrique : celle-ci ne serait victime que de ses défauts intrinsèques en comparaison des avantages de la technologie des voitures à essence et il était inéluctable que ces dernières s'imposent. Rae explique que le développement de l'automobile électrique, au début du siècle, est « une excroissance parasite de l'industrie automobile, et que sa disparition ne fut regrettée que par ceux qui avaient eu la malencontreuse idée d'y investir leur argent28. » Depuis 1955, la plupart des historiens ont accepté l'explication de Rae29, à l'exception de Rudi Volti30 qui est le premier à remettre en question la thèse du déterminisme29. Plusieurs sortes de raisons techniques et économiques étaient et sont encore avancées pour expliquer la supériorité intrinsèque de la voiture à essence31. Cependant, au début des années 2000, un ouvrage de David A. Kirsch32 défend une perspective plus nuancée. Kirsch soutient, en effet, en s'appuyant sur des travaux de sociologie et d'économie de l'innovation (notamment ceux de Paul A. David), que cette technologie aurait pu se développer dans des segments particuliers du marché automobile, notamment pour les flottes urbaines, si des facteurs contingents et sociaux ne s'y étaient pas opposés. D'autres auteurs33 expliquent que la voiture électrique a échoué à cause de problèmes culturels plutôt que techniques.
Au début du xxe siècle, la technologie de la voiture électrique aurait peut-être pu se constituer en industrie viable, au moins sur certains secteurs (pour le transport urbain), mais ce n'a pas été le cas. Quoi qu'il en soit, l'idée qu'elle reste une alternative ou un complément viable et prometteur aux véhicules à essence n'a jamais complètement disparu : les espoirs placés dans la technologie des voitures électriques sont anciens34,35. À la fin des années 1960, la voiture électrique connaît ainsi un regain d'intérêt36, grâce notamment au développement de la pile à combustible, et est parfois présentée comme une technologie pouvant s'imposer à relativement brève échéance37. Une version électrique de la Renault 5 est par exemple développée en 1972 en partenariat avec EDF, qui ne sera produite qu'à une centaine d'exemplaires jusqu'en juin 197415.
La première voiture électrique réellement « moderne » par sa technologie et produite en série est la EV1 de General Motors, développée spécialement pour répondre aux sévères lois anti-pollution californiennes (programme ZEV, pour « Zero Emission Vehicle »)38. Construite à 1 117 exemplaires entre 1996 et 199939, elle est proposée en leasing sans option d'achat et améliorée plusieurs fois (nouvelles batteries Nickel-Metal Hydride beaucoup plus performantes38). En 2003, le programme est subitement arrêté, les voitures récupérées par GM et détruites39, sauf quelques exemplaires conservés pour la recherche38. Son Cx de 0,1940 était tout à fait exceptionnel pour une auto de série38,a.
Au début du xxie siècle apparaissent de nouveau dans la presse des articles annonçant l'émergence prochaine de cette technologie, sous la pression de l'augmentation du prix du pétrole et des préoccupations environnementales grandissantes41,42, et grâce aux progrès techniques43.
En 2006, le constructeur Venturi Automobiles sort Fétish, première voiture électrique de sport au monde44 dont la marque est spécialiste. D'autres modèles ont depuis poursuivi cette lignée comme les modèles Volage (huit moteurs électriques, deux par roue) et America (premier crossover électrique). Une partie des développements pour ces véhicules de série sont issus d'un programme de records de vitesse qui permet en 201] d'établir deux références mondiales. La Fédération internationale de l'automobile homologue une moyenne de 495 km/h45 et une vitesse de pointe à 515 km/h46. En 2013, Venturi Automobiles lance un nouveau programme pour tenter de battre ces records et développer de nouveaux composants pour ses voitures.
À partir de 2007, Roger Schroer obtient des records de vitesse terrestre à bord de véhicules électriques, à plus de 487 km/h sur Venturi Buckeye Bullet types 2.5 et 3 (appelées « Venturi Jamais Contente »), et en 2014 commence le championnat de Formule E FIA sur Spark SRT 01E ; organisé par la FIA, il utilise des monoplaces de Formule E dont la technologie évolue chaque année. Le Roborace, un nouveau championnat de voitures électriques, cette fois-ci sans conducteurs et également organisé par la FIA, doit voir le jour[réf. nécessaire].
La compagnie californienne Tesla Motors produit de 2008 à 2012 une petite voiture de sport électrique, la Tesla Roadster, dont l'énergie provient uniquement d'une batterie au lithium. Avec son 0–100 km/h en moins de quatre secondes et sa vitesse de pointe à 212 km/h, elle rivalise facilement avec des voitures trois fois plus chères tout en offrant 340 km d'autonomie47, pour une recharge en quelques heures48. En 2009, la firme présente une berline familiale de luxe, le Model S, qui offre jusqu'à 480 km d'autonomie49, une recharge rapide en 45 minutes et une recharge complète en quatre heures, 0−100 km/h en 5,6 secondes et une vitesse maximale de 193 km/h50. Tesla vend 22 477 véhicules électriques en 2013, produit 51 095 véhicules en 2015 et 83 922 en 2016. Tesla a implanté son quartier général pour l'Europe à Amsterdam et opère des centres d'entretien dans toute l'Europe. Elle ouvre en 2016 dans le Nevada sa propre usine de fabrication de batteries, la Gigafactory 1, en partenariat avec Panasonic51. En 2017, Tesla lance le Model 3.
La société indienne « Reva Electric Car Company » produit depuis 2001 la REVA, une petite voiture électrique 2+2 places, d'une vitesse de pointe de 80 km/h et d'une autonomie nominale de 80 km. Vendue en Angleterre depuis 2003 sous le nom de G-Wiz52, la REVA est maintenant disponible dans différents pays européens53. Deux modèles sont disponibles depuis 2009 : la « REVAi », à batteries au plomb, et la « REVA L-ion » à batteries lithium-ion, dont l'autonomie nominale est de 120 km54.
Lors du salon de Tokyo d'octobre/novembre 2007, Mitsubishi présente la i-MiEV sport (MiEV pour Mitsubishi Innovative Electric Vehicle) et Subaru son concept car G4e. Ces deux voitures tout-électrique ont une autonomie de 200 km55.
Le premier camion tout-électrique pour les livraisons en ville, le Newton, est en service depuis 2007 en Angleterre et aux États-Unis. La circulation dans le centre de Londres étant soumise à péage, sauf pour les véhicules électriques, le constructeur Smith Electric Vehicles (en) (SEV) a conçu ce camion vers ce marché. Il a une autonomie de 160 km et une charge utile allant jusqu'à 7,28 tonnes pour le plus grand modèle56.
En 2010 et 2011, Toyota et EDF testent une nouvelle voiture hybride dérivée de la Prius, en vue d'une future commercialisation. L'expérimentation a lieu dans la ville de Strasbourg. Cette voiture essence hybride est rechargeable sur une prise électrique domestique, ce qui permet pour les petits trajets de rouler exclusivement à l'électricité, la propulsion essence étant dans ce cas réservée aux trajets plus longs57,58. Les premiers tests en utilisation normale débutent fin 2007, une flotte de cent Toyota Prius est louée à des entreprises et organismes publics pour l'usage personnel et professionnel des employés désirant participer à l'opération. Schneider Electric fournit 135 bornes de recharge, installées sur les sites des entreprises partenaires et au domicile des particuliers engagés ainsi qu'un système de gestion de l'énergie.
La fin 2010 est une période importanteb pour le grand public désirant une automobile électrique : pour la première fois, deux offres de constructeurs établis sont disponibles, qui sont des véhicules conçus dès le départ en tant que voitures électriques. Le constructeur américain General Motors commercialise aux États-Unis depuis décembre 201059 un véhicule à moteur électrique et générateur d'appoint thermique, la Chevrolet Volt60. Ce véhicule a ensuite été commercialisé en Europe sous le nom d'Opel Ampera début 201261. En parallèle, Nissan lance d'abord aux États-Unis, puis en Europe, sa LEAF, dont l'énergie est seulement stockée dans des batteries.
En 2011, en Norvège, la E14 a bénéficié d'une aide de l'Europe (Interreg, projet dit « Green Highway ») pour l'équipement sur 400 km, entre Trondheim et Sundvall, de stations service permettant le rechargement électrique (électricité renouvelable et propre uniquement, d'origine hydroélectrique essentiellement), biogaz, biodiesel et éthanol. La ville de Trondheim s'est équipée en véhicules « verts » qui pourront bénéficier de ce réseau62.
En France, le constructeur français Eon Motors a mis au point une petite voiture électrique sans permis à bas prix, la Weez : trois places, 295 kg, 60 km d’autonomie, laquelle, homologuée en août 2012, devrait être commercialisée lors du Mondial de l’automobile à Paris en octobre 201463.
En juillet 2017, le constructeur suédois Volvo annonce qu'il ne lancerait plus de voitures dotées de moteur 100 % thermique à compter de 2019 ; tous les futurs modèles de la marque adopteront des motorisations hybrides ou 100 % électriques. C'est la première fois qu'un constructeur traditionnel abandonne les moteurs à combustion, essence ou Diesel. Volvo a pour objectif affiché de vendre un million de voitures électriques en 202564.
Volkswagen lance à l'automne 2017 son programme d’électrification « Roadmap E », qui vise à fabriquer jusqu’à trois millions de véhicules électriques par an et à commercialiser80 nouveaux modèles au sein des différentes marques du groupe. En mars 2018, il promet une accélération à compter de 2019, où un nouveau véhicule électrique doit être lancé « pratiquement tous les mois ». Le nombre de sites sur lesquels il produit des véhicules électriques passera de trois en 2018 à seize en 202265.
En avril 2018, le président de l’Alliance Renault-Nissan-Mitsubishi, Carlos Ghosn, déclare que la problématique d’autonomie est désormais réglée pour une grande partie des utilisateurs et que le principal frein est désormais le prix ; il note : « Quand vous regardez les voitures électriques chinoises qui se vendent, ce sont des voitures très, très abordables ». Nissan a donc présenté la Sylphy électrique adaptée au marché chinois, Dacia réfléchit à la commercialisation de modèles électriques et Renault à une Twingo électrique66.
Mary Barra, directrice générale de General Motors, s'engage en faveur de la mobilité électrique dans un article publié en mai 2018 : « Le changement climatique est réel. Nous reconnaissons que le secteur des transports y contribue pour une part importante et que nous devons faire partie de la solution ». Elle s'engage à réduire les émissions polluantes et à investir dans un avenir entièrement électrique. « Nous nous attendons à ce qu’au fil du temps, le prix des voitures électriques soit compétitif par rapport à celui des véhicules à combustion interne. D’ici là, nous [soutiendrons] et appuierons toutes les mesures de soutien qui convaincront davantage de consommateurs à opter pour les voitures électriques ». Elle promet que General Motors sera, au plus tard en 2021, le premier constructeur de voitures électriques à gagner de l’argent ; dès 2023, au moins 20 modèles de véhicules à batterie ou à hydrogène seront proposés dans le catalogue, et GM prévoit de vendre un million de voitures électriques par an dès 202667.
En 2019, les grands constructeurs automobiles japonais annoncent tous de petits véhicules électriques susceptibles de casser la barrière de prix qui freine le développement de ce segment : nouvelle Honda e, Nissan IMk, petit modèle Toyota ultra-compact électrique à deux places destiné aux conducteurs débutants, aux personnes âgées et aux ruraux68.
En février 2020, Citroën présente l'AMI, « solution de mobilité urbaine » de deux places destinée aux centres-villes, véhicule sans permis d'une autonomie de 70 kilomètres à petit prix : 6 900 € hors bonus écologique de 900 €69.
En décembre 2020, Honda annonce que les motorisations 100 % thermiques disparaîtront entièrement de son catalogue à partir de 2022 en Europe70.
En 2018, le principal fabricant de voiture électrique était BYD, comptant 247 811 voitures 100 % électriques vendues. Le deuxième fabricant était Tesla, avec 2 305 véhicules de moins71.
Selon le rapport annuel de l'Agence internationale de l'énergie, les ventes de voitures à batterie (100 % électriques et hybrides rechargeables) ont progressé de 41 % en 2020, à 3 millions d'unités dans le monde, atteignant une part de marché de 4,6 %, alors que le marché automobile chutait de 6 % du fait des conséquences de la pandémie de Covid-19. Le parc mondial de ces voitures branchées atteint désormais 10 millions d’unités, auxquelles s'ajoutent environ 1 million d’utilitaires, de camions lourds et de bus électriques. L’offre mondiale de véhicules électriques se compose de 370 modèles, soit 40 % de plus qu’en 201972,73.
Immatriculations annuelles de voitures électriques par pays (milliers)
|
 Chine |
- |
1,1 |
146,7 |
257,0 |
468,0 |
815,9 |
834,2 |
931,3 |
33,8 % |
5,7 % |
 États-Unis |
1,1 |
1,2 |
71,0 |
86,7 |
104,5 |
238,8 |
241,9 |
231,1 |
8,4 % |
2,0 % |
 Allemagne |
0,02 |
0,14 |
12,1 |
11,3 |
25,1 |
36,1 |
63,3 |
194,5 |
7,1 % |
13,5 % |
 France |
0,01 |
0,2 |
17,3 |
21,8 |
26,0 |
31,1 |
42,8 |
110,0 |
4,0 % |
11,3 % |
 Royaume-Uni |
0,2 |
0,3 |
10,1 |
10,5 |
13,6 |
15,7 |
38,4 |
108,3 |
3,9 % |
11,3 % |
 Norvège |
- |
0,9 |
25,8 |
24,2 |
33,1 |
46,1 |
60,3 |
76,8 |
2,8 % |
74,8 % |
 Pays-Bas |
- |
0,1 |
2,5 |
4,1 |
9,2 |
24,4 |
62,0 |
72,3 |
2,6 % |
25,0 % |
 Canada |
- |
- |
4,4 |
5,2 |
8,7 |
22,7 |
32,4 |
36,9 |
2,1 % |
4,2 % |
 Italie |
- |
- |
0,7 |
1,4 |
2,0 |
5,0 |
10,7 |
32,5 |
1,2 % |
4,3 % |
 Corée du Sud |
- |
0,06 |
3,1 |
4,7 |
14,0 |
55,5 |
33,4 |
31,3 |
1,1 % |
2,9 % |
 Suède |
- |
- |
3,0 |
3,0 |
4,4 |
7,1 |
15,8 |
28,1 |
1,0 % |
32,3 % |
 Suisse |
- |
- |
3,3 |
3,3 |
4,8 |
5,1 |
13,2 |
19,4 |
0,7 % |
14,3 % |
 Espagne |
- |
- |
1,3 |
2,0 |
3,9 |
6,0 |
10,0 |
18,5 |
0,7 % |
5,0 % |
 Belgique |
- |
- |
1,4 |
2,1 |
2,7 |
3,6 |
8,8 |
15,2 |
0,6 % |
11,2 % |
 Japon |
- |
2,4 |
10,5 |
15,3 |
18,1 |
26,5 |
21,3 |
14,6 |
0,5 % |
0,6 % |
 Danemark |
- |
- |
4,2 |
1,2 |
0,7 |
1,5 |
5,5 |
14,2 |
0,5 % |
16,4 % |
 Portugal |
- |
0,7 |
0,7 |
0,8 |
1,9 |
4,4 |
6,9 |
8,1 |
0,3 % |
13,8 % |
 Australie |
- |
0,05 |
0,8 |
0,7 |
1,2 |
1,8 |
6,3 |
5,2 |
0,2 % |
1,0 % |
 Pologne |
- |
- |
0,2 |
0,3 |
0,9 |
1,1 |
2,3 |
4,9 |
0,18 % |
0,8 % |
 Finlande |
- |
0,03 |
0,2 |
0,2 |
0,5 |
0,8 |
1,9 |
4,2 |
0,15 % |
18,1 % |
 Nouvelle-Zélande |
- |
0,01 |
0,3 |
1,2 |
2,9 |
4,4 |
5,3 |
3,9 |
0,14 % |
2,8 % |
 Islande |
- |
- |
0,4 |
0,4 |
0,8 |
0,8 |
0,9 |
2,6 |
0,1 % |
52,4 % |
 Inde |
- |
0,4 |
0,5 |
2,0 |
1,2 |
2,1 |
2,1 |
1,6 |
0,06 % |
0,1 % |
| Total Europe |
0,03 |
2,6 |
87,2 |
92,0 |
138,3 |
201,9 |
363,4 |
746,8 |
27,1 % |
10,0 % |
|---|
| Total Monde |
1,9 |
10,5 |
412,1 |
557,6 |
896,4 |
1 572,8 |
1 906,3 |
2 754,8 |
100 % |
4,6 % |
|---|
Source des données : Agence internationale de l'énergie74,75.
* part du total mondial ; ** part de marché dans le pays. |
Parc de voitures électriques par pays (milliers)
|
| Chine |
- |
1,6 |
206,1 |
463,1 |
931,1 |
1 747,0 |
2 581,2 |
3 512,5 |
40,8 % |
1,7 % |
| États-Unis |
1,1 |
3,8 |
210,3 |
297,1 |
401,5 |
640,4 |
882,3 |
1 138,7 |
13,2 % |
0,8 % |
| Norvège |
- |
2,7 |
58,9 |
83,1 |
116,1 |
162,3 |
222,6 |
339,1 |
3,9 % |
17,0 % |
| Allemagne |
0,02 |
0,2 |
29,6 |
40,9 |
59,1 |
95,1 |
136,6 |
330,8 |
3,8 % |
1,4 % |
| France |
0,01 |
0,3 |
45,2 |
67,0 |
93,0 |
124,0 |
166,8 |
281,6 |
3,3 % |
1,0 % |
| Royaume-Uni |
0,2 |
1,7 |
21,0 |
31,5 |
45,0 |
60,8 |
99,1 |
207,4 |
2,4 % |
1,4 % |
| Pays-Bas |
- |
0,3 |
9,4 |
13,1 |
21,1 |
45,0 |
107,5 |
182,5 |
2,1 % |
3,2 % |
| Japon |
- |
3,5 |
79,1 |
88,2 |
102,0 |
112,2 |
122,1 |
136,7 |
1,6 % |
0,5 % |
| Canada |
- |
- |
9,7 |
14,9 |
23,6 |
46,3 |
78,7 |
127,5 |
1,5 % |
0,8 % |
| Corée du Sud |
- |
0,06 |
5,8 |
10,4 |
24,4 |
54,9 |
88,4 |
119,7 |
1,4 % |
0,7 % |
| Suède |
- |
- |
5,1 |
8,0 |
12,4 |
19,5 |
30,3 |
55,7 |
0,6 % |
3,6 % |
| Italie |
- |
0,6 |
4,4 |
5,8 |
7,8 |
12,8 |
23,5 |
55,3 |
0,6 % |
0,3 % |
| Suisse |
- |
0,16 |
8,0 |
11,3 |
16,1 |
21,2 |
34,4 |
53,8 |
0,6 % |
1,9 % |
| Espagne |
- |
0,08 |
4,4 |
6,5 |
10,4 |
16,4 |
26,4 |
45,0 |
0,5 % |
0,2 % |
| Danemark |
- |
0,06 |
7,5 |
8,3 |
8,8 |
10,0 |
15,5 |
31,9 |
0,4 % |
2,4 % |
| Belgique |
- |
0,06 |
3,3 |
5,2 |
7,5 |
10,9 |
18,7 |
31,7 |
0,4 % |
1,8 % |
| Portugal |
- |
0,7 |
2,0 |
2,8 |
4,7 |
9,1 |
16,0 |
24,1 |
0,3 % |
0,9 % |
| Nouvelle-Zélande |
- |
0,01 |
0,5 |
1,6 |
4,6 |
8,9 |
13,3 |
17,1 |
0,2 % |
0,7 % |
| Australie |
- |
0,05 |
1,5 |
2,2 |
3,4 |
5,2 |
11,5 |
16,7 |
0,2 % |
0,2 % |
| Inde |
- |
0,9 |
4,4 |
4,8 |
7,0 |
9,1 |
11,2 |
12,7 |
0,15 % |
0,03 % |
| Total Europe |
nd |
7,1 |
210,2 |
301,2 |
430,9 |
631,8 |
968,3 |
1 759,4 |
20,4 % |
1,1 % |
|---|
| Total Monde |
1,9 |
23,9 |
938,4 |
1 485,9 |
2 361,1 |
3 889,7 |
5 729,3 |
8 609,7 |
100 % |
0,9 % |
|---|
Source des données : Agence internationale de l'énergie74,75.
* part du total mondial ; ** part du parc automobile du pays. |
L'AIE fournit également les statistiques concernant les voitures hybrides rechargeables : 1 594 493 immatriculations en 2020, dont 625 459 en Europe, 228 291 en Chine et 64 311 aux États-Unis. Le parc 2020 atteint 4 747 134 voitures ; avec les voitures électriques, il atteint 13 356 847 voitures. Les ventes de voitures à piles à combustible atteignent 10 480 immatriculations en 2020, dont 5 783 en Corée du sud, 1 182 en Chine, 938 aux États-Unis et 800 au Japon. Le parc mondial de voitures à hydrogène atteint 33 627 voitures en 2020, dont 10 041 en Corée du sud, 9 135 aux États-Unis, 5 446 en Chine, 4 100 au Japon et 2 402 en Europe75.
Au premier semestre 2020, les immatriculations mondiales de voitures électriques se sont élevées à 643 000 unités, dont 28 % de Tesla, 10 % de l'alliance Renault-Nissan, 10 % du groupe Volkswagen, 7 % du chinois BYD et 7 % du groupe coréen Hyundai-Kia. Avec les hybrides rechargeables, le total s'élève à 950 000 immatriculations76,77.
source : ev-sales blogspot
Selon l'Agence internationale de l'énergie, les ventes de voitures à batterie (100 % électriques et hybrides rechargeables) ont progressé de 6 % en 2019, à 2,1 millions d'unités dans le monde, alors que le marché automobile chutait de plus de 4 %78. Leur part de marché mondial a augmenté de 2,4 % en 2018 à 2,6 % en 2019, et devrait atteindre 3 % en 2020. Les ventes de véhicules électriques, plus chers que les véhicules thermiques, dépendent encore largement des subventions : plus de la moitié des véhicules rechargeables vendus en 2019 l'ont été en Chine, 27 % en Europe, et 15 % aux États-Unis. Les ventes ont progressé de 50 % en Europe en 2019 et de 90 % sur les quatre premiers mois de 2020, alors que les coupes dans les subventions en Chine et aux États-Unis ont fait reculer les ventes respectivement de -2 % et de -10 %79.
Le parc de véhicules électriques en circulation (utilitaires légers et voitures particulières, y compris les hybrides rechargeables) s'élevait à 7,89 millions fin 2019, en progression de 41 %, dont 3,81 millions en Chine, 1,45 million aux États-Unis, 370 800 véhicules en Norvège et 274 100 véhicules en France. Les ventes de l'année 2019 ont progressé de 4 % seulement à 2,32 millions du fait de la réduction des aides accordées à l’achat en Chine et aux États-Unis : les immatriculations ont reculé de 1,256 million à 1,204 million en Chine et de 361 300 unités à 329 500 unités aux États-Unis ; par contre, les Pays-Bas et le Danemark ont connu des progressions de 101 %, la Suisse de 84 %, la Finlande de 66 % et l'Allemagne de 61 % ; les ventes en France ont progressé de 29 % à 69 470 unités80.
Les immatriculations de voitures électriques ont continué à progresser rapidement au premier semestre 2019, alors que le marché des voitures thermiques recule (-12 % en Chine, -2,3 % aux États-Unis, etc.) : elles ont progressé de 52 % en Chine, dépassant le demi-million en 6 mois (628 000 véhicules, y compris véhicules commerciaux), et atteignant une part de marché de 5 % (hybrides rechargeables incluses) ; aux États-Unis, 149 000 voitures électriques ont été vendues au premier semestre 2019, en progression de 20 %, mais plus de 40 % de ces ventes sont concentrées sur la Californie et les quelques autres États qui ont adopté le programme « Zero Emission Vehicle » ; sur l’ensemble du territoire américain, la part de marché du véhicule électrique reste encore légèrement inférieure à 2 %, mais les analystes et les experts pronostiquent que d’ici cinq ans les ventes annuelles devraient dépasser le million d‘unités. L'Allemagne est devenue le 3e marché, dépassant la Norvège avec 48 000 ventes de véhicules électrifiés, en augmentation de 41 % ; pour les voitures 100 % électriques, la progression atteint 80 %, alors que les hybrides régressent de 1 % ; en Norvège, les ventes progressent de 22 %, en France de 38 % et aux Pays-Bas de 122 %81.
En 2018, la voiture électrique la plus vendue a été la Tesla Model 3 avec 145 846 immatriculations, soit 7 % de l’ensemble des voitures électriques et hybrides rechargeables vendues dans l'année, suivie par la chinoise BAIC EC-Series et la Nissan Leaf (4 % des ventes chacune) ; avec les Tesla Model S et Model X placées en quatrième et cinquième positions, Tesla totalise 12 % de part de marché. Sur les vingt modèles les plus vendus, onze sont chinois ; les constructeurs européens sont peu présents : la Renault ZOE figure au 11e rang avec 40 313 immatriculations et BMW occupe les 12e et 18e places avec la version hybride rechargeable de la Série 5 et la BMW i382.
- Classement 2018 des voitures électriques les plus vendues83,84
Immatriculations de véhicules électriques (voitures particulières et utilitaires) en Europe (2014-2017)
|
| Norvège |
18 469 |
26 757 |
24 221 |
33 791 |
| Allemagne |
8 804 |
13 381 |
13 621 |
28 493 |
| France |
15 046 |
22 187 |
27 307 |
30 921 |
| Pays-Bas |
3 585 |
3 477 |
4 245 |
8 468 |
| Royaume-Uni |
7 370 |
10 710 |
11 194 |
14 681 |
| Suède |
1 524 |
3 275 |
3 255 |
4 581 |
 Autriche |
1 484 |
1 881 |
4 368 |
5 657 |
| Espagne |
1 509 |
2 133 |
3 004 |
5 038 |
| Suisse |
1 913 |
4 025 |
3 296 |
5 188 |
| Italie |
1 431 |
1 926 |
1 819 |
2 493 |
| Belgique |
1 169 |
1 358 |
2 187 |
2 822 |
| Danemark |
1 688 |
4 042 |
1 274 |
751 |
| Total |
64 765 |
97 323 |
102 619 |
149 086 |
|---|
| Source : AVERE France85. |
|
Immatriculations de voitures électriques particulières en Europe86
|
| Allemagne |
25 178 |
36 216 |
63 491 |
194 474 |
+206,3 % |
| France |
24 967 |
31 069 |
42 827 |
111 127 |
+159,5 % |
| Royaume-Uni |
13 632 |
15 510 |
37 850 |
108 205 |
+185,9 % |
| Norvège |
33 080 |
46 143 |
60 345 |
76 804 |
+27,3 % |
| Pays-Bas |
9 872 |
23 998 |
61 703 |
73 204 |
+18,6 % |
| Italie |
2 022 |
4 999 |
10 685 |
32 487 |
+204 % |
| Suède |
4 231 |
7 083 |
15 596 |
27 968 |
+79,3 % |
| Suisse |
4 775 |
5 138 |
13 190 |
19 546 |
+48,2 % |
| Espagne |
3 920 |
5 983 |
10 042 |
17 927 |
+78,5 % |
| Autriche |
5 433 |
6 764 |
9 261 |
15 986 |
+72,6 % |
| Belgique |
2 713 |
3 648 |
8 837 |
14 994 |
+69,7 % |
| Danemark |
714 |
1 745 |
5 532 |
14 284 |
+158,2 % |
| Portugal |
1 640 |
4 073 |
6 883 |
7 830 |
+13,8 % |
| Finlande |
502 |
776 |
1 897 |
4 244 |
+123,7 % |
 Irlande |
622 |
1 233 |
3 444 |
4 013 |
+16,5 % |
| Total |
135 775 |
199 636 |
360 164 |
745 684 |
+107 % |
|---|
|
VPE = voitures particulières électriques
Il s'est vendu 1 010 912 voitures à batterie (483 000 voitures 100 % électriques et 528 000 voitures hybrides rechargeables) en Europe de l'Ouest au premier semestre 2021, en progression de 165 % par rapport au 1er semestre 2020, année où les ventes avaient déjà progressé de 144 %. Les engins 100 % électriques ont représenté 8,2 % des ventes de voitures neuves et les hybrides rechargeables 9 %, soit 17,2 % au total, contre 12,4 % en 2020. L'Allemagne représente près du tiers des ventes (312 277), suivie par la France (144 772) et le Royaume-Uni (132 101). La part de marché des voitures à batterie atteint 82,6 % en Norvège, 40 % en Suède, 28,4 % en Finlande, 26,8 % au Danemark, 22,5 % en Allemagne, 19,7 % aux Pays-Bas, 18,2 % en Suisse, 17,3 % en Autriche, 15,7 % en France, 15,4 % au Portugal, 15,1 % en Belgique, 14,5 % au Royaume-Uni, 7,7 % en Italie et 6,2 % en Espagne89.
La part de marché des constructeurs chinois est de 0,6 % sur le marché automobile européen des sept premiers mois de 2021, mais atteint 3,7 % sur le segment des voitures 100 % électriques et 4 % en juin et juillet ; elle atteint même 10 % en Norvège. Les droits de douane de 10 % et les coûts logistiques ne les empêchent pas d'offrir des prix très compétitifs. Par ailleurs, plusieurs constructeurs européens ont choisi de construire dans leurs usines chinoises certains de leurs modèles, afin de les importer ensuite en Europe, dont Dacia, Citroën, DS et BMW90.
Alors que les ventes de voitures neuves en Europe de l'Ouest ont plongé de 24 % en 2020, celles de voitures 100 % électriques ou hybrides rechargeables ont totalisé 1 334 393 ventes, soit une part de marché de 12,4 %, contre 545 532 ventes en 2019. Les voitures 100 % électriques ont totalisé 727 927 ventes (352 167 ventes en 2019) et les hybrides rechargeables 606 466 ventes. L'Allemagne arrive en tête avec 394 632 ventes (100 % électriques + hybrides rechargeables) devant la France (185 891 ventes) et le Royaume-Uni (175 082 ventes). Les parts de marché les plus élevées sont celles de la Norvège (74,7 %), de la Suède (32,2 %), des Pays-Bas (24,2 %), de la Finlande (18,1 %), du Danemark (16,4 %), de la Suisse (14,4 %), du Portugal (13,6 %), de l'Allemagne (13,5 %), de la France (11,3 %), du Royaume-Uni (10,7 %) et de la Belgique (10,7 %) ; l'Espagne est à 4,8 % et l'Italie à 4,3 %91.
Au 1er trimestre 2020, les ventes de voitures électriques en Europe se sont élevées à 130 297 unités contre 82 362 unités au 1er trimestre 2019, soit +58 % ; leur part de marché atteint ainsi 4,3 %. L'Allemagne prend la tête avec 26 030 ventes (+63 %), suivie par la France : 25 960 ventes (+146 %), le Royaume-Uni : 18 256 ventes (+204 %) et la Norvège : 16 347 ventes (-12 %)92.
En juillet 2020, Renault annonce avoir passé le cap des 300 000 véhicules électriques vendus en Europe93.
En 2020, les trois voitures électriques les plus vendues en Europe sont Renault Zoe, Tesla Model 3 et Volkswagen ID.394.
En 2019, les ventes de voitures 100 % électriques dans l'Union européenne ont progressé de 94 %, atteignant 290 923 unités ; en incluant la Norvège, la Suisse et l’Islande, le volume progresse à 365 372 unités, en progression de 81 % ; ces chiffres prennent en compte les voitures à hydrogène. La part de marché des voitures électriques atteint 42 % en Norvège et 15 % aux Pays-Bas. Les ventes d'hybrides rechargeables ont progressé de 14% dans l’UE, à 174 103 exemplaires, dont 42 348 ventes en Allemagne, 34 984 ventes au Royaume-Uni et 24 810 ventes en Suède95.
Tesla a livré 109 500 voitures en Europe de l'Ouest en 2019, soit un tiers du marché de la voiture électrique (350 000 voitures au total). Ses ventes ont bondi de 274 % en un an, grâce à la Tesla Model 3, qui a assuré 85 % de ses ventes. Le groupe Volkswagen, deuxième sur ce marché, n'a écoulé que 51 000 voitures (e-Golf et Audi e-Tron), suivi par Renault avec 45 700 voitures. La Model 3 a été le modèle électrique le plus vendu en Europe, très loin devant la Renault ZOE, deuxième du palmarès avec 46 000 exemplaires écoulés, et le BMW i3 (30 700 exemplaires). Plus d'une voiture électrique sur quatre vendues en Europe en 2019 est une Tesla 3 ; aux Pays-Bas, les acheteurs se sont précipités sur la marque pour profiter d'une réduction fiscale sur les véhicules électriques qui prenait fin au ; sur le seul mois de décembre, Tesla a immatriculé plus de 24 000 voitures en Europe, soit une part de marché de 47 %96.
Sur les neuf premiers mois de 2019, le marché européen de la voiture électrique atteint 257 511 immatriculations, soit près du double des 133 334 immatriculations de 2018. La Norvège et l’Allemagne se disputent la première place avec respectivement 49 483 et 48 055 unités immatriculées ; la France arrive troisième avec 30 378 unités vendues sur la période. Au 3e trimestre, la progression atteint 102 % et même 146 % aux Pays-Bas et 129 % en Allemagne, qui devient le premier marché devant les Pays-Bas et la Norvège97.
Les immatriculations de voitures électriques ont continué à progresser rapidement au premier semestre 2019, alors que le marché des voitures thermiques recule (-10,4 % aux Pays-Bas, etc.) : l'Allemagne est devenue le 3e marché mondial, dépassant la Norvège avec 48 000 ventes de véhicules électrifiés, en augmentation de 41 % ; pour les voitures 100 % électriques, la progression atteint 80 %, alors que les hybrides régressent de 1 % ; en Norvège, les ventes progressent de 22 % à 44 000 véhicules, portant la part de marché des véhicules électriques à 56 % ; en France, les ventes atteignent 29 000 véhicules (+38 %) et la part de marché des véhicules électrifiés passe de 1,8 à 2,1 % ; le Royaume-Uni connait un léger recul (-7 %) à 27 000 ventes ; les Pays-Bas bondissent de 122 % à 20 000 ventes et la part de marché des électriques passe à près de 8 % (9 % avec les hybrides rechargeables)81. Au total, l'Europe de l'Ouest a enregistré au premier semestre près de 80 500 ventes de véhicules hybrides rechargeables et 160 600 voitures 100 % électriques, soit une augmentation du parc électrifié de 241 000 unités. La part de marché de ces voitures varie de 56,2 % des ventes en Norvège à 2,6 % de l'Allemagne et 2,5 % de la France98.
Sur les cinq premiers mois de 2019, le modèle le plus vendu a été la Model 3 de Tesla (26 200 voitures), suivie par la Renault ZOE (19 400), la Nissan Leaf (14 100), la BMW i3 (13 850), et la Volkswagen e-Golf (10 400)99.
En 2018, l'Europe a totalisé 301 847 immatriculations de voitures électriques (+38,2 %), dont 150 003 immatriculations de modèles 100 % électriques (+53,2 %) et 151 844 immatriculations de voitures hybrides rechargeables(+26,1 %) ; leur part de marché est passée de 1,5 % en 2017 à 2,0 % en 2018100.
Le marché de la voiture électrique en Europe a atteint 195 000 ventes en 2018, en progression de 45 % ; sa part du marché total atteint 1,4 %101.
Au 1er semestre 2018, l'Europe a totalisé 195 000 immatriculations de véhicules électriques (hybrides rechargeables inclus), soit 2 % des ventes totales de véhicules neufs et une progression de 42 % par rapport au premier semestre 2017 ; les véhicules électriques et hybrides rechargeables se partageant respectivement 51 et 49 % des ventes ; la part de marché de la voiture électrique atteint 37 % en Norvège, 14 % en Islande, 5 % en Suède et 4 % en Finlande. L’Europe compte désormais plus d’un million de véhicules électriques et hybrides rechargeables en circulation102.
En 2017, le marché européen du véhicule électrique (hors véhicules à prolongateur d'autonomie) a enregistré une progression de 43,9 % par rapport à 2016, avec 149 086 immatriculations de modèles 100 % électrique, soit 0,9 % du marché automobile européen, contre 0,6 % en 2016. Avec 33 791 immatriculations, en augmentation de 35,9 % par rapport à 2016, la Norvège dépasse désormais la France qui, avec 30 921 immatriculations, n’enregistre qu’une augmentation modérée de 13,2 % ; en Allemagne, le marché a doublé avec 28 493 immatriculations, soit 0,8 % des ventes ; le Royaume Uni enregistre également une belle progression : + 30 %, avec 14 681 immatriculations et un taux de pénétration de 0,5 % ; aux Pays-Bas, l’électro-mobilité a progressé de 97,5 % et atteint 1,73 % de part de marché. Le segment des véhicules particuliers représente 132 687 immatriculations en 2017 ; la Renault Renault Zoe arrive une nouvelle fois en tête avec 31 302 immatriculations (+44 %), dont près de la moitié immatriculées en France ; elle est en tête des ventes sur de nombreux marchés dont l’Allemagne, l’Autriche, l’Espagne et le Portugal ; la Nissan Leaf occupe la seconde place avec 17 293 immatriculations, en particulier au Royaume-Uni, où elle représente 32,6 % des ventes ; la BMW-i3 suit avec 14 785 immatriculations, puis la Tesla Model S avec 14 319 immatriculations, la Volkswagen e-Golf avec 12 663 immatriculations et la Tesla Model X avec 10 396 immatriculations103.
Fin 2017, BMW fête ses 100 000 véhicules « électrifiés » (électriques + hybrides) vendus en 2017, qui représentent désormais 6 % de ses ventes en Europe et jusqu’à 25 % en Norvège104.
Les modèles les plus vendus en 2016 étaient la Renault Zoe : 21 735 immatriculations, la Nissan Leaf : 18 456 immatriculations et la Tesla Model S : 10 567 immatriculations.
La
Smart electric drive mène le marché du segment des voitures électriques rechargeables en Allemagne jusqu'en 2013
105.
En 2020, selon l’agence fédérale de l’automobile (KBA), 194 163 voitures électriques ont été immatriculées en Allemagne, après 63 491 en 2019. Le modèle le plus vendu est la Renault ZOE, qui totalise 30 381 unités. Le classement par marque place Volkswagen en tête avec 23,8 % de parts de marché, suivi par Renault (16,2 %) et Tesla (8,6 %)106.
En 2019, l'Allemagne a immatriculé plus de 108 629 voitures électrifiées (électriques ou hybrides rechargeables) ; les modèles les plus vendus sont la Renault Zoe (9 431 ventes), la BMW i3 (9 382 ventes), la Tesla Model 3 (9 013 ventes), la Mitsubishi Outlander hybride rechargeable (7 593 ventes) et la Volkswagen e-Golf (6 898 ventes)107.
Au premier semestre 2019, l'Allemagne a immatriculé plus de 31 300 véhicules 100 % électriques et 16 280 voitures particulières hybrides rechargeables, se hissant au deuxième rang européen sur le tout électrique et au premier pour l'ensemble des modèles électrifiés, dont la part de marché atteint 2,6 % contre 2,5 % en France98.
Depuis novembre 2017, le marché allemand a pris le pas sur le marché français : ainsi, en février 2018, 2 546 véhicules à batterie lithium-ion ont été immatriculés en Allemagne, contre 2 071 véhicules en France ; en 2017, les ventes de véhicules électriques ont bondi de 120 % outre-Rhin, contre 13 % dans l'Hexagone ; elles représentent 0,7 % du marché local contre 1,2 % en France ; l'Allemagne a aussi dépassé la Norvège et devrait se classer au 1er rang européen en 2018. Les modèles les plus vendus en Allemagne début 2018 sont la Smart zéro émission de Daimler-Mercedes, la Golf électrique de VW et la Renault Renault Zoe. Le gouvernement allemand a ouvert en 2016 une enveloppe d'un milliard d'euros pour soutenir l'essor de la voiture électrique, avec notamment une prime de 4 000 € à l'achat et un budget de 300 millions d'euros pour l'installation de bornes de recharge publiques ; les entreprises bénéficient également d'avantages fiscaux108.
Immatriculations (~ ventes)
- En vert, voitures électriques.
- En bleu, véhicules hybrides rechargeables.
En 2020, selon les données du Comité des constructeurs français d’automobiles (CCFA), la voiture électrique totalise 110 912 immatriculations, soit une part de marché moyenne de 6,4 % et une progression de 169 % par rapport à 2019. La Renault Zoe représente 34 % du marché avec 37 409 immatriculations. Le segment hybride rechargeable passe de 18 592 immatriculations en 2019 à 74 587 immatriculations en 2020, soit une augmentation de 300 % et une part de marché moyenne de 4,5 %. Au total, électrique et hybride rechargeable totalisent 185 499 immatriculations, soit 11 % de l’ensemble des véhicules particuliers neufs vendus en 2020109.
Immatriculations de voitures électriques en Norvège
| | 2013110 | 2014111 | 2015112 | 2016113 | 2017114 | 2018115 | 2019116 | 2020117 |
|---|
| Voitures électriques |
7 882 |
18 090 |
25 779 |
24 222 |
33 025 |
46 092 |
60 316 |
76 804 |
| Part de marché (VP uniquement) |
5,5 % |
12,5 % |
17,1 % |
15,7 % |
20,8 % |
31,2 % |
42,4 % |
54,3 % |
| Voitures hybrides rechargeables |
328 |
1 678 |
7 964 |
20 663 |
29 236 |
26 546 |
19 295 |
28 905 |
| Part de marché (VP uniquement) |
0,2 % |
1,2 % |
5,3 % |
13,4 % |
18,4 % |
17,9 % |
13,6 % |
20,4 % |
| Total |
8 210 |
19 768 |
33 743 |
44 885 |
62 261 |
72 638 |
79 611 |
105 709 |
|---|
| Part de marché |
5,7 % |
13,7 % |
22,4 % |
29,0 % |
39,2 % |
49,1 % |
55,9 % |
74,8 % |
|---|
En 2020, il s'est vendu 76 800 voitures purement électriques en Norvège, ce qui représente 54 % des ventes totales de voitures particulières ; en ajoutant les 28 900 hybrides rechargeables immatriculées dans le pays, la proportion de voitures à batterie atteint 75 %. Le modèle le plus vendu a été l'Audi e-Tron, devant la Model 3 de Tesla, l'ID3 de Volkswagen et la Leaf de Nissan. Les voitures à essence ou diesel sont lourdement taxées, tandis que les engins à batterie en sont quasiment exemptés. L'accès gratuit aux autoroutes à péage est cependant supprimé progressivement. Le pays s'est fixé comme objectif d'interdire les ventes de voitures thermiques neuves à compter de 2025118.
En 2019, 60 316 voitures électriques ont été vendues en Norvège, soit 30,9 % de plus qu'en 2018. La part de marché de la voiture électrique atteint ainsi 42,4 %, en progression de 11 points. L'hybride rechargeable est en recul de 27 % à 19 296 ventes, soit 13,6 % du marché. Les modèles les plus vendus ont été la Tesla Model 3 (15 683 ventes), la Volkswagen Golf (10 025 ventes) et la Nissan Leaf (6 127 ventes)119.
En 2018, les ventes de voitures électriques ont atteint 46 143 exemplaires en Norvège, soit 31,2 % du total des ventes, contre 20,8 % en 2017 ; la progression des ventes atteint 40 %. La voiture électrique devient ainsi la motorisation la plus populaire, loin devant l’essence (22%). L'hybride rechargeable atteint 18 %. Les modèles les plus vendus ont été la Nissan Leaf (12 303 ventes), la Volkswagen Golf (9 859 ventes) et la BMW i3 (5 687 ventes)120.
En 2016, les ventes avaient atteint 24 222 exemplaires en Norvège, soit 16 % du total des ventes, record mondial ; cette part passe à 29 % si on lui ajoute les 20 063 ventes de voitures hybrides rechargeables. Le 12 décembre 2016, l'Association norvégienne des voitures électriques (NEF) a fêté l'achat du cent millième véhicule fonctionnant uniquement sur batterie électrique. Ce succès s'explique surtout par l'exemption de TVA (25 %) à l’achat ; les voitures électriques bénéficient aussi de parkings gratuits et d'exemptions de péages. Le gouvernement a lancé en 2016 un plan national pour densifier le réseau de bornes sur le territoire national : l'usager devra pouvoir en trouver tous les cinquante kilomètres, avec au moins deux chargeurs rapides. Il s'est fixé pour objectif de franchir le cap des 400 000 voitures 100 % électriques en 2020, année au cours de laquelle il est prévu de supprimer l'exemption de TVA à l'achat de ces véhicules. Le gouvernement actuel parie sur l'arrêt, en 2025, de la commercialisation dans le royaume de voitures qui émettraient encore du CO2121.
En 2015, les immatriculations de voitures électriques en Norvège ont atteint 25 779 unités, soit 17,1 % du marché norvégien112.
En 2014, les immatriculations de véhicules électriques en Europe ont atteint 65 199 unités, dont un tiers en Norvège et un sixième en France. En Norvège, les voitures électriques ont représenté 12,5 % du total des immatriculations, grâce à des mesures incitatives particulièrement fortes : exemption de la taxe à l’immatriculation (autour de 11 500 euros) et de TVA, gratuité des péages, du stationnement, du ferry, de la recharge sur les parkings publics. Plus de la moitié des propriétaires disent avoir choisi l'électrique d'abord pour des raisons financières, les motivations environnementales venant en second lieu (l'électricité norvégienne est produite à 99 % par l'hydraulique)122. Le gouvernement norvégien envisage une révision de ces avantages dont le succès a dépassé toutes les prévisions, portant les ventes de voitures électriques de 733 unités en 2010 à 25 779 en 2015, soit près de 20 % du marché automobile norvégien, et le parc a déjà atteint le seuil de 50 000 véhicules fixé pour la révision du système, que le gouvernement pensait atteindre en 2017. En 2014, cette politique de soutien a coûté à l’État norvégien entre trois et quatre milliards de couronnes (350 à 470 millions d’euros)123.
En 2020, la part de marché de la voiture électrique a atteint 20,4 % avec 73 000 ventes, arpès 13,9 % en 2019 et 5,4 % en 2018124.
Les Pays-Bas ont annoncé fin 2017 une interdiction de vente sur leur territoire des véhicules à moteur thermique dès 2030. La décision a été prise au moment de la formation du gouvernement et elle est inscrite dans l’accord de coalition, qui précise que : « tous les nouveaux véhicules devront être à émission zéro au plus tard en 2030. »
En 2018, selon les statistiques de RAI Vereniging, les ventes de véhicules électriques ont triplé, atteignant 24 024 immatriculations, dont 6 000 en décembre, soit 5,4 % du marché, après 7 964 véhicules en 2017. En octobre 2018, la cour d’appel de La Haye a confirmé un jugement rendu en première instance ordonnant au gouvernement de réduire les émissions de gaz à effet de serre du pays plus rapidement que prévu. C’était une première mondiale en matière de justice climatique. Le recours avait été porté devant les juges par une ONG agissant au nom de 886 citoyens néerlandais125. Les ventes de modèles les plus haut de gamme (Jaguar I-Pace, Tesla Model S) ont été accrues par l'anticipation par les acheteurs de la hausse de TVA annoncée pour le à 22 % pour les véhicules électriques de plus de 50 000 €, contre 4 % pour les autres.
Les prévisions pour 2019 sont de 28 800 immatriculations, selon l'association BOVAG126. Le pays compte en mai 2019 plus de 42 000 points de recharge publics, soit près du quart de toutes les bornes installées en Europe, et Amsterdam fête son millième taxi électrique.
Les immatriculations de voitures électriques ont bondi de 122 % à 20 000 ventes au premier semestre 2019 et la part de marché des électriques passe à près de 8 % (9 % avec les hybrides rechargeables)81.
En 2020, la part de marché de la voiture électrique a atteint 9,6 % avec 28 000 ventes (+79 %) contre 4,4 % en 2019. L’hybride rechargeable représente 22,6 % du marché avec plus de 66 000 (+166 %)124.
En 2020, dans un marché automobile en baisse de 29,4 %, la part de marché des voitures électriques a atteint 6,6 % (108 205 immatriculations) contre 1,6 % en 2019 (37 850 immatriculations). Celle des hybrides rechargeables est passée de 1,5 % en 2019 à 4,1 % en 2020127. Une enquête128 du Royal Automobile Club (RAC) publiée en janvier 2021 révèle que 9 % des automobilistes anglais ont l’intention de passer à l’électrique pour leur prochain achat, soit 3 % de plus que fin 2019 ; avec les hybrides rechargeables, ce taux passe à 18 %129.
La part des voitures électriques dans le parc roulant national est passée de 0,4 % en 2018 à 0,6 % en 2019 ; la part des voitures de tourisme hybrides est passée de 1,7 % à 2,1 % ; les ventes de voitures électriques ont progressé de 144 % en 2019, atteignant 13 200 exemplaires, soit une part de marché de 4,2 %, et celles de voitures hybrides ont progressé de 71 %, atteignant 26 376 exemplaires, soit 8,4 % du marché. La pénétration des voitures électriques atteint 1,4 % dans le canton de Zoug, devant celui de Zurich (0,9%)130.
Immatriculations de voitures électriques en Suisse131
| | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 |
|---|
| Voitures électriques |
24 |
57 |
201 |
452 |
924 |
1 392 |
1 948 |
3 882 |
3 525 |
4 929 |
5 411 |
13 197 |
19 765 |
| Part de marché |
0,01 % |
0,02 % |
0,07 % |
0,14 % |
0,28 % |
0,45 % |
0,64 % |
1,19 % |
1,10 % |
1,56 % |
1,80 % |
4,22 % |
8,28 % |
Immatriculations de véhicules électriques au Canada132
| | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 |
|---|
| Véhicules électriques |
2 839 |
4 151 |
4 990 |
8 921 |
22 544 |
35 523 |
39 036 |
| Part de marché |
0,15 % |
0,22 % |
0,26 % |
0,44 % |
1,14 % |
1,84 % |
2,53 % |
| dont voitures particulières |
2 800 |
3 821 |
3 219 |
6 635 |
20 179 |
28 007 |
25 487 |
| Part de marché |
0,38 % |
0,55 % |
0,51 % |
1,05 % |
3,48 % |
5,62 % |
7,96 % |
En 2020, le marché de la voiture électrique a reculé de 4,5 % à 231 088 ventes, mais leur part de marché a atteint 2,0 % contre 1,7 % en 2019, le recul des ventes ayant été bien plus prononcé pour les voitures thermiques. Le parc de voitures électriques atteint 1 138 654 véhicules fin 2020, soit 0,8 % du parc total75.
En 2019, la Tesla Model 3, avec plus de 150 000 immatriculations, domine largement le segment premium où les ventes des autres constructeurs sont en chute libre : -53 % en deux ans pour la BMW Serie 3, -37 % pour la Mercedes Classe C, etc. En 2020, l'arrivée du SUV Tesla Model Y pourrait accentuer cette tendance133.
Avec 238 000 ventes en 2018, le marché de la voiture électrique a plus que doublé (106 000 ventes en 2017) ; la Tesla Model 3 s'est écoulée à 146 000 unités en 2018 aux États-Unis et au Canada ; elle se situe désormais parmi les 5 voitures les plus vendues aux États-Unis101.
En vert les ventes de voitures électriques et en vert foncé les ventes de véhicules hybrides rechargeables.
Les ventes de véhicules électriques ou hybrides ont atteint 1,37 million en 2020, soit 10,9 % de plus qu'en 2019. L'objectif du gouvernement est que les véhicules électriques représentent 20 % des ventes en 2025 et 50 % en 2035, contre environ 5 % en 2020. Le plan prévoit également un abandon progressif des véhicules hybrides rechargeables d'ici à 2035 au profit du 100 % électrique134. A la fin de l'année, la Wuling Hongguang Mini EV, surnommée la « voiture du peuple », est devenue la voiture électrique la plus vendue en Chine pour le quatrième mois consécutif, surpassant la Tesla Model 3, grâce à son prix très bas : à partir de 3 500 € pour une autonomie de 120 ou 170 kilomètres selon le modèle de batteries135.
En Chine, premier marché mondial de véhicules électriques et hybrides rechargeables depuis 2015, les ventes de ces véhicules ont progressé de 50 % au premier semestre 2019, atteignant 617 000 ventes, alors que le marché automobile chinois est en repli de 12 %136. Mais sur l'ensemble de l'année, elles ont reculé de 4 %, à 1,24 million de ventes, alors qu'elles avaient bondi de 62 % en 2018 ; la cause de cette chute est la décision du gouvernement chinois, à l'été 2019, de réduire de moitié les subventions à l'achat, et de les supprimer complètement fin 2020. La Chine prévoit malgré cela 25 % de véhicules « à énergie nouvelle » (NEV : électriques ou hybrides) en 2025 contre 5 % en 2019137.
En 2018, 984 000 voitures 100 % électriques ont été vendues en Chine71.
Les ventes ont bondi de 53 % en 2016, à plus de 500 000 unités. En 2017, selon l'association chinoise des constructeurs automobiles, les ventes augmentent de nouveau de 53 % pour atteindre 777 000 unités, soit 2,7 % du marché automobile chinois, dont 652 000 véhicules électriques (468 000 voitures particulières et 184 000 véhicules commerciaux) et 125 000 véhicules hybrides rechargeables138. Selon le site français « Automobile Propre », les statistiques sont moindres en valeur absolue (plus de 600 000 véhicules), mais plus élevées en taux de croissance : +71 % ; la Chine a représenté à peu près la moitié du marché mondial (1 200 000 véhicules) ; la part de marché de l'électrique a atteint 2,1 % contre 1,5 % en 2016 ; en décembre 2017, elle atteignait 3,3 % ; les constructeurs locaux accaparent 96 % des ventes de véhicules électriques contre seulement un peu plus de 40 % pour le reste du marché automobile139.
Le gouvernement a fixé un quota de 10 % de véhicules électriques et hybrides dès 2019 pour tous les constructeurs, et 12 % en 2020140. Par ailleurs, les constructeurs étrangers pourront dès 2018 ouvrir des sites de production de véhicules électriques ou hybrides dans le pays sans passer par une coentreprise avec un constructeur chinois, comme c'était la règle jusque-là141.
En 2015, avec 331 000 ventes, la Chine est devenue, devant les États-Unis, le premier marché mondial des voitures à nouvelles énergies, baptisées « NEV », soit les véhicules électriques et hybrides rechargeables, et le constructeur automobile vendant le plus de NEV au monde n'est pas Tesla ou Nissan, mais le groupe chinois BYD, qui compte parmi ses actionnaires le milliardaire Warren Buffett : BYD a écoulé plus de 60 000 voitures « NEV », contre 50 000 pour Tesla142.
En 2013, 17 600 voitures électriques ou hybrides rechargeables ont été vendues, et 20 000 au premier semestre 2014 ; cette progression est cependant insuffisante pour atteindre l'objectif gouvernemental d'un parc automobile électrique de 500 000 véhicules en 2015. Le gouvernement a donc annoncé en juillet de nouvelles mesures de soutien : exemption de taxe (10 % du prix de vente) à l'achat, harmonisation des systèmes de subventions des régions et municipalités et ouverture aux constructeurs étrangers, alors que le marché était jusqu'ici réservé aux groupes nationaux BYD (55 %) et Chery (39 %) ; il envisage d'investir 16 milliards de dollars pour accélérer le déploiement des bornes de recharge. La Nissan Leaf et les BMW i3 et i8 ont commencé leur commercialisation en Chine et seront suivies par la e-Up de Volkswagen, Daimler, Toyota et Renault143.
Après Toyota et Nissan, Honda annonce fin novembre 2018 la fin de la commercialisation de ses voitures Diesel en Europe d'ici 2021, pour se concentrer sur sa gamme électrique et hybride qui devrait représenter deux tiers de ses ventes à l’horizon 2025144.
En mars 2019, le groupe Volkswagen révise à la hausse ses objectifs à dix ans en modifiant son objectif de ventes de voitures électriques d'ici 2028 qui passe de 15 à 22 millions et le nombre de modèles 100 % électriques de 50 à 70. Pour le PDG du groupe, Herbert Diess, l’électrique est la priorité pour réduire l’empreinte carbone, car il consomme, sur le cycle de vie global, un tiers de moins que l’hydrogène ou l’hybride rechargeable. Volkswagen vise la neutralité carbone en 2050, et en Europe dès 2040, avec 70 % de ventes électriques, 15 % d’hybride rechargeables et 15 % hydrogène145. Audi lui emboite le pas en rehaussant son objectif 2025 de 20 à 30 modèles électriques146. En novembre 2019, Volkswagen revoit à la hausse son plan d'investissements : il comptait investir 60 milliards d'euros sur la période 2020-2024 dans la motorisation électrique, les moteurs hybrides et le numérique, soit 12 milliards par an, contre 8,8 milliards annoncés un an auparavant. 33 milliards seront consacrés sur cinq ans à la seule mobilité électrique, soit 10 % de plus que prévu en 2018. Le groupe introduira dans sa gamme 75 modèles 100 % électriques dans les dix ans, plus 60 modèles hybrides147.
En août 2019, BloombergNEF publie un rapport prospectif sur les marchés automobiles : les ventes annuelles de voitures neuves à motorisation électrique ou hybride rechargeable passeraient de 2 millions en 2018 à 28 millions en 2030 et 56 millions en 2040 ; elles dépasseraient les ventes de voitures thermiques en 2037. La part des voitures électriques dans le parc automobile mondial passerait de 0,5 % en 2018 à 30 % en 2040 (65 % en Europe, 50 % aux États-Unis). La demande en pétrole baisserait de 23,8 à 18 milliards de barils en vingt ans. La consommation d'électricité des véhicules électriques (utilitaires et bus inclus) augmenterait fortement : de 74 TWh en 2019 à 2 333 TWh en 2040, mais n'accroitrait la production globale d'électricité que de 6,8 %. La pollution automobile atteindrait son pic en 2030 et retomberait en 2040 au niveau de 2018148.
Un rapport de BNP Paribas Asset Management publié en 2019 conclut que « le déclin de l’économie du pétrole pour les véhicules à essence et au Diesel, par rapport aux véhicules électriques alimentés par le vent et l’énergie solaire, est désormais irrémédiable et irréversible ». Les projets les plus récents d’énergie éolienne et solaire pourront fournir à un véhicule électrique six à sept fois plus d’énergie utile que le pétrole à un véhicule thermique. Environ 36 % de la demande mondiale de pétrole est engendrée par les véhicules à moteur thermique et environ 5 % par la production d’électricité : le pétrole va donc perdre à terme 40 % de son marché149.
Selon le cabinet AlixPartners, les batteries, qui représentent en 2019 un tiers de la valeur ajoutée des véhicules électriques, devraient voir leur coût tomber sous la barre de 100 $/kWh (dollars par kilowattheure) d'ici 2024, après avoir déjà chuté de 1 000 à 140 $/kWh entre 2010 et 2018 ; le surcoût observé sur les voitures électriques par rapport à leurs équivalents essence ou Diesel va disparaître ; la demande en batteries devrait être multipliée par cinq d'ici à 2025, et par dix d'ici à 2030150.
Une étude du Boston Consulting Group (BCG) publiée en janvier 2020 prévoit que la part des véhicules électrifiés (électriques + hybrides) dans les ventes mondiales atteindra un tiers en 2025 et 51 % en 2030 ; la part des véhicules à batteries 100 % électriques devrait passer de 2 % en 2018 à 7 % en 2025, puis à 18 % en 2030. Le coût d'un pack de batterie passerait sous les 100 dollars par kWh à l'horizon 2030 contre 540 dollars en 2014151.
Publié en mai 2020, le rapport prospectif annuel de BloombergNEF sur les marchés automobiles prévoit pour 2020 une baisse des ventes de 18 % pour les voitures électriques et de 23 % pour les voitures essence et diesel ; la part de l'électrique serait d'environ 3 % en 2020 et passerait à 8 % en 2025, 20 % en 2030 et 50 % en 2040, année où la part de marché de l'hybride rechargeable sera de 10 % et celle de l'hydrogène de 4 %152.
En juillet 2020, un rapport du cabinet d’étude Deloitte prévoit que la part de marché des véhicules électriques et hybrides rechargeables devrait atteindre 32 % en 2030 dans le monde, 27 % aux États-Unis, 42 % en Europe et 48% en Chine. Le cabinet a également mené une enquête auprès des potentiels acheteurs de véhicules électriques pour identifier les freins à l'achat : l’autonomie reste le frein le plus important (25 à 30%), devant le nombre de bornes, le prix et le temps de charge ; en deux ans, c’est le frein prix qui a le plus baissé153.
General Motors (GM) annonce en novembre 2020 des investissements de 27 milliards $ (22,8 milliards €) dans les voitures électriques et autonomes d’ici 2025, soit 7 milliards de plus qu’un an auparavant, et davantage que pour l’essence et le diesel combinés ; 30 modèles seront lancés en 5 ans154. En juin 2021, GM porte ces investissements à 35 milliards $, contre 30 milliards $ pour Ford. GM prévoit de vendre plus d'un million de véhicules électriques par an, au niveau mondial, d'ici à 2025, et une gamme 100 % électrique en 2035155.
En mars 2021, Volkswagen révise ses objectifs de ventes de voitures électriques pour 2030 : ils passent de 35 % à 70 % pour l'Europe et 50 % pour la Chine et les États-Unis156. BMW relève également ses prévisions de ventes de modèles électrifiés (hybrides et 100 % électriques) à 50 % de ses livraisons mondiales d'ici à 2030, contre 25 à 30 % visés précédemment, et ses ventes de voitures entièrement électriques à 10 millions contre 4 millions jusqu'à présent157.
Le rapport 2021 de l'AIE prévoit que la croissance actuelle mènerait à 145 millions de véhicules électriques en 2030, ce qui réduirait la demande de pétrole à hauteur de deux millions de barils de pétrole par jour et éviterait le rejet de 120 millions de tonnes de CO2. L'AIE estime que, si les gouvernements respectaient les engagements climatiques mondiaux en encourageant la production et la vente de véhicules électriques, le parc mondial pourrait atteindre 230 millions d’unités en 2030, économisant 3,5 millions de barils de pétrole par jour72,73.
En juin 2021, l'ONG Fédération européenne pour le transport et l'environnement (T&E) publie une étude sur les plans de production des constructeurs européens, qui évalue à 50 % la part de voitures électriques sortant des usines européennes en 2030. Selon l'organisme, cela ne suffira toutefois pas pour atteindre les objectifs fixés par le Pacte vert158.
L'étude annuelle de 2021 sur l'automobile par le cabinet AlixPartners constate que les annonces d'investissements dans la voiture électrique des 25 premiers constructeurs automobiles mondiaux pour les cinq années suivantes sont passées de 234 milliards $ en 2020 à 330 milliards $ en 2021. L'offre va passer de 330 modèles en 2020 à 535 modèles en 2023 (hybrides rechargeables inclus). Ces investissements massifs risquent de peser négativement sur la rentabilité des capitaux investis pendant cette période de transition159.
Le groupe Ford annonce en septembre 2021 investir 11,4 milliards de dollars dans la transition électrique de son industrie160.
Le véhicule électrique permet des déplacements plus propres, plus économes en énergie et en entretien, plus agréables par rapport à une voiture à moteur thermique161[source secondaire nécessaire].
Selon plusieurs études récentes (2015), le taux de satisfaction des automobilistes est beaucoup plus élevé dans le cas des motorisations électriques que pour les voitures classiques. Ainsi, chez Renault, il atteint 98 % pour la Renault Zoe et 95 % pour la Kangoo ZE, contre 50 % en moyenne pour les véhicules thermiques ; un sondage du magazine Consumer Reports place la modèle S de Tesla en tête des taux de satisfaction aux États-Unis devant les Porsche Boxster et Cayman, Corvette, Dodge Challenger et autres sportives de luxe162.
L’industrie automobile, notamment dans le cadre de la crise de 2008 (en Europe et en Amérique du Nord) y a parfois vu l'opportunité de relancer sa production (par le remplacement des véhicules actuels par des véhicules hybrides puis totalement électriques ou à pile à hydrogène)163 ; et selon une étude financée par le gouvernement français, c'est aussi « un moyen pour les constructeurs de se préserver contre de potentiels nouveaux entrants et de défendre les sites industriels des pays à hauts salaires »163.
La production de batteries moins consommatrices de métaux rares, précieux, toxiques ou se raréfiant, la production d'électricité supplémentaire et la mise en place d'un réseau de bornes et prises de recharge, ainsi que les millions de kilomètres de fil de cuivre et les coûts d'enfouissement et de renforcement des lignes électriques que cela nécessite, alourdissent cependant le bilan énergétique et écologique de cette évolution, alors que la tendance à l'hybridation permet de conserver le réseau des anciennes stations-services (fuel, essence, GPL, agrocarburants...) ; il ne s'agit pas de remplacer un réseau par un autre, mais d'en ajouter un. Dans le même temps, l'apparition des deux-roues électriques ou à assistance électrique est également source de consommation d'électricité et de ressources naturelles supplémentaires. En 2015, la plupart des recharges se font sur des prises normales.
Dans le contexte de la troisième révolution industrielle, Jeremy Rifkin propose de connecter les véhicules électriques, via les réseaux intelligents, à ce qu'il appelle « l'internet de l'énergie » et de donner aux véhicules électriques une valeur et une fonction supplémentaires en faisant jouer à leurs batteries le rôle de stockage-tampon temporaire, réversible et mobile d'électricité. Les batteries pourraient ainsi absorber le surplus de production d'électricité quand il a lieu et le restituer partiellement au réseau au moment opportun, en complément de l'effacement de consommation électrique déjà développé depuis quelques décennies. Un tel système « vehicule to grid » éviterait que la surcharge quotidienne du réseau, au moment du branchement d'un grand nombre de véhicules sur les prises chaque soir, ne coïncide avec la pointe de consommation des ménages ; au contraire, la réserve d'énergie des premiers estomperait partiellement la seconde.
Au-delà du simple changement de motorisation, dans le cadre de la transformation sociale et écologique et de la transition énergétique, ce sont les modèles de mobilité qui seront peut-être amenés à évoluer (covoiturage, moindre mobilité, mobilité douce, alternatives à la mobilité physique, etc.).
Avant le débat du de la commission Environnement du parlement européen sur les objectifs de réduction des émissions de CO2 des automobiles, l’Association des constructeurs automobiles européens (ACEA) s’oppose à ce qu’elle appelle une « marche forcée » vers le véhicule électrique, qui serait pénalisante pour l’industrie européenne et encore plus pour les équipementiers ; la construction et la maintenance des véhicules électriques nécessite moins de main d’œuvre parce que leur mécanique est moins complexe et qu’ils nécessitent moins de pièces ; les constructeurs européens estiment que le passage à l’électrique entraînerait une perte de 17 % du nombre d’heures de travail pour la production des véhicules et de 38 % chez les équipementiers. Mais une enquête de la Fondation Européenne pour le Climat (ECF), réalisée avec la collaboration des constructeurs et des syndicats, montre que le recours à l’électromobilité permettrait à l’Europe de réduire d‘ici 2030 ses importations de pétrole de 49 milliards d'euros ; remplacer le pétrole par des énergies produites localement permettrait donc de créer de très nombreux emplois. De plus, une étude de l’organisation Transport & Environment (T&E) démontre que la transition vers la voiture électrique engendrerait une création nette de 200 000 emplois, les pertes d'emplois dans la fabrication et la maintenance d'automobiles thermiques étant plus que compensées par les gains dans la fabrication de batteries, l’industrie des métaux pour batteries, celle de leur recyclage, les fabricants de moteurs et de composants électriques et électroniques ainsi que le secteur de la production et de la distribution d’électricité164. Le lobbying de l'ACEA a échoué : la commission Environnement a finalement voté pour des objectifs plus ambitieux que ceux proposés par la Commission européenne ; la réduction des émissions de CO2 des voitures d’ici 2025 est portée de 15 à 25 % et de 30 à 45 % pour 2030 ; les députés européens ont également fixé un quota de vente de 40 % de véhicules « propres » en 2030 (électriques ou hybrides rechargeables)165.
La fédération d’automobile clubs allemande ADAC publie le les résultats de ses essais de douze voitures électriques, qui sont très différents des données NEDC communiqués par les constructeurs : par exemple, la consommation d'électricité mesurée par l'ADAC pour la Renault Zoe Intens s'élève à 20,3 kWh/100 km contre 13,3 kWh selon le cycle NEDC. La consommation la plus faible est celle de la Hyundai Ioniq Elektro Style : 14,7 kWh/100 km, la plus élevée est celle de la Nissan e-NV200 Evalia : 28,1 kWh. L'autonomie la plus élevée est celle de la Tesla Model X 100 kWh : 451 km et la plus faible est celle de la Smart Fortwo Coupé EQ Prime : 112 km. Le meilleur rapport prix d’achat/autonomie (prix en Allemagne) est celui de la Hyundai Kona Elektro 64 kWh : 103 €/km, suivi par ceux de l'Opel Ampera-e (126 €/km) et de la Renault Zoe 41 kWh (140 €/km), et la plus coûteuse au kilomètre d'autonomie est la Tesla Model S P90D(316 €/km)166.
En 2020, des Hyundai Kona ont parcouru 1 000 km sur piste en autonomie, à la vitesse moyenne observée en conduite urbaine, c’est-à-dire entre 29 et 30 km/h167.
La nouvelle norme du cycle WLTP pour le calcul des consommations et émissions de CO2 et polluants, entrée en vigueur au 1er septembre 2018, remplace l'ancienne norme du cycle NEDC. Selon une étude publiée début août 2018 par le cabinet Jato, les valeurs de consommations et d’émissions devraient augmenter significativement168. Entre l’ancien NEDC et le nouveau NEDC calculé à partir du WLTP, la hausse moyenne de CO2 sera de l’ordre de 9,6 g/km pour les voitures thermiques169. Le cycle WLTP affecte également l’autonomie affichée des véhicules électriques : homologuée à 400 km en cycle NEDC, la Renault ZOE passe à 300 km avec le nouveau cycle, soit 25 % de baisse ; la BMW i3 est désormais homologuée à 245 km contre 300 km NEDC, et le Hyundai Kona électrique 64 kWh à 482 km contre 546 km. Par ailleurs, la norme WLTP introduit plusieurs cycles : urbain, extra-urbain ou mixte, avec des variations d'autonomie considérables ; ainsi, la nouvelle Nissan LEAF annonce 415 km en cycle urbain contre 270 km avec le cycle mixte qui mélange ville et voies rapides169.
Le président de la fédération du secteur automobile allemand (VDA), Matthias Wissmann, espère fin 2015 qu'à l'horizon des années 2025 à 2030 environ 15 % des voitures mises sur le marché allemand seront électriques ou hybrides rechargeables, soit près d'un demi-million de véhicules immatriculés par an, contre 14 900 entre janvier et octobre 2015 ; il appelle le gouvernement à accorder des avantages fiscaux ou une prime à l'achat pour ces véhicules170.
Le « véhicule-réseau » (en anglais « vehicle-to-grid ») est un concept qui consiste à utiliser l’énergie stockée dans les véhicules électriques pour soutenir le réseau électrique en période de pic de consommation, de production insuffisante des éoliennes et du solaire, ou en cas d’urgence (orage, coupure de câble, surcharge du réseau…). L'énergie stockée dans la batterie du véhicule pourrait en particulier suppléer aux besoins électriques de l’habitation. Cette technologie nécessite que le chargeur embarqué dans le véhicule ainsi que l’interface entre le véhicule et le réseau électrique soient bidirectionnels (l’énergie y circule dans les deux sens) et que la charge du véhicule puisse être pilotée par le gestionnaire de réseau selon des modalités définies contractuellement avec le propriétaire de la voiture171.
En 2018, le standard de recharge CHAdeMO, soutenu par Nissan et Mitsubishi, est le seul qui permette la recharge bidirectionnelle nécessaire pour l'utilisation des batteries de véhicules électriques comme unités de stockage pour le réseau électrique. Le standard concurrent, CCS, privilégié en Europe, prévoit d'intégrer cette fonction vers 2025172.
En 2021, les marques coréennes Kia et Hyundai proposent la technologie « V2L » (Vehicle-to-Load) qui permet de puiser dans la batterie d’un véhicule électrique pour fournir de l’énergie à des appareils qui fonctionnent à l’électricité, par exemple les outils électroportatifs, les portables, les engins radiocommandés, les vélos à assistance électrique ou même une autre voiture électrique. En cas de coupure temporaire d’électricité, la voiture électrique peut ainsi offrir son énergie pour alimenter un réfrigérateur, un congélateur ou tout autre appareil électroménager. Cette fonctionnalité dépend du standard japonais CHAdeMO173.
Voitures électriques « intelligentes » en Europe[modifier | modifier le code]
Les premières applications de ces concepts sont en cours de commercialisation : la startup néerlandaise Jedlix a développé l'application de chargement intelligent « ZE Smart Charge », qu'elle commercialisera aux Pays-Bas fin et plus largement en Europe en 2018. Ce logiciel permet à la voiture de dialoguer avec le fournisseur d'énergie pour déclencher la charge au moment le plus opportun pour les gestionnaires de réseaux (à l'approche des pics de consommation) tout en tenant compte des besoins exprimés par l'utilisateur (heure de fin de la charge, autonomie souhaitée). Cette mise à disposition serait rémunérée chaque mois par un versement pouvant aller jusqu'à l'équivalent d'une recharge complète174.
Jedlix a conclu des partenariats avec Tesla et BMW au début 2017175, tandis que Renault annonce le lancement de ZE Smart Charge en France en 2018. En 2019, Renault lance au Portugal et aux Pays-Bas des tests de charge bidirectionnelle en conditions réelles sur 15 Renault ZOE dotées d'un chargeur « réversible ». Des tests similaires seront également lancés dans d'autres pays dont la France, l'Allemagne, la Suisse, la Suède et le Danemark, afin d'évaluer les avantages de la technologie et de définir les standards V2G qui équiperont ses futures voitures électriques176.
Nissan lance en Angleterre en janvier 2018 la solution Nissan Energy Solar comprenant six panneaux solaires et le système de gestion du stockage XStorage pour redistribuer durant la nuit ou lors de journées moins ensoleillées, grâce à la batterie de la voiture, l’énergie produite par les panneaux solaires177.
Nissan annonce en mars 2018 un partenariat stratégique avec l’énergéticien allemand E.ON pour développer le véhicule-réseau. Nissan annonce avoir comme objectif ultime de fournir gratuitement l’électricité aux propriétaires de ses véhicules 100 % électriques178.
En octobre 2018, EDF annonce la création de la coentreprise « Dreev », en partenariat avec NUVVE, pour proposer aux automobilistes branchés, contre rémunération, d'exploiter l'énergie comprise dans les batteries de leurs voitures électriques lorsqu'elles sont immobilisées. Une offre serait lancée en France à destination des particuliers en 2022. La dépense annuelle moyenne en électricité pour les utilisateurs de voitures particulières électriques est estimée à 250 euros ; la rémunération envisagée par Dreev permettrait de la gommer intégralement, et même de dégager un petit surplus179.
En décembre 2019, Jedlix lance, en association avec trois petits fournisseurs d’énergie français, ekWateur, Plüm Énergie et GreenYellow, une application mobile permettant de piloter sa recharge en tenant compte des besoins de l'automobiliste (heure de départ et niveau de charge) et de ceux du réseau (éviter les heures de pointe). L'utilisateur est rémunéré par une prime de 0,02 euros par kilowattheure rechargé via le service180.
Le système traditionnellement retenu pour les conversions de véhicules conventionnels en véhicules électriques consiste à remplacer le moteur à combustion interne et la boîte de vitesses par des éléments électriques (moteur et réducteur, ou moteur et boîte de vitesses), en conservant le reste des éléments de transmission (arbres de transmission...).
Des solutions alternatives sont cependant envisageables : en octobre 2008, la société Michelin a présenté son système Active Wheel de motorisation électrique, qui intègre la propulsion du véhicule à la roue, mais également une suspension active. Le concept du moteur-roue électrique est né en 1900 grâce à Lohner-Porsche181 et a déjà été perfectionné entre autres par Pierre Couture d'Hydro-Québec avec le moteur-roue d'Hydro-Québec en 1994.
Pour les automobilistes qui souhaitent disposer d'une autonomie importante afin de pouvoir effectuer de longs trajets, la solution est soit le véhicule hybride rechargeable, soit la voiture électrique avec prolongateur d'autonomie ; cette dernière solution, moins coûteuse que l'hybride rechargeable ou que les voitures 100 % électriques dotées de batteries de grande capacité, avec recours à des bornes de recharge ultra-rapides, est également moins émettrice de gaz à effet de serre dans les cas où les longs trajets ne sont qu'occasionnels : ainsi, la BMW i3 REx, modèle à prolongateur d'autonomie, ressort nettement en tête des véhicules les plus économes en carburant comparativement aux véhicules hybrides rechargeables récents182.
Les constructeurs qui ont misé sur l'électrique (en particulier Renault et Volkswagen) ont fait le choix d'une plate-forme distincte pour les véhicules électriques, ce qui leur permet de bénéficier des atouts de l'électrique, notamment pour le confort intérieur. En effet, la batterie, le plus souvent placée sous la voiture, autorise un plancher plat, le moteur est plus compact (parfois plusieurs moteurs, deux ou quatre, sont directement montés sur les roues), et le réservoir à carburant est absent ; tout cela dégage de la place dans l'habitacle. L'investissement se situe entre 700 et 900 millions d'euros, qui sont amortis à condition de vendre au moins 100 000 voitures183.
Les constructeurs disposant d'une plateforme distincte cherchent à la partager avec d'autres afin d'en amortir le coût plus rapidement. Ainsi, Ford utilisera la plateforme Modular Elektro Baukasten (MEB) du groupe Volkswagen pour lancer une première voiture électrique en 2023 à destination du marché européen184.
Le marché du rétrofit ou conversion des véhicules thermiques à l'électrique, débridé sur le plan réglementaire depuis avril 2020 en France, fait l'objet d'une étude de l'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (Ademe) en mai 2021. L'Ademe estime que « le modèle économique de la filière […] reste incertain ». Le rétrofit est très avantageux sur le plan environnemental : le gain d'émissions de CO2 pour un véhicule diesel roulant dix nouvelles années grâce au rétrofit est largement plus élevé que celui apporté par sa mise à la casse avec remplacement par un modèle électrique. Pour une voiture citadine, le gain estimé s'élève à 66 % dans le premier cas contre 47 % dans le second ; pour un camion de livraison le gain atteint 87 % contre 37 % en passant à un camion électrique ; pour un fourgon d'artisan : 61 % contre 56 % avec un véhicule électrique neuf. Ce secteur serait aussi plutôt pourvoyeur de main-d’œuvre. Mais le coût total d'acquisition sur dix ans d'une voiture citadine rétrofitée est à peine plus faible que son équivalent électrique : 21 centimes d'euros au kilomètre, contre 24 centimes (moitié moins pour un diesel conservé en l'état) ; selon l'ADEME, la pertinence économique du rétrofit est meilleure pour les véhicules lourds, notamment les autobus185.
Véhicules solaires partiellement auto-rechargeables[modifier | modifier le code]
Nissan propose déjà une option panneau solaire sur la Nissan Leaf. Audi et Sono Motors (start-up de voitures électriques), avec la Sion, annoncent en 2017 des prototypes de voitures électriques dont la carrosserie sera partiellement photovoltaïque, avec de premiers modèles partiellement « auto-rechargeable » annoncés pour 2019. Sono Motors, dont le premier prototype semi-solaire a été financé par crowdfunding, annonce en 2017 un gain de trente kilomètres d'autonomie par jour pour son prototype (en complément de la batterie de 50 kWh permettant 250 km d'autonomie)186. Audi prépare un modèle où un module photovoltaïque devrait alimenter l'air conditionné ou les sièges chauffants du véhicule186.
Sono Motors annonce en septembre 2018 avoir reçu 7 000 pré-commandes de sa citadine « solaire électrique » Sion. Elle prévoit d'en produire 200 000, avec un lancement commercial fin 2019187.
Hyundai et Kia annoncent l'intégration en 2019 de panneaux solaires aux toits de plusieurs de leurs modèles hybrides. À terme, la seconde génération de cellules photovoltaïques, semi-transparentes, sur laquelle travaille Hyundai, pourra être appliquée sur un toit ouvrant panoramique ; la troisième génération, en cours d’étude, associera les cellules photovoltaïques installées sur le toit à des panneaux solaires directement intégrés à la carrosserie. Hyundai compte également proposer ces solutions sur des modèles thermiques188.
Les étudiants du Solar Team de l'université d'Eindhoven (Pays-Bas) ont présenté en juillet 2019 « Stella Era », une voiture électrique solaire avec laquelle ils participeront au World Solar Challenge en Australie. Avec 5 m2 de panneaux photovoltaïques sur le toit, cette automobile peut accumuler suffisamment d'énergie pour transporter quatre occupants sur une distance théorique de 1 200 km. Pour réaliser cette performance, l'équipe a cherché à réduire au maximum la consommation d'énergie du véhicule en jouant sur l’aérodynamisme et en allégeant au maximum le poids de la voiture ; elle a conçu de A à Z une toute nouvelle chaîne de traction depuis la batterie et son BMS jusqu'aux moteurs électriques, qui ont un rendement de 98,5 %189.
La voiture électrique est plus silencieuse qu'une voiture thermique, à basse vitesse, au point que des réglementations imposent des dispositifs sonores pour permettre aux piétons d'identifier les véhicules approchant ; par exemple, aux États-Unis et à partir de 2019, pour les vitesses inférieures à 30 km/h190.
En Europe, depuis juillet 2019, les voitures électriques sont légalement tenues d'émettre un signal sonore afin d'indiquer aux piétons le danger que représente la présence proche d'un véhicule191.
Le poids élevé des batteries accroit le poids total du véhicule électrique (1 502 kg pour une Renault Zoe contre 1 277 à 1 178 kg pour une Clio V)192, ce qui selon les lois de l'énergie cinétique dégrade le comportement routier du véhicule, ses performances et ses capacités de freinage193. À l'inverse, le positionnement très bas des batteries abaisse le centre de gravité, donnant aux voitures électriques une tenue de route et une stabilité remarquables194. Par exemple, sur le SUV BMW iX3 le centre de gravité est abaissé de 7,3 cm par rapport à son frère jumeau BMW X3 thermique195.
- En France
La société chinoise Contemporary Amperex Technology Limited (CATL) annonce en juin 2020 une batterie lithium-ion pour voitures électriques capable, selon elle, de durer 16 ans et une distance de 2 millions de kilomètres, deux fois plus que les garanties actuelles, limitées à huit ans en moyenne, et 1 million de kilomètres au maximum chez Lexus. Le prix de ces batteries serait 10 % plus élevé que celles actuelles. Tesla annonce 1,6 million de kilomètres pour ses batteries, moins chères à produire, et General Motors a présenté ses batteries Ultium, annonçant une durée de vie supérieure à 1 million de kilomètres196.
Pourtant selon un article d'autoplus.fr, la durée de vie de la batterie serait encore inférieure à celle du reste de l'automobile, et son coût de remplacement élevé, par exemple 17 000 € pour une Peugeot Ion (l'un des modèles les moins vendus : 479 ventes en 2019197 sur 42 763 voitures électriques vendues en France198, soit 1,1 %), « soit 2 à 3 fois la valeur du véhicule sur le marché de l'occasion »199 et 5 000 € hors taxe et hors main d’œuvre en 2015 pour une Nissan Leaf200.
Aussi, la quasi-totalité des constructeurs de voitures électriques garantissent leurs batteries pendant huit ans ou 160 000 km201, la garantie étant mise en jeu lorsque la capacité de la batterie tombe en dessous de 70 % de la valeur garantie ; dans la formule de location de la batterie de Renault Zoe, la garantie est illimitée, la batterie étant remplacée gratuitement dès que sa capacité a baissé de 25 %202.
L'autonomie était, jusqu'en 2016, rarement de plus de 200 km pour un véhicule électrique alors qu'elle dépasse fréquemment 500 km pour les véhicules à essence, voire 1 000 km pour une voiture Diesel. La peur de manquer d'autonomie est un handicap à la vente de véhicules électriques, entre autres parce que les utilisateurs ont besoin de savoir quelle distance ils peuvent parcourir avec une charge, où ils peuvent recharger et combien de temps cela va prendre. Mais plusieurs constructeurs annoncent pour 2017-2018 un doublement de la capacité des batteries, donc de l'autonomie ; ainsi, Renault prévoit en 2017 que sa Zoe pourra rouler 300 km en conditions réelles, et 400 km en cycle homologué, grâce à une nouvelle batterie lithium-ion, fournie par le coréen LG, qui fournira, à taille, poids et coût comparables, une densité énergétique doublée par rapport aux 22 kWh du moment ; la Nissan Leaf verra également sa capacité doublée à 48 kWh. De plus, le prix moyen des batteries est tombé en 2015 à 400 $/kWh contre 900 $/kWh en 2010, et devrait chuter à 100 US$ en 2025, selon une étude du Blackrock Investment Institute. Les véhicules pourraient atteindre 600 km d'autonomie vers 2025-2026, d'après PSA203.
Un essai routier mené en 2021 par la fédération norvégienne de l’automobile sur 21 modèles récents de voitures électriques, selon un protocole précis, avec un parcours mixte comprenant des passages urbains, des routes secondaires et des trajets autoroutiers avec une vitesse maximale de 110 km/h, conclut que 18 modèles sur 21 ont une autonomie réelle supérieure à l’autonomie WLTP. La Tesla Model 3 Grande Autonomie l’emporte avec un rayon d’action en été de 654,9 km jusqu’à la panne, suivie par le Ford Mustang Mach-e Long Range RWD avec 617,9 km. Dix modèles dépassent 500 km en été. En hiver, l'autonomie est environ 20 % inférieure204.
Selon Automobile-magazine, d'après ses tests sur 15 modèles électriques en juin 2020, l'autonomie réelle des voitures électriques serait inférieure aux annonces des constructeurs : 205 à 532 km en ville, 131 à 393 km sur route et 100 à 320 km sur autoroute ; le groupe Kia-Hyundai serait le plus performant205. Selon les tests de l'Argus sur 13 modèles (n'incluant pas les modèles les plus performants des tests d'Automobile-magazine) en avril 2020, l'autonomie sur route serait de 173 à 438 km et sur autoroute de 112 à 273 km206.
Certains véhicules électriques sont munis de générateurs électriques internes, moteurs thermiques classiques assurant, selon la situation, une partie de la traction ou une fonction de groupe électrogène seul pour les hybrides électriques dites à « prolongateur d’autonomie » ; peuvent également être embarqués une pile à combustible voire des panneaux solaires intégrés à la carrosserie comme sur les premières Nissan Leaf207,c. La Tesla Model S et la Tesla Model 3 sont des exceptions, avec une autonomie qui dépasse les 600 km en norme WLTP. Les véhicules Tesla possèdent par ailleurs un système propriétaire de chargement rapide appelé « Supercharger » qui permet d'atteindre 322 km d'autonomie en 15 minutes, avec une usure de batterie quasiment nulle208.
Air climatisé et chauffage de l'air ambiant consommaient, autrefois, trop d'électricité pour que la voiture les alimente en permanence sans une réduction importante de son autonomie déjà limitée. Les capacités des batteries les voitures les plus courantes étant passées de 22 ou 24 kWh vers 2013 à 40 ou même 64 kWh vers 2019, l'impact du chauffage ou de la climatisation sur l'autonomie a été considérablement réduite. Elle serait en moyenne de l'ordre de 10 à 20 % en fonction de la taille de la batterie et de l'écart de température entre l'extérieur et l'intérieur de la voiture209.
L'autonomie apportée par la recharge dépend de la température ambiante : des essais menés par l’association américaine des automobilistes (AAA) sur cinq modèles de voiture électrique début 2019 ont montré que par −6 °C, par rapport à une température ambiante plus clémente de 23 °C, la perte moyenne d’autonomie d’un véhicule électrique est de 12 %, atteignant 41 % lorsqu’on utilise les équipements de chauffage, ventilation et climatisation (CVC). Tous les modèles ne sont pas égaux face à ce phénomène : une pompe à chaleur utilise moins d’électricité qu’une résistance pour obtenir la mème température ; sur les cinq modèles testés, la perte d'autonomie varie de 10 à 20 %, et avec équipements CVC, de 31 à 50 %210.
Le coût des voitures électriques en 2016 était plus élevé que celui d'une voiture thermique, aussi bien à l'achat initial qu'à l'usage, dans les conditions du début d'année (bas prix des carburants, anciens modèles de batteries)211.
En France, grâce au bonus de 6 000 € en 2018, selon l'UFC-Que Choisir, le « coût total de propriété » d'une voiture électrique (qui comprend achat, carburant, entretien, assurance, etc.) est inférieur à celui de toutes les autres technologies de propulsion, que ce soit en première main ou d'occasion ; de plus, grâce à la baisse des coûts de production, les véhicules électriques et hybrides rechargeables devraient rivaliser avec les voitures thermiques, même sans bonus, d’ici à 2025212,213.
En juin 2021, une étude de plus grande ampleur, financée par l’European Climate Foundation et commandée par le Bureau européen des unions de consommateurs (BEUC) et neuf de ses membres, dont l’UFC-Que Choisir pour la France, montre que le coût total de détention d'une voiture électrique de petite taille ou de taille moyenne est déjà inférieur à celui des voitures thermiques, et qu'il le sera également pour celles de grande taille dès 2025214.
Une étude menée en 2020 par l’entreprise de location LeasePlan révèle que le coût mensuel de détention d’une voiture électrique est désormais compétitif face à celui des moteurs thermiques dans 14 pays ; en France, le coût moyen mensuel de détention d’une voiture électrique de taille moyenne est estimé à 840 €, contre 895 € pour un véhicule Diesel et 944 € dans le cas d’un moteur essence215.
Une voiture électrique nécessite moins d'entretien qu'une voiture thermique, du fait d'un nombre bien moins important de pièces en mouvement (pas de vidange, etc.) : une enquête de l'association de consommateurs Consumer Reports montre qu'en 2020 le budget réparation et entretien des voitures électriques est divisé par deux par rapport aux modèles thermiques équivalents216 ; l'économie atteint en moyenne 4 600 $ (3 900 €) sur la durée de vie du véhicule217.
Une étude publiée par Bloomberg Energy Finance en mai 2021 prévoit que le prix de vente des voitures électriques sera inférieur à celui des voitures thermiques à partir de 2025 pour les utilitaires électriques légers, 2026 pour les utilitaires lourds, les voitures moyennes (segment C) et petites (segment B) et 2027 pour les citadines du segment D218.
L'étude annuelle de Bloomberg New Energy Finance (BNEF) révèle en janvier 2020 que le prix moyen des packs batteries a baissé de 13 % en 2020, passant de 157 $/kWh en 2019 à 137 $/kWh en 2020. Entre 2013 et 2020, le coût moyen des packs batteries a été divisé par 5. BNEF rapporte même avoir observé des tarifs inférieurs à 100 $/kWh pour certains packs utilisés à bord de bus électriques chinois219.
L'étude 2019 de BNEF, comparant les prix d’achat des véhicules électriques et ceux des voitures équivalentes à moteur thermique, prévoit en avril 2019 qu’en Europe les véhicules électriques ne seront pas plus onéreux que leurs semblables thermiques dès 2022, alors que l'étude de 2017 prévoyait ce seuil pour 2026 et en 2018 pour 2024. Cette évolution est surtout due à la réduction spectaculaire des prix des batteries : leur part dans le coût de production d'une voiture américaine de taille moyenne était de plus de 57 % en 2015 ; en 2019, elle est passée à 33 % et en 2025 elle devrait tomber à 20 %. Une baisse de 25 à 30 % est également prévue sur les coûts du groupe motopropulseur électrique220. En décembre 2019, une actualisation de cette étude révèle que le prix moyen par kWh des batteries de traction lithium-ion est de 156 US$ (140 €) en 2019, en baisse de 87 % par rapport à 2010. Il prévoit que le seuil des 100 US$ (90 €) sera franchi en 2023 et que ce prix pourrait descendre à 61 US$ (55 €) par kilowatt-heure en 2030221. Selon l’indice de Bloomberg New Energy Finance, une batterie lithium-ion a coûté en moyenne 540 $/kWh au premier semestre 2014, en baisse de 20 % en deux ans, et les prix de situaient autour de 1 000 $/kWh en 2010222.
En novembre 2019, le PDG de Volkswagen, Herbert Diess, révèle que le coût de fabrication de la Volkswagen ID.3 est inférieur de 40 % à celui de la précédente génération de Golf électrique (ou e-Golf). La plus grande partie de cette baisse vient des cellules et des batteries, 5 à 10 % venant de l’utilisation d’une usine spécifique pour véhicules électriques223.
Selon une étude menée par les chercheurs du Stockholm Environment Institute, publiée dans Nature Climate Change, les prix des batteries lithium-ion pour les véhicules électriques ont baissé, entre 2007 et 2014, au rythme de 14 % par an, passant de 1 000 $/kWh (880 €/kWh) à environ 410 $/kWh (360 €/kWh). L'Agence internationale de l'énergie (AIE), dans ses projections, prédisait qu'un tel niveau ne serait atteint qu'en 2020224.
En 2016, deux nouvelles usines de batteries pour voitures électriques ont été annoncées en Europe : Samsung en Hongrie (50 000 batteries par an en 2018) et LG en Pologne (229 000 batteries par an) ; Nissan dispose déjà d'une usine à Sunderland au Royaume-Uni et Panasonic d'une autre à Bratislava en Slovaquie225.
Dans une étude publiée le , le Bureau européen des unions de consommateurs (BEUC) prédit que les voitures électriques à batterie deviendront compétitives par rapport aux voitures thermiques (à essence ou au Diesel), grâce à la baisse des coûts des batteries, d'ici la fin des années 2020, si l'on considère le coût total de possession, qui comprend le coût d'achat et le coût d'utilisation du véhicule sur toute sa durée de vie226. Les subventions ne seront donc plus nécessaires en 2030 et pourront être fortement réduites dès 2020227.
Renault prévoit qu'en 2022, la profitabilité du véhicule électrique sera au niveau moyen de celle du groupe, soit une marge opérationnelle de 7 %. Ses ventes de véhicules électriques s'élèveront alors à 250 000 véhicules par an contre 26 500 véhicules en 2016 et 40 000 véhicules prévus en 2017. Le coût des batteries devrait baisser de 30 % avant 2022 et celui du moteur électrique de 20 %228.
Fiat Chrysler Automobiles a acheté à Tesla des crédits CO2 à hauteur de 594 millions de dollars américains en 2019 et de 1,58 milliard en 2020. Toutefois, après la fusion avec Groupe PSA dans Stellantis, producteur de véhicules électriques, ces crédits pourraient ne pas être renouvelés229.
Une importante flotte de véhicules électriques rendra l'ajustement offre-demande d'électricité plus délicat, si tous sont rechargés simultanément lors de la pointe de consommation électrique journalière, mais devrait demander un accroissement de la production électrique modéré si la recharge « intelligente » est adoptée par des véhicules-réseau230,231.
En France, selon RTE, un parc électrifié à 40 %, soit 15 millions de véhicules électriques, représenterait ainsi +8 % de consommation électrique ; le réseau électrique absorberait sans difficulté cet accroissement, s'il est réparti au fil de la journée230,231.
Il faudrait que les recharges soient majoritairement lentes, ce qui est le cas en 2020 puisque 90 % des recharges sont effectuées à domicile ou sur le lieu de travail ; les stations de recharge publiques viennent en complément, pour des utilisations occasionnelles232.
L'Agence internationale de l'énergie (AIE) alerte, dans un rapport intitulé Le rôle des minerais essentiels dans la transition vers les énergies propres publié en mai 2021, sur les risques de pénuries certains matériaux critiques du fait de la transition énergétique et en particulier du développement des véhicules électriques : il faut compter plus de 200 kg de minerais par véhicule électrique, contre six fois moins pour une voiture thermique, qui n’utilise que du cuivre et du manganèse, alors que six minerais sont nécessaires pour un véhicule électrique ; il faut plus de 50 kg de cuivre et de graphite, mais aussi du lithium, du nickel et du cobalt pour constituer la batterie233. De plus, la production d'électricité par l'énergie solaire et surtout par les éoliennes consomme beaucoup plus de matériaux critiques par mégawatt que les centrales nucléaires, à charbon ou à gaz. Au total, la consommation de ces matériaux sera multipliée par quatre pour atteindre l'objectif de l'accord de Paris et par 6 pour atteindre la neutralité carbone en 2050. La demande de lithium sera multipliée par 42 en 2040 par rapport à 2020, celle de graphite par 25, celle de cobalt par 21, celle de nickel par 19 et celle de terres rares par sept. L'AIE préconise la diversification des approvisionnements, la constitution de stocks stratégiques, le développement de la filière recyclage, la recherche de technologies innovantes pour remplacer certains matériaux et trouver d’autres possibilités d’approvisionnement234.
La Fédération européenne pour le transport et l'environnement estime au contraire que grâce aux progrès techniques et au recyclage, peu de contraintes pèsent sur la fabrication des batteries, mais son analyse se limite à 2035 et ne prend pas en compte la consommation de matériaux pour la production d'électricité235,236.
Selon une étude publiée le par le Centre énergie & climat de l'Ifri, la concentration de la chaîne de valeur autour de la Chine inquiète les pays européens. Par ailleurs, au niveau mondial, le recyclage commence à devenir indispensable237.
Le lithium est nécessaire à la fabrication des batteries de voitures électriques et hybrides actuelles ; l'approvisionnement en lithium est disponible dans un nombre limité de pays, au sujet desquels le journal argentin La Nación parle de « guerre du lithium »238. Le risque de pénurie, en l'état actuel des technologies, est estimé important par plusieurs études239. Le cabinet Meridian International Research estimait en 2007 que les réserves ne suffiront pas même au remplacement initial du parc mondial de voitures240.
Les réserves de lithium identifiées augmentent d'année en année : les estimations de réserves (gisements techniquement exploitables à des coûts économiquement avantageux) de l'USGS étaient en de 14 Mt (millions de tonnes) et celles de ressources ultimes de 62 Mt241, et un an plus tard elles sont passées à 17 Mt de réserves prouvées et 80 Mt de ressources ultimes dans 23 pays, dont sept européens. La production mondiale était de 77 000 tonnes en 2019, dont 65 % destinés à la fabrication de piles et batteries (tous usages confondus)242.
Des alternatives sont recherchées : des batteries sodium-ion pourraient être moins chères et ne pas poser de problème de réserves, mais elles sont encore peu performantes, de même pour les accumulateurs lithium fer phosphate. Cela pourrait changer avec les batteries au sodium sans anode conçues par l'Université Washington de Saint-Louis243. En , la fabricant de batteries chinois CATL (30 % du marché mondial) présente une nouvelle batterie sodium-ion qui offre une meilleure capacité de recharge et une stabilité thermique améliorée ; la densité énergétique reste toutefois limitée à 160 Wh/kg contre 285 Wh/kg pour une batterie au lithium. CATL promet que la densité de ses batteries au sodium atteindra bientôt 200 Wh/kg. Du fait de ce manque de densité, la technologie sodium-ion pourrait mieux convenir aux véhicules de faible gabarit. CATL présente aussi une batterie mixte qui combine des cellules sodium-ion et des cellules lithium-ion afin de bénéficier des avantages de chaque technologie, l'ensemble étant contrôlé par un algorithme de précision. Le déploiement des batteries sodium-ion a déjà débuté et CATL compte les industrialiser à grande échelle dès 2023244.
Selon une étude du cabinet Adamas Intelligence, la consommation de carbonate de lithium pour la fabrication des batteries des voitures électriques et hybrides rechargeables atteignait 83 500 tonnes en 2020, en progression de 39 % par rapport à 2019. La part de Tesla dans cette consommation mondiale est de 22,4 %, loin devant BYD, Volkswagen et Renault245.
Les terres rares, qui ne sont ni des terres ni particulièrement rares, sont disponibles en quantité sur tous les continents ; leurs réserves mondiales prouvées étaient estimées par l'USGS américain à 120 millions de tonnes en 2019 détenues à 37 % par la Chine, devant le Brésil (18 %), le Vietnam (18 %), la Russie (10 %), l'Inde (6 %), l'Australie (2,8 %), etc. La production mondiale d'oxydes de terres rares s'est élevée à 210 000 tonnes en 2019, dont 132 000 tonnes en Chine (63 %) et 26 000 tonnes aux États-Unis (12 %) ; les réserves assurent donc près de 600 ans de production au rythme actuel, et les ressources ultimes sont beaucoup plus élevées246.
Les batteries lithium-ion ne contiennent pas de terres rares. Les batteries NiMH (nickel métal hydrure) des véhicules hybrides de la première génération contenaient une dizaine de kilos de lanthane, avant que cette technologie ne cède la place au lithium-ion. Des terres rares sont présentes dans les moteurs de certaines voitures électriques, principalement les hybrides : néodyme, dysprosium, samarium sont les terres rares les plus utilisées pour fabriquer les aimants permanents qui équipent les moteurs synchrones sans balais ; mais la plupart des voitures électriques, en particulier la Renault Zoe et les Tesla, utilisent une bobine d’excitation au lieu des aimants, et ne contiennent donc pas de terres rares247. La nouvelle architecture conçue par BMW pour sa chaîne de traction électrique à partir de 2020 ne contient plus de terres rares248.
Les terres rares utilisées dans le monde servent en 2020, pour 26 %, de catalyseurs dans l’industrie du pétrole et dans les pots catalytiques des voitures à moteur thermique. Leur utilisation dans la fabrication d’aimants permanents pour moteurs électriques est l’autre application la plus consommatrice (20 à 23 % des usages), car ils permettent une miniaturisation intéressante des micromoteurs électriques dans l’automobile (lève-vitres, rétroviseurs, sièges réglables…), les ordinateurs, les têtes de lecture des disques durs, les appareils électroménagers, etc.249.
La fabrication d'une batterie de voitures électriques consomme en moyenne 10 kg de cobalt250. Plus de 40 % de la production de cobalt est utilisée par le secteur des batteries ; son prix a été multiplié par 3,7 en deux ans (2016-2017), mais, depuis 2019, est revenu à son niveau d'avant cette bulle spéculative ; la République démocratique du Congo (RDC) a produit 50 % du cobalt mondial en 2016251 et cette proportion pourrait passer à 70 % dans cinq ans ; or Amnesty International estime qu'en 2016, en RDC, 20 % du cobalt est extrait manuellement, notamment par des enfants252. En 2019 et 2020, selon Jonas Schneiter et Marc Muller, les petites mines illégales et familiales représentent à peine 5 % de la production mondiale de cobalt253.
Les batteries de certaines voitures électriques n'utilisent pas de cobalt, par exemple les Tesla Model 3 fabriquées en Chine254.
Selon une analyse des chercheurs de l’Institut Helmholtz Ulm (HIU) parue en 2018, l’approvisionnement en cobalt pourrait devenir critique à l’horizon 2050 ; d'ici 2050, la demande de cobalt pour les batteries pourrait être deux fois plus élevée que les réserves identifiées en 2018. L'entreprise chinoise GEM, fournisseur de Contemporary Amperex Technology (CATL), premier fabricant chinois de batteries pour automobiles, a signé en un accord pour l’achat de près d’un tiers de la production de cobalt de Glencore, considéré comme le premier producteur mondial255.
Selon le quotidien allemand Handelsblatt, des ingénieurs allemands, qui ont acheté des Tesla Model 3 et les ont démontées pièce par pièce pour en étudier la technologie, ont découvert que non seulement Tesla n'utilise pas de terres rares, mais que de plus il est parvenu à faire passer la teneur en cobalt de 8 % sur une batterie conventionnelle à seulement 2,8 % sur les batteries de la Model 3256,257.
La demande de nickel de qualité supérieure devrait être multipliée par 16 d'ici 2030, d'après Bloomberg, et ceci, pour moitié, pour les batteries de voitures258.
Produire un équipement nécessite des ressources et est source de pollution. Comparer divers systèmes requiert la prise en compte de la totalité de leur cycle de vie : fabrication, utilisation et déconstruction/recyclage. Des méthodes d'analyse du cycle de vie se développent. La part d'énergie requise pour la fabrication d'un objet est ainsi appelée « énergie grise ».
À l'utilisation et au niveau local, une voiture électrique ne produit pas de gaz polluants ni de gaz à effet de serre, est peu bruyante à basse vitesse et ne consomme pas d'autre énergie à l'arrêt que celle nécessaire aux équipements annexes (chauffage, climatisation, sonorisation, phares, équipements de sécurité, etc.). Cependant, cela reste un objet technique, source de pollutions dans le cadre de sa fabrication259, et un véhicule qui participe à l'impact environnemental du transport routier260,261. En font notamment partie la pollution due au bitume et aux sels de déneigement, la pollution de l'air aux particules fines due à l'usure des pneus262, des freins et de la chaussée, la nécessité d'un réseau de routes, parkings et autres infrastructures coûteux, consommateur d'espace et facteur de fragmentation écologique, les accidents de la route, la mortalité animale, la pollution lumineuse par les voies éclairées plus que par l'éclairage embarqué, etc..
Spécifiquement, le véhicule électrique pose des problèmes écologiques à propos des accumulateurs (production, recyclage et élimination) et, selon le cas, de la pile à combustible et du carburant de celle-ci, ou de la production d'électricité supplémentaire259.
La nature et l'ampleur de ces pollutions dépendent principalement du type d'énergie primaire utilisée dans la fabrication du véhicule et pour produire l'électricité (ou le carburant pour la pile à combustible) qu'il consomme. On évalue généralement les « émissions évitées » par le développement des véhicules électriques en se fondant sur leurs caractéristiques techniques, mais c'est oublier que ces émissions sont aussi fortement déterminées par le régime de régulation des émissions. Ainsi, les émissions du secteur électrique sont-elles soumises au système des quotas alors que la consommation de carburant dans les véhicules ne l'est pas. En conséquence, la mise sur le marché de voitures électriques en remplacement de véhicules conventionnels fait supporter (au moins en partie) par l'automobiliste le coût écologique des émissions de ces dernières, indépendamment des mérites techniques de ces véhicules.
Concernant ses aspects technologiques, le bilan écologique varie beaucoup selon la « propreté » de l'énergie primaire utilisée263, sachant que tout le spectre est possible (charbon, éolien, gaz, hydraulique, nucléaire, pétrole, solaire...). Il varie aussi selon la saison et le mode de recharge (rapide de jour ou lente de nuit, en hiver ou en été, la production électrique sollicitée diffère). Il serait donc trompeur de s'en tenir à la composition moyenne du parc de production électrique ou à la « technologie marginale » (celle qui est activée pour répondre à la pointe de demande). Massiani et Weinmann ont évalué les modalités de calcul, sur la base d'une approche pivotale ils estiment les émissions moyennes à 80 g/km en 2020 en Allemagne264.
Les grandes associations de protection de l’environnement françaises ne s'opposent plus au déploiement de la voiture électrique265, à condition toutefois de revoir à la baisse la place de la voiture dans la société, et de privilégier les services de mobilité à la possession d'une voiture.
En 2017, le Québec vise un million de véhicules électriques et hybrides en circulation avant 2030 (contre moins de 6 000 en 2017) ; pour cela il offre 8 000 dollars canadiens (5 400 €) aux acheteurs d'un véhicule électrique ou hybride neuf. L'Ontario offre jusqu'à 14 000 dollars. Pour l'Institut économique de Montréal (IEM, « de tendance libérale ») cette politique de stimulation d'achat de voitures électriques au Canada est le moyen le moins efficace et le plus coûteux de réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) du pays. La réduction des émissions serait au mieux de 3,6 % pour le Québec et de 2,4 % pour l'Ontario alors que ces provinces ont comme cible une réduction de 37 % de leurs émissions de GES avant 2030 (par rapport au niveau de 1990). L'IEM évalue ces subventions à 523 dollars par tonne de GES économisée en Ontario et 288 dollars au Québec à la charge du contribuable et juge que le même objectif de réduction des GES ne coûterait « que » environ 18 dollars par tonne de carbone évitée sur le marché de la Bourse du carbone. Il en déduit que « Le bon sens économique et même écologique plaide en faveur d'une réduction de ces subventions, voire leur élimination »266.
Une enquête réalisée par l’Université technique d’Eindhoven (TU/e), pour le compte du groupe parlementaire vert néerlandais conclut que les voitures électriques ont un bilan CO2 plus léger de 50 à 80 % par rapport aux modèles Diesel ou à essence similaires. La fabrication d’une voiture électrique pèse plus lourd en bilan carbone : 32 gCO2éq/km pour la Mercedes Classe C 220d, contre 51 gCO2éq/km pour la Tesla Model 3, dont 23 grammes pour la batterie de 75 kWh de capacité énergétique. Par contre, l’énergie utilisée, y compris celle nécessaire à produire le gazole et l’électricité, pèse respectivement 228 et 40 gCO2éq/km pour la Mercedes et la Tesla. Autre comparaison : une Volkswagen e-Golf 36 kWh émet 78 gCO2éq/km contre 168 gCO2éq/km pour une Toyota Prius 1,8 L de 2020, soit 54 % de moins. Les études publiées antérieurement avec des conclusions contraires avaient utilisé des données obsolètes sur les émissions dues à la production des batteries, ne prenant pas en compte la croissance des énergies renouvelables dans le mix énergétique européen ; elles avaient de plus sous-estimé la durée de vie des batteries et oublié de prendre en compte le CO2 émis lors de l’extraction, du transport et du raffinage du pétrole brut, et reposaient sur les consommations d’essence et de gazole communiquées par les constructeurs, inférieures de 25 à 40 % aux réalités du terrain267.
Volkswagen annonce en 2019, pour la production de sa future gamme de voitures électriques ID.3, un programme visant la neutralité carbone de l'ensemble du cycle de vie : 100 % d’énergie renouvelable pour produire la batterie, 100 % d’énergie verte pour l’usine de Zwickau qui produira l’ID, offre de recharge Elli via une électricité renouvelable principalement obtenue de centrales hydroélectriques, des boucles de recyclage notamment pour les batteries ; les émissions inévitables seront compensées par des investissements dans des projets de compensation carbone, tels que le reboisement268.
Un rapport publié en avril 2020 par la Fédération européenne pour le transport et l'environnement conclut qu'en Europe, les voitures électriques émettent en moyenne près de trois fois moins de CO2 que les voitures thermiques (essence ou Diesel) équivalentes sur l'ensemble de leur cycle de vie : 90 g/km de CO2 contre 253 g/km en essence et 233 g/km en Diesel269. Les émissions varient fortement selon les mix électriques de chaque pays : en France, les voitures électriques émettent 55 g/km contre 253 g/km en essence et 233 g/km en Diesel ; en Pologne, les voitures électriques émettent 182 g/km. En 2030, étant donné l'évolution des modes de production de l'électricité et les progrès techniques, les voitures électriques émettraient 53 g/km contre 229 g/km pour les voitures thermiques270.
Les émissions de CO2 dues à la production des batteries de véhicules électriques sont évaluées par l’Institut de Recherche Environnementale Suédois (IVL) : en 2017, un premier rapport estimait ces émissions à 150 à 200 kg/kWh de capacité. Pour une Renault Zoe (52 kWh), cela équivalait à 45,5 g/km pour une durée de vie de batterie modeste de 200 000 km. Une nouvelle étude publiée en décembre 2019 annonce des émissions en forte baisse, car les usines de batteries ont augmenté leur rendement et tournent à plein régime : 61 à 106 kg/kWh ; pour une Zoe, les émissions par kilomètre tombent donc à 21,7 g/km. Le développement d'usines de batteries en Europe permettra d'utiliser une énergie moins fossile271.
Selon une étude conjointe d’universitaires chinois et américains publiée en avril 2018, les habitudes de recharge des utilisateurs de véhicules électriques chinois ont pour conséquence d’augmenter les émissions polluantes, car la plupart d'entre eux privilégieraient la recharge rapide pendant les heures de pointe ; or ce comportement sollicite davantage les centrales à charbon au détriment des énergies renouvelables, lors des pics de consommation. Pour diminuer la pollution indirecte des véhicules électriques, les chercheurs recommandent de les recharger lentement, en plusieurs heures, le soir ou en heures creuses en journée et sur les lieux de travail272. L’étude insiste également sur l’utilité des autobus électriques, bien moins polluants que les moyens de transports individuels273.
Une étude de 2017 sur les effets climatiques, menée par des chercheurs de la Vrije Universiteit Brussel, estime que, sur l'ensemble de son cycle de vie, les émissions de CO2 d'une voiture électrique sont, en moyenne européenne, inférieures de 55 % à celles d'un véhicule Diesel274. Ce ratio dépend beaucoup des sources de la production de l'électricité (voir les chapitres précédents) et de la durée de vie globale du véhicule. En Belgique, le gain d'émissions apporté par la voiture électrique est de 65 %, en France de 80 % et en Suède de 85 %275.
Une étude publiée en avril 2017 par l'Institut japonais d'économie de l'énergie montre que les véhicules électriques fabriqués en Chine émettent, pour la plupart, moins de gaz à effet de serre que les véhicules à essence, malgré la composition actuelle du parc chinois de centrales électriques dominé à 73 % par le charbon ; il prévoit de plus une amélioration de cet avantage avec la décarbonation progressive de la production d'électricité276.
L'énergie grise d'une voiture électrique est plus élevée que celle d'un véhicule thermique du fait de sa batterie : selon une étude publiée en 2016 en France, menée par la Fondation pour la nature et l'homme avec la collaboration de plusieurs ONG et des acteurs institutionnels (ADEME, RTE) et privés, les émissions de CO2 sur le cycle de vie d'une voiture électrique citadine sont de 10,2 tCO2éq pour la production et le recyclage (énergie grise) plus 2,1 tCO2éq en phase d'usage contre 6,7 tCO2éq plus 26,5 tCO2éq pour une voiture thermique citadine : malgré son énergie grise supérieure de moitié, la voiture électrique émet au total trois fois moins de CO2277. L'Ademe avait déjà montré en 2012 qu'au-delà de 25 000 km, le potentiel de changement climatique de la voiture électrique (c'est-à-dire sa contribution à l'effet de serre) est inférieur à celui des voitures thermiques en France. Par contre en Allemagne, du fait du mix énergétique moins décarboné, une voiture électrique devrait atteindre 40 000 km pour être moins émettrice de gaz à effet de serre qu'une automobile à essence et plus de 80 000 km par rapport à une automobile Diesel278.
Les émissions de CO2 au cours du cycle de vie sont réduites en moyenne de 40 à 50 % par rapport à celles des voitures thermiques ; cette réduction est proche de 90 % dans les pays où la production d'électricité est presque entièrement décarbonée, tels que la Norvège et la France, et atteint tout de même 15 % en Chine en 2015, où le charbon occupe encore une place prépondérante dans le mix électrique279,280 ; les incertitudes sur les évolutions des batteries (en particulier sur leur durée de vie, leur technologie, leur réutilisation éventuelle et leur recyclage) entachent toutefois ces prévisions281.
Un véhicule électrique n'émet pas de polluants atmosphériques liés à la combustion, la pollution étant délocalisée sur les sites de production électrique au cas où ils utilisent des combustibles fossiles ; toutefois, on conserve les émissions locales de particules fines (PM10) d'un véhicule qui proviennent du revêtement routier, de l’abrasion des pneus et des freins, le freinage régénératif permettant de les diminuer282.
Une étude indépendante menée en 2014 par Transport & Mobility, une spin-off de l'université catholique de Louvain (KU Leuven), révèle que la voiture électrique produit à peine moins de particules fines qu'une nouvelle voiture à essence. Cela s'explique partiellement par une usure plus rapide des freins et des pneus sur la route, du fait du poids supplémentaire des batteries. Cette usure reste faible, grâce au système de récupération d'énergie au freinage, à l'augmentation de la densité énergétique des batteries (qui représentent 10 à 15 % du poids total du véhicule) et aux incitations à rouler de manière douce (pour augmenter l'autonomie du véhicule en anticipant les ralentissements). En revanche, la voiture électrique n'émet pas d'oxyde d'azote, ce qui amène les auteurs de l'étude à conclure qu'elle est plus écologique que les voitures à moteur Diesel283.
Un rapport publié en décembre 2020 par l'OCDE compare les émissions de particules « hors échappement » des voitures électriques à celles des voitures thermiques : si les systèmes de freinage régénératifs des voitures électriques réduisent l’usure des freins, les émissions issues de l’usure des pneus, de la route et de la remise en suspension des particules demeurent une réalité sur les véhicules électriques. Les émissions de particules PM10 (diamètre inférieur à 10 µm) des voitures électriques sont inférieures de 5 à 19 % à celles d’un véhicule thermique, mais celles de PM2.5 (≤ 2,5 µm), inférieures de 11 à 13 % pour les petites voitures électriques, sont plus élevées de 3 à 8 % pour les véhicules à grande autonomie, handicapés par leurs grosses batteries. L'OCDE recommande donc de diminuer le recours à la voiture individuelle en privilégiant d’autres modes de transport (bus, marche, vélo, etc) et en instaurant de nouvelles taxes ainsi qu’une redevance basée sur le kilométrage parcouru pour limiter les usages ainsi que sur le poids des véhicules. Diverses pistes d'améliorations techniques sont également évoquées284.
Flux d'énergie dans les voitures électriques en ville et sur autoroute (récupération en vert)
d,285.
Efficacité énergétique des voitures thermiques en ville et sur autoroute
286.
Le moteur électrique ne consomme pas d'énergie lorsqu'il n'est pas sollicité en propulsion, que le véhicule soit à l'arrêt ou pas ; de plus, il se mue en générateur électrique lors des ralentissements, permettant de récupérer une partie de l'énergie cinétique du véhicule par freinage régénératif ; l'électricité ainsi produite est stockée dans la batterie en vue de sa réutilisation pour la traction ou les accessoires .
Le rendement d'un véhicule électrique atteint 50 % sur électricité consommée (50 % de la centrale aux roues, en tenant compte du rendement du moteur, de celui du stockage, du chauffage, de la climatisation et des pertes du réseau électrique287), qu'il faut diminuer du rendement des centrales électriques ; le freinage régénératif permet en revanche d'augmenter de 17 points ce rendement288. Pour comparaison, le rendement sur carburant consommé d'un moteur thermique atteint lui 13 à 20 % (cf. schéma ci-contre), hors freinage régénératif dans le cas d'une hybridation. Selon RTE, le rendement d'un véhicule électrique est ainsi trois à quatre fois celui d'un véhicule thermique classique289, abstraction faite de la production de l'électricité elle-même.
Les effets sur le climat constituent la plus grande partie du bilan global, mais d'autres ressources sont également absorbées, notamment de grosses quantités d’eau nécessaires au procédé d’extraction, rendant des écosystèmes très vulnérables, ainsi que les populations qui en dépendent. En outre, l'extraction des matériaux nécessaires introduit des produits chimiques dans les systèmes hydrauliques290.
En fin de vie, la dépollution et le recyclage pour les deux systèmes (pile à combustible et accumulateurs) n'est écologiquement pas neutre. Les composants fonctionnels doivent être recyclés, ce qui implique un coût tant en énergie qu'en recyclage de matières polluantes. Le recyclage est indispensable dans tous les cas en raison de la nature des matériaux utilisés pour la construction des deux systèmes : plomb, nickel et autres métaux lourds dans le cas des accumulateurs, métaux et produits chimiques pour les piles à combustible. D'après une étude américaine sur les batteries lithium-ion citée par l'Association pour l'Avenir du Véhicule Electro-Mobile (Avem) en 2013, « les packs batteries peuvent être utilisés durant une période variant de 5 à 20 ans en fonction de nombreux facteurs »291 ; d'autres sources font état d'une durée de vie de 9 à 13 ans292.
Un rapport publié en 2017 estime la capacité de stockage des batteries de véhicules électriques recyclées à 8 TWh/an en 2030 et 37 TWh/an en 2040 ; elles pourraient alors jouer un rôle majeur dans la compensation de l'intermittence des productions éoliennes et solaires, ou servir pour des usages d'autoconsommation293.
- Japon
- Nissan lance en mars 2018 un programme de remplacement des batteries de la Leaf. Les propriétaires pourront échanger leur pack usé contre un pack reconditionné à des tarifs avantageux : 650 000 yens (4 954 €) pour le pack de 24 kWh, 800 000 yens (6 091 €) pour 30 kWh et 820 000 yens (6 243 €) pour 40 kWh294.
- Europe
- depuis 2006, la loi (Directive 2006/66/CE du Parlement Européen et du Conseil du 6 septembre 2006 relative aux piles et accumulateurs) impose aux sociétés automobiles de recycler au moins 50 % de la masse des batteries lithium-ion293.
- France
Une étude de l'Institut de Potsdam pour la recherche sur les effets du changement climatique, publiée en mai 2021 dans Nature Climate Change, conclut que l’énergie nécessaire pour fabriquer l’hydrogène ou les e-carburants synthétiques sera toujours supérieure à celle nécessaire pour alimenter les voitures électriques. Selon son auteur, les carburants à base d’hydrogène peuvent être d’excellents vecteurs d’énergie propre, mais leurs coûts et les risques associés sont également importants295. L'étude préconise de donner la priorité de ces nouvelles alternatives aux secteurs inaccessibles à l’électrification directe, comme l’aéronautique296.
Politiques de soutien à la voiture électrique[modifier | modifier le code]
De nombreux gouvernements ont adopté des politiques de soutien aux véhicules électriques :
En Chine, le gouvernement a supprimé la taxe à l'achat (10 % du prix de vente) pour les NEV (voitures électriques et hybrides rechargeables) en 2014 ; il maintient un bonus extrêmement élevé : 55 000 yuans, soit 7 600 €, complété au niveau local par des aides supplémentaires, telles que la gratuité de la plaque dans les grandes villes alors que les immatriculations sont limitées pour les modèles thermiques. Objectif : cinq millions de « voitures propres » sur les routes en 2020. Les subventions sont réservées aux marques nationales, ce qui oblige les constructeurs étrangers à s'associer avec un constructeur local et intégrer leur technologie à des voitures qui ne porteront même pas leur marque : Renault va ainsi industrialiser sa Fluence sur place en 2017, sous la marque de son partenaire Dongfeng ; Daimler s'est associé à BYD, dont les voitures électriques se cachent sous la marque Denza ; la Leaf de Nissan est appelée Venucia142.
Le gouvernement central a décidé fin 2016 de mettre progressivement fin à ses très généreuses subventions ainsi qu'à celles attribuées par les provinces. La subvention du gouvernement central a ainsi été réduite de 20 % (à 66 000 yuans maximum, soit 9 000 €) dès janvier 2017, selon le « China Daily ». La subvention des autorités locales sera plafonnée à 50 % de celle offerte par le pouvoir central. L'étape ultime doit intervenir en 2020, avec la suppression totale des subventions. De plus, la liste de modèles éligibles aux subventions publiée par Pékin le ne comprend plus que 386 modèles contre 713 en 2016 ; les autorités ont détecté de nombreuses fraudes et s'inquiètent d'éventuelles surcapacités299.
Le gouvernement envisage en 2017 de remplacer son système de subventions par un système de quotas : son projet de loi notifié à l'OMC le prévoit l'obligation, pour tous les constructeurs produisant ou important plus de 50 000 véhicules par an, de produire au moins 8 % de NEV en 2018, puis 10 % en 2019 et 12 % en 2020. Les États-Unis et l'Union européenne ont demandé plusieurs aménagements, en particulier un calendrier plus réaliste, étant donné que la part de marché des NEV n'était que de 2 % en 2016, et une garantie d'égalité de traitement entre constructeurs nationaux et étrangers ; selon le quotidien Handelsblatt, la Chine pourrait assouplir sa position et peut-être décaler d'un an l'application des quotas de véhicules à énergie nouvelle300.
Le gouvernement chinois a décidé en 2019 de couper drastiquement dans ses subventions : à partir de juin 2019, le seuil au-dessous duquel l'achat de voitures électriques est subventionné est porté de 150 à 250 km d'autonomie, et au-dessus de ce seuil les subventions sont fortement diminuées : de 47 à 60 %. De plus, il est désormais interdit aux autorités locales de subventionner les achats de voitures électriques. Au total, les subventions sont réduites de 67 %. Le gouvernement a injecté près de 53 milliards d'euros entre 2009 et 2017 dans le secteur, mais les importants financements consentis par des autorités locales ont suscité une prolifération de constructeurs (plus de 200) dont beaucoup n'ont pas de projets réalistes. Le gouvernement cherche à déclencher une consolidation du secteur, à inciter à une montée en gamme et à rediriger l'argent public vers les infrastructures de recharges301.
En juin 2020, le gouvernement fixe ses quotas pour les véhicules à énergies nouvelles (électriques et hybrides rechargeables) jusqu'à 2023 : 14 % en 2021, 16 % en 2022 et 18 % en 2023302.
Le gouvernement, qui avait initialement décidé de supprimer toutes les primes et tous les crédits d’impôt liés à l’achat de voitures électriques en 2020, repousse cette échéance à 2022 lors de la pandémie de Covid-19. Il décide de réduire progressivement les bonus jusqu’à leur suppression complète et annonce que leur réduction sera de 20 % en 2021303.
Aux États-Unis, dès 2002, le président George W. Bush signe une loi de stimulation économique qui institue plusieurs crédits d'impôt, dont 150 millions de dollars pour les acquéreurs de véhicules électriques304. Le Plug-In Electric Drive Vehicle Credit (crédit d'impôt pour les véhicules électriques rechargeables), créé en 2008, va de 2 500 à 7 500 US$ selon la puissance de la batterie305 ; certains États ont leurs propres programmes de soutien : en Californie, un crédit d'impôt pouvant atteindre 2 500 dollars et en Géorgie 5 000 dollars ; de nombreux avantages s'y ajoutent localement : réductions sur la facture d'électricité pour recharge en heures creuses, places de parking gratuites, réductions sur les frais de carte grise, rabais sur les assurances, accès aux voies réservées au covoiturage, aides à l'installation de bornes de recharges.
Certains États, comme le Texas et le Delaware, souhaitent utiliser la technologie plug-in comme moyen de stockage d'énergie : en période de forte demande, l'énergie stockée dans les batteries des voitures peut être réinjectée sur le réseau ; l'électricité est alors rachetée au prix de l'heure de pointe. La Californie s'est fixé un objectif de 1,5 million de véhicules électriques d'ici 2025306 ; les aides à l'achat d'un véhicule électrique peuvent aller jusqu'à 15 000 $ en Virginie-Occidentale et les aides à l'installation de bornes de recharge jusqu'à 30 000 dollars307.
En Californie, le Global Warming Solutions Act, texte fondateur adopté par l’État en 2006, a fixé des objectifs de réduction des émissions pour les transports, qui ont depuis été durcis à deux reprises, portant l'objectif de réduction des émissions à 80 % d’ici à 2050. Ce texte a relevé le prix de la vignette afin d’alimenter un fonds de développement des véhicules propres, qui dispose de plus d'un milliard de dollars, et de financer un bonus allant jusqu’à 5 000 dollars pour ceux qui les achètent ; le fonds a financé la construction de 5 700 bornes de recharges électriques (en plus de celles de Tesla) ainsi que d’un réseau de stations d’hydrogène et de gaz naturel. La Californie ne compte encore, à mi-2015, que 140 000 véhicules électriques sur un total de 24 millions de voitures, mais 40 % des véhicules électriques vendus aux États-Unis le sont en Californie308.
Un sondage réalisé en mars 2018 par l’Association américaine des automobilistes (AAA) révèle que 20 % des automobilistes américains seraient prêts à acquérir une voiture électrique, soit cinq points de plus qu'en 2017. Pour les hybrides, la part est de 31 %309.
Douze États américains de la côte Est (Connecticut, Delaware, Washington DC, Maine, Maryland, Massachusetts, New Hampshire, New Jersey, New York, Pennsylvanie, Rhode Island, Vermont et Virginie) ont conclu en mai 2018 un accord destiné à faciliter l’accès aux infrastructures de recharge pour les propriétaires de véhicules électriques. L’accord conclu porte sur tous les types d’infrastructures et vise à mettre en œuvre une stratégie commune310.
Citant l’exemple de la Californie, dont le Clean Air Act fixe l'objectif que les véhicules zéro-émissions représentent 14,5 % des ventes à horizon 2025, General Motors appelle à l’application de quotas à l’échelle fédérale, avec une première étape à 7 % en 2021 qui augmenterait ensuite de 2 % chaque année pour atteindre 15 % d’ici 2025 et 25 % d’ici 2030, afin de mettre sept millions de voitures électriques sur les routes américaines d’ici à 2030311.
La Californie s'est fixé l'objectif de mettre cinq millions de véhicules électriques sur les routes d’ici 2030 et incite les fournisseurs d’électricité californiens à installer des bornes de recharge : ainsi, Southern California Edison (SCE), après avoir installé 1 800 chargeurs en trois ans dans le cadre du programme « Charge Ready », lance en septembre 2020 « Charge Ready 2 » pour installer 38 000 points de charge supplémentaires en quatre ans312.
Le président élu en novembre 2020, Joe Biden, a inscrit dans son programme l'objectif de faire des États-Unis un pays neutre en émissions carbone à l'horizon 2050. Il promet de renouveler un crédit d'impôts de 7 500 $ pour l'achat d'une voiture électrique, qui avait été voté sous l'administration Obama, mais prend fin progressivement lorsqu'un constructeur atteint les 200 000 ventes aux États-Unis, ce que Tesla et General Motors ont fait. Joe Biden a un plan ambitieux pour installer 500 000 stations de recharge électrique d'ici à 2030,contre moins de 90 000 en 2020. Mais le Sénat pourrait bloquer ces projets313. Le 5 août 2021, il fixe par décret un objectif 2030 de 50 % des voitures neuves vendues « zéro émission » (hybride rechargeable, électrique à batterie ou à hydrogène)314.
L'Inde s'est engagée en 2017 à interdire la vente de véhicules à moteur thermique en 2030315.
Les prévisions publiques annoncent près de six millions de véhicules électriques sur les routes indiennes en 2020. Le gouvernement promet des avantages fiscaux et a lancé un appel d'offres pour renouveler sa propre flotte de véhicules et la convertir à l'électrique ; 10 000 véhicules sont commandés, dont 500 livrés à la fin de novembre 2017. Le principal bénéficiaire de la commande est Tata Motors, qui n'avait jusqu'alors pas produit de voiture électrique, mais s'est imposé grâce à un prix défiant toute concurrence.
Tata Motors projette de sortir prochainement sa petite Nano en version électrique. Son concurrent Mahindra & Mahindra souhaite atteindre 5 000 véhicules par mois d'ici deux à trois ans. Maruti Suzuki India, le premier constructeur local, envisage de produire des voitures électriques dès 2020 avec la technologie de Toyota et investit dans une future usine de batteries de lithium-ion en partenariat avec les japonais Denso et Toshiba. En septembre 2017, Mahindra a mis sur le marché son e-Alfa Mini, un rickshaw électrique dont il compte produire mille exemplaires par mois dans son usine d'Haridwar. Selon Bloomberg New Energy Finance, l'Inde n'aurait que 350 points de recharge contre 215 000 en Chine316.
Le ministre de l’énergie israélien Yuval Steinitz annonce le que l'importation du Diesel et de l'essence ne sera plus autorisée dès 2030. Les véhicules électriques et au gaz naturel bénéficieront d’une taxation « proche de zéro » pour les rendre abordables ; plus de 2 000 nouvelles stations de recharge seront également financées via un appel d’offres de 25 millions de shekels (près de 6 millions d’euros). L’État hébreu espère voir 177 000 voitures électriques sur ses routes d’ici 2025 et environ 1,5 million en 2030. Toutes les voitures neuves seront électriques, les bus et camions seront électriques ou au gaz naturel317.
Au Japon, les mairies et préfectures financent jusqu’à 75 % des coûts d’installation de bornes destinées à la recharge publique, jusqu’à 50 % des coûts pour une borne privée. Le Japon comptait déjà en octobre 2013 quelque 3 500 bornes de recharge « normale » et 1 800 stations rapides dans le domaine public318.
Le gouvernement et les constructeurs automobiles japonais ont planifié d'un commun accord, en juillet 2018, la fin des voitures thermiques en 2050 ; Toyota avait déjà annoncé cet objectif en 2017 pour ses voitures. Les véhicules utilitaires ne sont pas concernés319.
En Norvège, pays qui a totalisé 31 % des ventes de voitures électriques neuves en Europe pour toute l'année 2014, 18 % des nouvelles immatriculations de voitures individuelles depuis le début de l'année 2015 concernent des modèles électriques320. Les voitures électriques y sont quasiment exemptées de taxes (dont la TVA), elles peuvent circuler dans les couloirs de transport collectif, se garer gratuitement sur les parkings publics et s'y recharger sans frais, mais aussi franchir gratuitement les péages urbains321.
Michael Gove, ministre britannique de l'Environnement, annonce en juillet 2017 que le Royaume-Uni prévoit d'interdire totalement la vente des nouveaux véhicules Diesel et essence à partir de 2040322.
Une loi en cours d'adoption en donne au gouvernement le pouvoir de rendre obligatoires les travaux d'installation de bornes de recharge dans toutes les stations-service du réseau autoroutier et dans les plus grosses stations du réseau routier, alors que le Royaume-Uni compte 11 500 points de recharge pour véhicules électriques contre 20 000 en France323.
En février 2020, Boris Johnson annonce que l'interdiction à la vente des voitures diesel et essence sera avancée à 2035 ; les véhicules hybrides seront également interdits324.
Le Parlement européen a adopté à une large majorité, le , un objectif de réduction de 40 % d'ici 2030 des émissions de CO2 des véhicules neufs, bien au-dessus de l'objectif de 30 % avancé par la Commission européenne dans sa proposition initiale ; un objectif intermédiaire est fixé à 20 % en 2025. Il a également fixé des objectifs de 20 % de voitures à émission zéro dans les ventes d'ici 2025 et 35 % d'ici 2030, le tout assorti de pénalités financières. Une large majorité d'États membres, dont la France, s'est positionnée en faveur d'un objectif de moins 40 % d'émissions en 2030, mais l'Allemagne, après avoir déjà pesé sur la proposition initiale de la Commission, résiste, suivie par quelques pays de l'Est325.
Le , les ministres de l'Environnement européens ont adopté un compromis pour une baisse de 35 % des émissions de CO2 des voitures neuves en 2030 par rapport aux niveaux de 2020, avec un seuil intermédiaire de -15 % en 2025. Une majorité d'États membres (dont la France, l'Espagne, le Royaume-Uni et l'Italie) souhaitait le matin une réduction de 40 % ; la Suède, les Pays-Bas ou l'Irlande visaient même les 50 %, mais l'Allemagne, épaulée par la Slovaquie et la République tchèque, pays où l'industrie automobile pèse lourd, plaidait pour -30 %. Le texte inclut cependant une clause de revoyure en 2023, ainsi qu'un quota de 35 % de voitures électriques ou hybrides rechargeables à horizon 2030326.
Dès 2021, les voitures particulières émettant plus de 95 grammes de CO2 par kilomètre seront soumises à de lourdes pénalités, égales à 95 € par gramme excédentaire et par véhicule vendu327. Alors que les émissions moyennes des véhicules neufs atteignaient encore 118 grammes en 2018, cette mesure est vue comme une incitation fiscale en faveur de l'électrique et de l'hybride. Selon une estimation portant sur l'industrie automobile française, l'amende pourrait atteindre 500 millions à 1 milliard d'euros par constructeur, si ceux-ci ne parviennent à satisfaire aux normes européennes328,329.
La Commission européenne attribue, le , le label « projet européen d'intérêt commun » (IPCEI) au projet d'« Airbus des batteries » lancé par la France et rejoint par six autres États membres de l'UE (Allemagne, Belgique, Pologne, Italie, Suède, Finlande). Ce label autorise les aides d'État. Le projet réunit 17 entreprises, dont PSA, Saft, BASF, BMW, Varta, Eneris, Solvay et Umicore. Le total des aides d'État promises devrait atteindre 3,2 milliards d'euros, qui s'ajouteront aux 5 milliards d'investissement prévus par les entreprises. Un autre projet du même type, piloté par l'Allemagne avec la participation d'acteurs français, devrait être officiellement lancé en 2020 et impliquerait une cinquantaine d'entreprises330.
En décembre 2020, la Commission européenne propose un objectif de 30 millions de véhicules électriques en 2030 (hybrides rechargeables inclus), contre 2 millions fin 2019. Le nombre de points de charge publics devra passer de 200 000 fin 2019 à 3 millions en 2030331.
La Commission européenne propose le 14 juillet 2021, dans l'une des 13 directives définissant le contenu du Pacte vert pour l'Europe (European Green Deal), de fixer à 2035 la fin des moteurs thermiques dans les voitures neuves332 (en fixant un seuil d'émission de CO2 que seuls les moteurs électriques pourraient respecter), alors que la France s'est fixée la date de 2040. Le Royaume-Uni s'est aussi fixé une échéance à 2035 et les États-Unis pourraient faire de même durant l'été 2021333.
En Allemagne, la politique de soutien était très timide avant 2016 : la chancelière Angela Merkel a certes fixé en 2009 l'objectif ambitieux d'un million de voitures électriques sur les routes en 2020, mais sans prendre de mesures concrètes pour atteindre cet objectif, hormis la gratuité de la vignette. La coalition au pouvoir a d'ores et déjà exclu des aides financières, y compris un éventuel bonus pour les particuliers. Environ 16 900 véhicules électriques étaient en circulation au premier semestre 2014, selon le centre de recherche sur l'automobile de l'université de Duisbourg-Essen, soit quatre voitures électriques pour 10 000 véhicules classiques, contre dix en France. Une nouvelle loi a été annoncée début août 2014 pour donner un coup de pouce au secteur, en permettant aux communes d'ouvrir les voies de bus aux conducteurs de voitures électriques, de leur réserver des places de parking près des bornes de rechargement, ou de profiter d'un stationnement gratuit ; ces mesures sont jugées peu efficaces par l'Association de l'industrie automobile (VDA), selon qui seules des incitations fiscales pourront faire démarrer les ventes. Les constructeurs allemands proposent pourtant quelques modèles : Daimler a introduit tôt des Smart électriques, Volkswagen a récemment sorti la Mini Up et une version électrique de sa Golf, et BMW joue la carte haut de gamme avec son i3, en tête des ventes du segment au premier semestre 2014. Mais l'Allemagne compte seulement 4 400 bornes de recharge, alors que la France espérait atteindre les 16 000 fin 2014334.
Le , le gouvernement allemand annonce un plan d'un milliard d'euros pour la promotion de la voiture électrique. Celui-ci vise un million de véhicules sur les routes fin 2020, contre 50 000 fin 2015. Une prime de 4 000 € doit être versée pour l'achat d'une voiture électrique et de 3 000 € pour celui d'un véhicule hybride rechargeable. À partir de 2018, la prime sera revue à la baisse et le programme ne concernera pas les voitures dont le prix dépasse 60 000 €. Le projet prévoit par ailleurs une enveloppe de 300 millions d'euros jusqu'en 2020 pour multiplier les bornes de recharge électrique, et de 100 millions d'euros d'avantages fiscaux. Enfin, le gouvernement s'engage à ce que 25 % de ses véhicules fonctionnent à l'électricité au lieu de 10 % précédemment297.
Volkswagen annonce en novembre 2016 la création d'une usine pilote de cellules de batteries à Salzgitter335 et s'engage à réaliser un quart de ses ventes avec des véhicules électriques à partir de 2025.
Le , le gouvernement annonce l'abandon de son objectif d'un million de véhicules électriques en circulation en 2020 ; leur nombre au n'était que de 34 000 (+33,4 % en un an) et celui des bornes de recharge de 7 400336.
En juin 2019, Volkswagen entre à hauteur de 20 % dans le capital de Northvolt, start-up suédoise qui lance la construction d'une unité de production de batteries lithium-ion de 16 GWh à Skellefteå, dans le nord de la Suède, en août 2019. Les autres investisseurs sont le groupe BMW, des fonds gérés par Goldman Sachs, le fonds de pension suédois AMF, l'assureur suédois Folksam et la fondation IMAS (groupe Ikea). Northvolt annonce simultanément la construction d'une deuxième usine de 16 GWh à Salzgitter, en Basse-Saxe, dans le cadre d'une coentreprise à 50⁄50 avec Volkswagen. L'usine de Skellefteå devrait atteindre une production à grande échelle début 2021, avec l'objectif d'atteindre au moins 32 GWh à terme. Le site emploiera alors 2 500 salariés. La production du site allemand de Salzgitter devrait débuter vers le nouvel an 2023/2024337.
Le , Angela Merkel annonce un « plan magistral pour les infrastructures de chargement » visant l'installation d'un million de bornes électriques d’ici 2030 contre 21 000 en 2019338,339. Le déploiement de bornes sera facilité sur les parkings privés ouverts au public, notamment ceux des supermarchés. Le montant du bonus pour les voitures électriques, jusqu'ici de 4 000 €, passera à 6 000 € pour celles dont le prix de vente est inférieur à 40 000 €. Pour les hybrides rechargeables dans la même catégorie de prix, la prime passera de 3 000 à 4 500 €. Pour les modèles au-dessus de 40 000 €, la prime passera à 5 000 € pour le tout électrique et à 4 000 € pour l’hybride rechargeable ; enfin, le plafond de prix au-dessus duquel les voitures électriques sont exclues du dispositif passera de 60 000 à 65 000 €340.
Le plan de soutien au secteur automobile lancé en juin 2020 privilégie la mobilité propre : le bonus écologique pour l’achat d’un véhicule électrique est doublé, passant de 3 000 à 6 000 € ; 6,7 milliards € seront alloués à la promotion de la voiture électrique et au développement des infrastructures, dont les bornes de recharge, et la production d’hydrogène sera soutenue à hauteur de 7 milliards d’ €341.
Le ministre français des Finances, Bruno Le Maire, et le ministre allemand de l'Économie, Peter Altmaier, annoncent en décembre 2018 : « Les gouvernements allemand et français, en coopération avec la Commission européenne, vont développer une approche stratégique pour établir une production industrielle de cellules de batteries en Europe ». Paris et Berlin espèrent pouvoir présenter des consortiums d'industriels intéressés au premier trimestre 2019, dont celui regroupant Saft, Solvay ou Siemens, ainsi qu'un autre avec BASF, Varta et Ford. Ce projet pourrait être validé comme IPCEI (Important Projects of Common European Interest), statut qui permet de financer des projets jusqu'à une première industrialisation sans qu'ils soient considérés comme une aide d'Etat. L'objectif est de contrer la mainmise des pays asiatiques sur la fabrication des batteries, qui représentent près de 40 % de la valeur ajoutée d'un véhicule électrique342.
Le gouvernement français annonce en février 2019 qu'il va mobiliser pour ce projet 700 millions d'euros en cinq ans, tandis que son homologue outre-Rhin a promis un milliard d'euros d'ici à 2022, dans le cadre d'un projet important d'intérêt européen commun (PIIEC) ; ces contributions seront abondées par des fonds européens. Emmanuel Macron précise qu'il y aurait une usine en France et une en Allemagne343.
L’objectif scellé dans l’accord de gouvernement prévoit l’interdiction de la vente de véhicules thermiques en 2030. L’équipement des parkings publics en bornes de recharge est stimulé ; les provinces et les municipalités participent activement à l’objectif en lançant des appels d’offres pour l’achat de bornes et en subventionnant leur placement. Une des mesures est particulièrement efficace : l’utilisateur d’une voiture électrique qui ne dispose pas chez lui d’une place de stationnement privée pour y charger sa voiture peut demander l’installation d’une borne publique à proximité de son domicile. 28 % des bornes de recharge publiques en Europe sont situées aux Pays-Bas, soit 32 875. Il s’agit, de loin, du réseau le plus dense du continent et probablement du monde. Les fabricants et installateurs locaux de solutions de charge profitent largement de ces soutiens : les quatre sociétés néerlandaises spécialisées dans ce domaine (NewMotion, Allego, EV-Box et Fastned) figurent au top du palmarès des exploitants européens de bornes de recharge344.
Le gouvernement canadien annonce en juin 2021 qu'il « exigera que 100 % des ventes de voitures et de camionnettes soient à zéro émission d’ici 2035 au Canada afin de protéger l’environnement », soit cinq ans plus tôt qu'en France. Il décide des mesures incitatives, notamment un bonus de 5 000 $ pour tout véhicule électrique vendu moins de 55 000 $345.
: document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.
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- ↑ Pour une énergie fournie de 100, l'énergie « utile » (pertes aérodynamiques, pertes de roulement et pertes de freinage) est estimée à 66 en conduite urbaine et 74 en conduite sur autoroute ; avec récupération (freinage régénératif), l'énergie à fournir n'est plus que de 100-27 = 73 en ville, et 100-7 = 93 sur autoroute.
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The Electric Car and the Burden of History: Studies in Automotive Systems Rivalry in America, 1890-1996. Ce livre a fait l'objet de plusieurs recensions élogieuses. On peut ainsi lire dans celle du
British Journal for the History of Science, 35(2), 2002, que ce livre est :
« an important national case studies, this well-researched and engagingly written volume certainly merits a place on the bookshelves and in the footnotes of any historian interested in putative technollogical failure. »
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Un véhicule à hydrogène est un moyen de transport qui utilise une transformation chimique du dihydrogène comme énergie de propulsion. En particulier, on appelle voiture à hydrogène un véhicule à propulsion électrique muni d'une pile à combustible utilisant le plus souvent de l'hydrogène comme combustible réducteur. C'est un type particulier de véhicule à pile à combustible.
Cette appellation englobe des véhicules du domaine de l'aérospatiale (comme les fusées) ou du domaine militaire (comme des sous-marins à hydrogène), bien que l'usage courant renvoie plutôt au monde des transports.
Le véhicule à hydrogène est souvent présenté comme « décarboné » car sa motorisation n'émet pas directement de gaz à effet de serre. Toutefois, la production préalable de l'hydrogène consommé, qui en 2019 est encore à 95 % à partir d'hydrocarbures, et l'énergie grise nécessaire à la fabrication du véhicule nuancent fortement ce qualificatif.
Les recherches sur le véhicule à hydrogène s'inscrivent dans un contexte précis. Avec la diminution des ressources pétrolières, il est nécessaire de trouver une alternative énergétique au pétrole. Le dihydrogène (H2), qui est produit industriellement, est un vecteur énergétique candidat. Il peut être produit par des procédés polluants ou énergivores, respectivement à partir de ressources fossiles (méthane, CH4, essentiellement) ou d’eau (H2O) et d'électricité.
L'utilisation de l'hydrogène « vert », produit sans recours aux hydrocarbures, permettrait aux pays ne disposant pas de gisements pétroliers de sécuriser leur approvisionnement énergétique. Cette alternative énergétique pourrait être rendue économiquement viable par l'augmentation du cours du pétrole, les procédés de production étant coûteux1.
Des techniques de production d’hydrogène sont connues depuis très longtemps. Si la production d’hydrogène ne s’est pas généralisée comme moyen indirect de stockage de l’électricité, c’est qu’il y a de réelles difficultés techniques pour passer à la production à grande échelle : réseaux de transport, pression importante pour conditionner le gaz, réservoirs de dimensions importantes, faible rendement, matériaux rares nécessaires2.
L'appellation « véhicule à hydrogène » utilisée désigne plusieurs types de motorisations :
Dans tous les cas, l'hydrogène utilisé doit au préalable être produit (à partir d'eau électrolysée, de méthane reformé, de pétrole, d'agrocarburant, etc.), transporté, distribué et stocké dans le véhicule.
Il existe également des systèmes d'enrichissement hydrogène du carburant (commercialisés pour les poids lourds en Amérique du Nord), où l'hydrogène est utilisé pour permettre une combustion plus complète et donc moins polluante des hydrocarbures[réf. nécessaire].
En parallèle des questions techniques, la diffusion à grande échelle de ce genre de véhicule suppose l'instauration d'un cadre économique associé, que certains nomment une économie hydrogène.
Le coût de fabrication d'une voiture à hydrogène est en 2018 environ trois fois plus élevé que celui d'une voiture thermique3[source insuffisante]. La fabrication de la pile à combustible et du réservoir intervient pour 70 % dans ce coût en 20154. La solution semble donc réservée en priorité au transport pour les poids lourds (qui contribuent à 25 % des émissions de CO2 dans le secteur du transport5), bateaux, transports en commun ou utilitaires6, qui ont la capacité d'embarquer des réservoirs plus volumineux et sont moins dépendants d'un réseau d'approvisionnement7,8. L'avantage pour ces moyens de locomotion est en particulier la grande autonomie apportée. La grande longévité des moteurs électriques employés (jusqu'à un million de kilomètres) pourrait permettre d'amortir en partie le surcoût initial, le coût d'entretien annoncé pour une voiture électrique étant inférieur de 30 à 40 % par rapport aux véhicules classiques9. En contrepartie, à moins d'amélioration technique, l'assez faible longévité (150 000 km) des piles à combustibles et le coût de fabrication assez élevé des infrastructures nécessaires10 limitent les possibilités d'amortir l'investissement initial[réf. nécessaire]. La solution hydrogène parait donc être en concurrence avec la voiture électrique à accumulateurs, en ce qui concerne sa rentabilité, sauf nouvelles évolutions techniques11,12. À titre de comparaison, en 2018 le coût d'achat d'un bus à hydrogène serait de 650 000 €13, tandis que celui d'un bus électrique utilisant des batteries d'accumulateurs serait de 450 000 €14, mais présenterait un coût d'exploitation qui selon les sources serait plus faible pour le premier15, ou plus élevé16,17. Le coût d'une station de distribution d'hydrogène, hormis les risques assurantiels plus élevés, est environ dix fois plus élevé que celui d'une station de recharge électrique 18. Ainsi, le prix de vente du modèle e-bio Nissan e-NV200, équipé d'une pile à éthanol19 et commercialisé en 2020, sera-t-il sans doute moins élevé20,21 que celui d'une voiture à hydrogène22 et d'un coût d'utilisation nettement plus faible23,24.
En effet, des solutions alternatives comme celles recourant à une pile à combustible à acide formique25,26, au méthanol27,28 ou à l'éthanol29 sont potentiellement plus rentables, car ils évitent la compression et le stockage de l'hydrogène30,31, le renforcement de la structure du véhicule et le développement d'un réseau de distribution spécifique32,33. La mise au point en 2020 de catalyseurs expérimentaux permet en outre d'envisager la capture du CO2 et sa transformation en acide formique34 , en éthanol35 ou en méthanol36,37,38(cycle neutre en carbone). La rentabilité de ces dernières solutions, en comparaison des voitures électriques disposant de batteries à recharges rapides39,40, paraît cependant sur des trajets récurrents et de moyenne distance difficile à assurer41,42 (le trajet quotidien moyen des Français est par exemple de 25 km43), surtout compte tenu de l'évolution des batteries (baisse du prix44,45 et hausse de la capacité46) .
Le fabricant de trains Alstom projette de produire et de proposer à la vente des trains voyageurs dont l’énergie proviendrait de piles à combustible à hydrogène. Ce train, le Coradia iLint, est à ce jour un projet unique au monde, soutenu par le ministère allemand du transport et de l’infrastructure numérique. En , le train prototype d'Alstom a effectué des tests à 80 km/h sur une voie d'essai à Salzgitter, en Basse-Saxe. Les premiers essais avec voyageur sont prévus pour début 2018. Les États allemands de Basse-Saxe, de Rhénanie-Du-Nord-Westphalie et de Bade-Wurtemberg ont signé des lettres d’intentions d'achat pour 60 trains47,48.
Présenté le au salon InnoTrans de Berlin, le Coradia iLint fonctionne à l'hydrogène. Le lancement de ce matériel, dérivé du Coradia Lint 54, fait suite à la signature, en 2014, de lettres d’intention avec les länders de Basse-Saxe, Rhénanie-du-Nord-Westphalie, Bade-Wurtemberg, et l’Autorité des transports publics de Hesse, en vue de l’utilisation d’une nouvelle génération de trains à zéro émission en exploitation49. Ce train permet d'éviter les émissions de CO2, à condition que la production de l'hydrogène soit réalisée par un procédé n'en émettant pas. Le groupe thermique est remplacé par une pile à hydrogène alimentant les moteurs de traction électriques au travers d'accumulateurs tampons lithium-ion disposés sous les caisses alors que les réservoirs de dihydrogène sous pression sont aménagés en toiture. Les accumulateurs permettent de lisser les appels de puissance des moteurs et se rechargent lors des phases de freinage50.
Le , la société des transports régionaux de Basse-Saxe Landesnahverkehrsgesellschaft Niedersachsen (LNVG) signe un contrat avec Alstom pour l'achat de 14 autorails iLint. Ce contrat prévoit la maintenance de ces véhicules à Bremerhövde et la livraison d'hydrogène pour trente ans par Linde. Ils seront construits sur le site de Salzgitter. Ces trains devront avoir une autonomie de 1 000 km pour une vitesse de pointe de 140 km/h, soit environ un jour. Il s'agit de la première commande en série pour des autorails fonctionnant à l'hydrogène. La société des transports de Basse-Saxe a été aidée par l'État fédéral à hauteur de 84 millions d'euros dans le cadre du programme d'innovation pour les technologies de l'hydrogène et des piles à combustible (NIP2)51,52.
Le train est inauguré le et le premier trajet commercial est effectué le lendemain. Le train est exploité par la société LNVG. Cette solution permet de remplacer les parcs Diesel sans nécessairement électrifier les lignes ferroviaires53.
Le , Alstom signe avec le groupe gazier italien Snam, plus grand groupe européen de gazoducs, un accord sur cinq ans pour développer des trains à hydrogène en Italie ; des tests de faisabilité seront effectués à l'automne 2020 pour construire les trains ainsi que des infrastructures associées d'ici au début 2021 ; Alstom fabriquera les trains et assurera leur maintenance, et Snam construira les infrastructures de production et de transport du gaz54.
Selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE), les ventes de voiture à hydrogène atteignent 10 480 immatriculations en 2020, dont 5 783 en Corée du sud, 1 182 en Chine, 938 aux États-Unis et 800 au Japon. Le parc mondial de voitures à hydrogène atteint 33 627 voitures en 2020, dont 10 041 en Corée du sud, 9 135 aux États-Unis, 5 446 en Chine, 4 100 au Japon et 2 402 en Europe55.
Fin 2018, selon l'AIE, 11 200 voitures à hydrogène circulaient dans le monde, dont plus de 9 000 Toyota Mirai. Au salon de Francfort en , BMW dévoile son prototype i Hydrogen NEXT, préfigurant le lancement d'une berline à hydrogène en petites séries, vers 2022. Audi annonce en , au salon de Genève, une h-Tron (en) de série proposée à la location en 2021. En , PSA annonce une flotte expérimentale de véhicules utilitaires à hydrogène pour 2021. En , Renault annonce l'arrivée en concessions de Kangoo et de Master électriques équipées de piles à combustible56.
En 2019, la Toyota Mirai s'est vendue à 2 336 exemplaires et la Hyundai Nexo à 4 483 exemplaires (contre 824 en 2018), grâce à des incitations gouvernementales en Corée du sud permettant de diviser le prix catalogue par deux. Avec la deuxième génération de la Mirai, prévue fin 2020, Toyota compte porter sa capacité de production à 30 000 unités contre 3 000 auparavant. Hyundai annonce une capacité similaire pour 202557.
- Quelques véhicules à hydrogène
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Le Japonais lance en au Japon sa première voiture à l'hydrogène destinée au grand public, baptisée « Mirai », qui signifie « futur » en japonais. Il avait été envisagé une production de l'hydrogène dans le véhicule, mais cette solution a été abandonnée58. Il est initialement prévu de produire 3 000 Mirai en trois ans59. En 2015, plus de 1 500 commandes ont été passées sur l'archipel58. La voiture est commercialisée à partir du deuxième semestre de 2015 aux États-Unis, en Allemagne, au Royaume-Uni et au Danemark59. Plusieurs constructeurs ont déjà proposé des flottes commerciales de véhicules propulsés par un moteur alimenté par une pile à combustible, mais Toyota est le premier à lancer une offre grand public. Il prévoit 400 ventes, au prix de 7,23 millions de yens (50 000 euros) pièce, au Japon sur les douze mois suivants. La Mirai peut effectuer 650 kilomètres avec un plein d'hydrogène effectué en trois minutes. Cependant, le Japon ne compte que 41 stations de distribution d'hydrogène installées ou en construction, et quelques dizaines sont programmées en Californie et dans des pays d'Europe du Nord60.
- La Toyota Mirai est un succès en Californie, où elle franchit en le cap des 3 000 immatriculations. Aux États-Unis, elle représente 80 % des voitures à hydrogène vendues. Toyota soutient activement le développement des infrastructures d'avitaillement indispensables à la vente de son modèle et prévoit de déployer avec Air liquide un réseau de douze stations s’étendant de New York à Boston61.
Le fabricant commercialise deux modèles, le ix35 Fuel Cell et, à partir de 2018, le Nexo62, qui affiche 666 kilomètres d’autonomie WLTP (756 km NEDC), un rendement de 60 % de sa pile à combustible et un temps de recharge de cinq minutes. Son prix reste élevé, à 66 000 euros bonus écologique déduit63.
Le constructeur confirme le lancement de sa première berline fonctionnant à l’hydrogène début 2016, qui doit permettre une autonomie de 700 kilomètres64.
En , Honda annonce l'arrêt de la production de sa berline Clarity, l'unique modèle du groupe fonctionnant sur une motorisation à l'hydrogène. Depuis 2016, seulement 1 900 Clarity ont été vendues, soit une trentaine par mois en moyenne. Le groupe va toutefois garder quelques collaborations dans les motorisations à l'hydrogène qui pourraient déboucher sur des projets commerciaux d'ici dix ou quinze ans65.
La société River simple (Royaume-Uni) a développé un modèle d'une nouvelle conception, baptisé Raza, qui se veut à la fois plus léger qu'une voiture tout électrique, grand public, moins cher et plus durable que les grands constructeurs. En 2019, 20 voitures seront produites et, à l'horizon 2021, la production en chaîne débutera en même temps que la transformation des stations-services[réf. nécessaire].
Les sociétés ont scellé un partenariat dans la technologie hydrogène66.
Stellantis annonce en des versions à hydrogène de ses utilitaires de taille intermédiaire : Peugeot Expert, Citroën Jumpy et Opel Vivaro. La pile à combustible de 45 kW conçue par Symbio est logée sous le capot et sur le moteur électrique. Elle est accompagnée de trois réservoirs dans le plancher, fabriqués par Faurecia et contenant au total 4,4 kg (120 litres). Stocké à 700 bars de pression, l’hydrogène permet plus de 400 km d’autonomie. Une batterie lithium-ion de 10,5 kWh permet de couvrir 50 km et peut se recharger sur prise extérieure. Ces utilitaires seront produits dans l’usine de Rüsselsheim, en Allemagne, et les premières livraisons sont prévues fin 202167.
Le coût des stations baisse, mais reste encore élevé : pour les plus petites, il est tombé de un million à environ 600 000 €. Le coût annuel d'une station (amortissement de l'investissement compris) tombe en dessous de celui d'une station essence classique si son taux d'utilisation est supérieur à 50% ; le marché privilégie donc les flottes captives, comme la flotte de taxis Hype déployée à Paris par la Société du taxi électrique parisien (STEP), qui table sur 600 voitures fin 2020, ou le consortium H2Bus, qui prévoit de déployer 1 000 bus en Europe d'ici à 2023, et en France l'Union des groupements d'achats publics (UGAP), qui lance en 2019 un appel d'offres portant sur 1 000 bus d'ici à 202468.
Le monde compte 369 stations d’avitaillement en hydrogène fin 2018, dont 273 sont ouvertes aux automobilistes : 152 sont implantées en Europe, 136 en Asie et 78 en Amérique du Nord. Sur les 48 nouvelles stations ouvertes dans le monde en 2018, 17 l’ont été en Allemagne, qui compte au total 60 stations, derrière le Japon (96 stations ouvertes au public) et devant les États-Unis (42 stations) ; la France n'a que 17 stations (y compris les sites fermés au public)69.
Un camion Hyundai Xcient
Fuel Cell.
En 2019, Iveco et Nikola Motor annoncent le lancement en 2023 du camion à hydrogène Nikola Tre, basé sur le nouvel Iveco S-Way et doté d'une pile à combustible et de réservoirs à 700 bars d'une contenance de 40 à 80 kilogrammes d’hydrogène ; l’autonomie prévue est de 800 km70.
En 2018, alors que les stations de recharge restent rares, au Mondial de l'auto à Paris, un véhicule à hydrogène coûte en moyenne 75 000 € (voitures essentiellement japonaises et coréennes : Hyundai, Honda et Toyota). La demande privée est presque inexistante71.
Des équipementiers français, principalement Faurecia et Plastic Omnium, investissent des dizaines de millions d'euros dans les technologies pour véhicules à hydrogène et, selon Patrick Koller, PDG de la première, « il sera possible de diviser le coût de la technologie par deux d'ici à 2025 »72.
En , la Banque publique d'investissement (BPIfrance) annonce soutenir le développement d’une chaîne de traction à hydrogène pour véhicules lourds (bus, camions de livraison et engins de chantier) baptisée Hytrac73, à hauteur de 10,8 millions d’euros, sur un total de 26 millions, via les investissements d'avenir. Il repose sur une pile à combustible produisant de l’électricité à partir d’hydrogène stocké dans le véhicule, offrant une autonomie plus importante que les solutions reposant sur des batteries. Hytrac réunit notamment Symbio (équipementier qui développe depuis 2010 des kits de pile à combustible pour véhicules et des « services d’ingénierie et digitaux »), Green GT H2 (pour le groupe motopropulseur) et McPhy Energy (pour la production d’hydrogène par électrolyse et le stockage). Tronico (spécialiste de l’électronique de puissance) est le chef de file de ce projet, qui entend proposer ses solutions dès 201874.
Dans le cadre du projet de Nouvelle France industrielle, revisité par Emmanuel Macron en , un groupe sur l’hydrogène est mis en place, piloté par Florence Lambert, directrice au CEA / LITEN, qui projette de déployer 100 stations de recharge sur le territoire français avant fin 2018. Plutôt que de cibler un marché de masse, les industriels visent d’abord une utilisation plus professionnelle : véhicules de livraisons, taxis, flottes de sociétés. Le principal obstacle est le coût de l’infrastructure (un million d’euros par station), du transport et du stockage de l’énergie. Des industriels misent aussi sur la complémentarité entre l’électrique et l'hydrogène : Renault propose depuis l’automne 2014 des utilitaires Kangoo électriques, dotés d’une pile à combustible qui fonctionne comme un prolongateur d'autonomie75.
Le , à Bordeaux, est présenté au grand public « Alpha », le premier vélo à assistance électrique (VAE) fonctionnant à l'hydrogène et fabriqué en série76.
En , le parc des véhicules à hydrogène en circulation dans la Manche atteint 20 véhicules, dont 15 Renault Kangoo ; la région Normandie a pris l’engagement de boucler pour fin 2018 le programme d’implantation EAS-HyMob de 15 stations à hydrogène en Normandie ; des projets de production d'hydrogène par électrolyse de l'eau sont en préparation, utilisant les excédents des futures centrales éoliennes, hydroliennes et nucléaire (Flamanville)77.
La région Auvergne-Rhône-Alpes porte un projet « Zero Emission Valley » qui, comme les précédents, vise des flottes captives. Fin 2017, le groupement Chambéry-Grand Lac économie implante deux bornes de recharge pour VAE à hydrogène, une près du parc du Verney et une autre à Savoie Technolac, la seconde étant alimentée par une route solaire, assorties d'une flotte de 15 VAE à hydrogène. Ces VAE sont fournis par l'entreprise de la région paloise Pragma quand les bornes de recharge ont été conçues par l'entreprise de Technolac Atawey78,79.
À Paris, une flotte d'une centaine de taxis à hydrogène est exploitée sous la marque Hype depuis 2015, avec 100 véhicules début 2019 ; Toyota, Air liquide, la société Idex et Hype ont annoncé le la création d'une société commune, HysetCo, détenue à parts égales, afin de coordonner le développement de la flotte des taxis, l'achat des licences et le développement des stations de recharge avec l'objectif de disposer d'ici à fin 2020 de 600 véhicules80.
En , Michelin et Faurecia regroupent leurs activités pile à hydrogène dans la coentreprise Symbio, afin de « créer un pôle d’excellence relatif à l’hydrogène en France ». L'entreprise Symbio, créée en 2010 et devenue filiale de Michelin en , convertit de nombreux véhicules à l’hydrogène, dont plus de 150 Renault Grand Kangoo81. Le , Faurecia et Michelin annoncent un premier investissement de 140 millions d'euros dans la coentreprise, et leur objectif de produire 200 000 piles à combustible et de détenir 25 % du marché en 2030, avec un chiffre d'affaires de 1,5 milliard d'euros82.
Renault annonce en la commercialisation de véhicules utilitaires électriques dotés d'un prolongateur d'autonomie sous la forme d'une petite pile à combustible de 5 kW alimentée en hydrogène, permettant de porter l'autonomie à 300 km : Kangoo fin 2019 puis Master en 83.
En 2019, 77 stations sont opérationnelles en France selon la carte Vig’Hy de l’AFHYPAC84, dont 47 sont compatibles avec les utilitaires (dont 20 pour les voitures particulières) et 25 pour les bus, le reste desservant aux autres mobilités. Le plan hydrogène dévoilé par Nicolas Hulot en 2017 prévoit une centaine de stations en 2023 et au moins 400 stations d’ici 202885.
Le conseil départemental de la Manche est la première collectivité publique française à s'équiper d'une station-service et d'une flotte de véhicules à hydrogène86.
Une borne de recharge pour voitures à hydrogène est planifiée à Chambéry, dans la zone des Landiers ouest pour fin 201987,88.
À Auxerre, les voies ferroviaires n'étant pas électrifiées entre les gares d'Auxerre Saint-Gervais et de Laroche Migennes, les trains actuels roulent au Diesel. Ils seront remplacés dès 2022 par des trains à hydrogène89.
La flotte de bus à hydrogène en France devrait passer de 17 unités en 2019 à 44 d’ici 2021, où des déploiements sont attendus à Toulouse, Auxerre et Toulon. Une centaine d’unités supplémentaire est envisagée, dont 30 à Strasbourg ; Paris expérimente un premier bus en 2020. À plus long terme, l’Union des groupements d'achats publics (UGAP) vise le « plan 1 000 bus » dont l’appel d’offre démarrera en 85.
Début , Pau décide de commander huit bus à haut niveau de service à pile à hydrogène, avec un hydrogène « vert » issu d'un électrolyseur alimenté par des panneaux photovoltaïques (attendu pour fin 2019, pour un coût de 72 millions d'euros)90.
À partir de , la ligne 1 du réseau de transport en commun Léo, à Auxerre, n'est desservie que par des bus à hydrogène (soit cinq bus). L'intégralité du parc de bus (soit une trentaine de véhicules) pourrait être composée de bus à hydrogène d'ici 202391.
Plan hydrogène pour la transition énergétique[modifier | modifier le code]
Le ministre de la Transition écologique a dévoilé, le , le « Plan de déploiement de l'hydrogène pour la transition énergétique », doté d'un budget de 100 millions d'euros. L'objectif de ce plan est de « verdir » 10 % de la consommation d'hydrogène à l'horizon 2023, puis 20 à 40 % en 202892.
L'IFP Énergies nouvelles, établissement public national, liste certaines solutions techniques qu'il entend explorer pour accroître la production d'hydrogène décarboné : hydrogène naturel, production verte d'hydrogène par électrocatalyse, décarbonation de l'hydrogène issu des hydrocarbures, production d'hydrogène à partir de reformage du biogaz, production d'hydrogène à partir de bioéthanol, stockage de l'hydrogène, conversion d'hydrogène par méthanation, e-carburants93.
En 2017, un million de tonnes d'hydrogène, produit à partir d'hydrocarbures, est utilisé en France pour les procédés industriels (raffinage, chimie, cimenterie...), qui rejettent plus de dix millions de tonnes de CO2. La moitié du budget sera allouée à des aides à l'investissement dans des électrolyseurs ; en finançant 20 % du coût de ces équipements capables de produire de l'hydrogène à partir d'électricité et d'eau ; l'État pense les rendre compétitifs par rapport aux moyens actuels, au moins pour les usages des plus petits sites (chimie, verreries).
En 2023, le gouvernement espère avoir aidé à financer 250 mégawatts d'électrolyseurs. Des appels à projets pilotés par l'Ademe seront lancés au deuxième semestre 2018. L'autre moitié de l'enveloppe du plan servira à développer la mobilité hydrogène, en passant de 263 véhicules roulant à l'hydrogène en France en 2017, avec une vingtaine de stations de recharge dédiées, à une centaine de stations en 2023, qui ravitailleraient 200 véhicules lourds et 5 000 véhicules utilitaires.
En 2028, l'État vise 400 à 1 000 stations, pour faire rouler 20 000 à 50 000 véhicules utilitaires et 800 à 2 000 véhicules lourds. Le gouvernement va par ailleurs commander aux gestionnaires des réseaux de gaz GRDF et GRTgaz un rapport sur les possibilités d'injection d'hydrogène dans leurs réseaux pour remplacer en partie le gaz naturel94.
Le , le conseil des ministres allemand adopte sa « stratégie nationale pour l'hydrogène », qui doit mobiliser neuf milliards d'euros : l'Allemagne ambitionne de devenir « le fournisseur et producteur numéro 1 » d'hydrogène. Le plan prévoit 2,1 milliards € de subventions à l'achat de voitures particulières à l'hydrogène sur une enveloppe totale de 3,6 milliards € destinés à financer le développement des véhicules fonctionnant à l'hydrogène95,96.
L'Allemagne ne compte guère plus de 700 voitures à hydrogène en circulation au premier trimestre 2020 et une vingtaine de bus, alors que le réseau de stations de rechargement en hydrogène de H2 Mobility atteint 84 sites et devrait passer le cap des 100 stations au premier trimestre 2021, ce qui représentera une capacité d'approvisionnement de 40 000 véhicules. Le coût d'une station représente un investissement de 1,5 million € environ, financé à plus de 60 % par l'État, qui couvre aussi 40 % du surcoût par rapport à un véhicule classique. Le prix d'un plein atteint 9,5 € par kilogramme d'hydrogène, équivalent à celui d'une voiture Diesel en Allemagne, mais le rendement énergétique de la pile à combustible est encore 20 à 30 points inférieurs à celui d'une batterie électrique ; afin de compenser ce handicap, le gouvernement vient de renoncer aux taxes qui font du prix de l'électricité, utilisée pour produire l'hydrogène à partir de l'éolien et du solaire, l'un des plus élevés d'Europe97.
Le gouvernement allemand s'est fixé un ambitieux objectif pour 2020 : disposer de un million de véhicules électriques, en misant notamment sur la pile à combustible. Une initiative a été lancée en 2008 pour favoriser l'usage de l'hydrogène dans l'économie, notamment dans les transports. Une enveloppe de 700 millions d'euros d'argent public, couplée à une somme identique venant de l'industrie, a été investie entre 2008 et 2015, une bonne moitié de la somme étant dédiée à des projets dans la mobilité. Une enveloppe supplémentaire de 160 millions d'euros pour les années 2016 à 2018 est déjà budgétisée. Mais les progrès sont encore très modestes : le parc automobile équipé de cette technologie est à peine de 100 véhicules outre-Rhin en , et le nombre de stations de recharge à hydrogène, implantées dans les grandes villes, n'est encore que de 19 au début et devrait atteindre 25 fin 2015, alors que l'objectif des pouvoirs publics était de 50 stations fin 2015 ; un parc de 400 stations est prévu pour 2023. Les constructeurs ne proposent encore qu'un modèle chacun : la Mercedes Classe B (Mercedes a repoussé en 2017 le lancement d'un second modèle) et la Toyota Mirai en Europe98.
En , 200 à 300 véhicules à hydrogène circulent en Allemagne, qui compte 43 stations de recharge. Elle en vise 100 en 2019 et 400 en 2023. Un plan gouvernemental adopté en 2016 prévoit un budget de 250 millions d'euros pour une première phase se terminant en 2019, pour subventionner différentes applications allant des voitures aux transports publics en passant par l'énergie99.
Plusieurs acteurs du marché (Air liquide, Daimler, Linde, OMV, Shell et Total) ont fondé en 2015 une coentreprise, H2 Mobility, afin de créer un réseau de 100 stations dans le pays en 2019, moyennant un investissement alors estimé à 350 millions d'euros. Le soutien du gouvernement et de l'Union européenne, qui ont financé entre 50 et 70 % des investissements, a été déterminant. Mais les 75 stations opérationnelles en sont loin d'être rentables ; la coentreprise est déficitaire, car à peine quelques centaines de véhicules à hydrogène circulent dans le pays68.
Pour son premier discours sur l'état de l'Union, en 2003, George W. Bush avait parié sur la voiture à hydrogène. Douze ans et 1,5 milliard de dollars de subventions plus tard, les premières voitures à hydrogène font leur apparition sur le marché américain. Elles sont surtout le fait des constructeurs asiatiques : Hyundai avec sa Tucson et Toyota avec sa Mirai. La Californie a montré la voie : d'ici 2025, les constructeurs devront vendre au moins 15 % de véhicules propres. Le « Golden State » a par ailleurs choisi de promouvoir particulièrement la voiture à hydrogène, avec un système de crédits de CO2 et un bonus à l'achat deux fois plus élevé que pour la voiture électrique. L'État finance enfin la construction de 100 stations de chargement d'hydrogène, dont 50 à la fin 2016, pour un total de 200 millions de dollars. Le département de l'Énergie fédéral investit depuis quinze ans dans l'hydrogène, et consacre aujourd'hui 100 millions de dollars par an dans les piles à combustible ; ses projets ont permis de réduire de 50 % le coût des piles à combustible servant au transport depuis 2006, de doubler leur autonomie, et de diviser par cinq la quantité de platine utilisée ; il cherche désormais à réduire l'empreinte carbone de ces véhicules, en produisant l'hydrogène à partir de sources renouvelables, comme l'eau ou le vent100.
Toyota annonce en 2019 son intention de porter sa capacité de production de 3 000 à 30 000 unités par an d'ici à la fin de 2020, et à plusieurs centaines de milliers d'ici à 2030. La Toyota Mirai, lancée en 2014, s'est vendue à 9 700 exemplaires en cinq ans, dont 5 900 en Californie, 3 200 au Japon et 600 en Europe. Toyota espère abaisser son coût de moitié pour la deuxième génération, attendue fin 2020, et le diviser encore par deux pour la troisième génération101.
Le gouvernement japonais a fixé des objectifs de 40 000 voitures à hydrogène sur les routes japonaises en 2020 et 200 000 en 2025, avec un réseau de 160 stations puis de 320 stations à ces dates68.
Alors que le Japon compte déjà, en , près de 100 stations à hydrogène en activité, les 11 membres du consortium « Japan H2 Mobility » comptent installer 80 nouvelles stations au cours des quatre prochaines années. D’ici à 2025, les autorités nippones ont fixé un objectif de 320 stations installées, puis 900 d’ici à 2030102.
La construction d'une station à hydrogène, selon des standards nippons très drastiques, coûte entre 400 et 500 millions de yens (3 à 4 millions d'euros), soit quatre fois plus qu'une station essence conventionnelle. Le gouvernement et le consortium « Japan H2 Mobility » pensent pouvoir diviser ce prix par deux d'ici 2020, et l'arrivée sur le marché de nouveaux véhicules à hydrogène devrait permettre d'approcher un modèle économique plus rentable ; jusqu'en , Toyota a vendu moins de 3 000 exemplaires de sa Mirai dans le pays et Honda n'a écoulé que 200 unités de son modèle Clarity99.
Avec le recul relatif du vélo face à la voiture (28 millions de véhicules vendus en 2018 dans le pays) et au développement rapide de son réseau routier (plus de 4,77 millions de kilomètres fin 2017, soit environ +4,4 % en 12 mois et le premier réseau routier au monde), la Chine doit remédier à une pollution routière croissante, qui exacerbe la pollution de l'air. Une politique d’écomobilité y promeut notamment le véhicule électrique (batteries au lithium, avec 16 millions de véhicules électriques prévus pour 2030) mais aussi le véhicule à hydrogène : en 2017, 360 véhicules (voitures, bus et camions) roulant à l'hydrogène ont été assemblés en Chine. Les prévisions sont de 5 000 en 2020, 50 000 en 2025 et un million en 2030, alimentés par 100 stations en 2020, 1000 en 2025, et 3000 en 2030. Les subventions sont très élevées : 31 000 $ pour l'achat d'une voiture, 46 000 $ pour un bus, 77 000 $ pour un camion et 600 000 $ pour la construction d'une station de recharge99.
Pour atteindre ses objectifs de développement de la filière hydrogène, le pays devra tripler sa production d’hydrogène d’ici 2050, mais aussi développer une filière complète en aval. Le très fort soutien affiché ces dernières années par le secteur public à différents niveaux (ministères, gouvernements locaux, SOE) a incité les acteurs privés à lancer de nombreux projets d’investissements sur des segments tels que les véhicules à propulsion hydrogène (FCV), les piles à combustibles, la distribution, ou encore les applications industrielles. La suppression attendue des subventions au niveau central en 2021, ainsi que les déclarations du Ministère des Finances, indiquent cependant que la mobilité hydrogène n’est plus considérée que comme un complément aux véhicules électriques classiques103.
Hyundai annonce en 2019 son intention de porter sa capacité de production de voitures à hydrogène de 3 000 à 30 000 unités par an d'ici à la fin de 2020, et à plusieurs centaines de milliers d'ici à 203056.
En Corée du Sud, le premier bus à hydrogène, construit par Hyundai, entre en service le . Le ministère du Commerce, de l'Industrie et de l’Énergie coréen annonce que 30 nouveaux autobus seront mis en circulation en 2019 et qu'il augmenterait son soutien aux véhicules zéro émission dans le but de créer d'ici 2022 un marché de 16 000 véhicules à hydrogène, dont 1 000 bus. Hyundai Motor et ses fabricants de pièces détachées ont fait part de leur plan d'investir 900 milliards de wons (690 millions d'euros) avec l'objectif de construire 30 000 voitures à hydrogène par an104.
- Quelques véhicules fonctionnant à l’hydrogène
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Hydrogen Challenger ; navire alimenté par de l'hydrogène et le vent, ici dans le port de Bremerhaven (Allemagne), en 2006.
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Voiture Honda alimentée par de l'hydrogène, en cours de plein.
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Pistolet d'alimentation du réservoir en hydrogène.
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Démonstrateur de la compagnie Boeing alimenté par pile à hydrogène (Diamond HK36 Super Dimona EC-003) présenté en 2008 au Farnborough Airshow.
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Sous-marin de type 212 de l'armée allemande, alimenté par une pile à hydrogène.
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Le premier bateau fonctionnant avec une pile à hydrogène (modèle HYDRA), ici à Leipzig (Allemagne).
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Configuration des composants d'un véhicule.
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Bus alimenté par une pile à hydrogène.
Cliquez sur une vignette pour l’agrandir.
Après l'explosion dans une station de distribution d’hydrogène le près d’Oslo, son fabricant, le groupe norvégien Nel, a conseillé de fermer toutes les stations qui utilisent la même technologie. Toyota et Hyundai, les deux plus importants constructeurs de voitures à hydrogène, ont suspendu la vente de ces véhicules. Des stations de distribution d’hydrogène ont également été fermées dans d’autres pays, notamment en Allemagne et aux États-Unis. Début , une autre explosion à Santa Clara, en Californie, dans une usine de production d’hydrogène du groupe américain Air Products, probablement causée par une fuite lors du remplissage d’un camion-citerne, a également entraîné une pénurie d’hydrogène : neuf des onze stations de ravitaillement en hydrogène de la région ont dû suspendre leur activité, ce qui a forcé leurs clients à l’arrêt. Les premiers résultats de l'enquête menée sur l'explosion en Norvège indiquent qu’une fuite dans le réservoir haute pression a provoqué la constitution d’un « nuage » d’hydrogène, qui s’est brusquement enflammé dans l’air105. L'enquête préliminaire montre que l'incident a débuté avec une fuite d'hydrogène sur une vanne du réservoir haute pression de stockage ; ce problème sur la vanne vient d'une erreur d'assemblage en usine106.
Comme tout combustible, l’hydrogène peut s’enflammer ou exploser en cas de fuite ; mais comme il s’agit de la plus petite des molécules gazeuses, les risques de fuites sont plus importants qu’avec n’importe quel autre gaz. Il est difficile de rendre complètement étanches les réservoirs et tuyauteries contenant de l’hydrogène, surtout lorsque celui-ci est comprimé à très haute pression, car il peut s’échapper par des ouvertures microscopiques. Mêmes les meilleurs réservoirs ne sont jamais complètement étanches : ceux des voitures à hydrogène peuvent se vider en quelques semaines, même quand le véhicule est à l’arrêt. En outre, l’hydrogène est très facilement inflammable : l’énergie requise pour l’enflammer est dix fois plus faible que celle qui est nécessaire pour allumer du méthane. De plus, lorsque l’hydrogène est comprimé à très haute pression, comme dans les véhicules à hydrogène et les stations de distribution, et qu’une fuite a lieu, le gaz se détend fortement et il se produit ce qu’on appelle un « effet Joule-Thomson inverse » : l’hydrogène qui s’échappe s’échauffe, ce qui peut être suffisant pour qu’il s’enflamme spontanément105.
En 2019, le mode de production de l'hydrogène ne montre aucune externalité globale positive en faveur de la lutte contre le réchauffement climatique. En effet, 95 % du dihydrogène produit dans le monde l'est à partir d'hydrocarbures, par vaporeformage, ce qui émet entre 10107 et 13108 kilogrammes de CO2 par kilogramme d'hydrogène produit109,110. La quantité de CO2 produite par le vaporeformage est de fait quasi équivalente, à besoin énergétique équivalent, à celle émise par l'essence ou le gazole111,22. L'émission de CO2 serait négligeable si l'hydrogène était produit par électrolyse de l'eau, utilisant de l'électricité décarbonée (nucléaire ou renouvelable)112. Ainsi, en 2018 en France, le véhicule électrique présente une probabilité a priori de 91,4 %113 d'utiliser une source d'énergie décarbonée, contre 5 % pour le véhicule à hydrogène (production hors vaporeformage). Le bonus écologique accordé aux véhicules à hydrogène114 ne prendra donc pleinement son sens que si l'hydrogène est issu de sources décarbonées.
Une étude de de l'université de Californie à Davis publiée dans le Journal of Power Sources constate qu'au cours de leur vie, les véhicules à hydrogène émettent plus de carbone que les véhicules à essence115. Ceci est en accord avec une analyse de 2014116.
Les critiques affirment dans les années 2000 que le temps nécessaire pour surmonter les obstacles techniques et économiques à l'utilisation des voitures à hydrogène à grande échelle est susceptible de s'étendre sur au moins plusieurs décennies. Les véhicules à hydrogène pourraient donc ne jamais devenir largement disponibles117,118. Mettre l'accent sur l'utilisation de la voiture à hydrogène occulterait des solutions plus faciles à mettre en œuvre pour réduire l'utilisation de combustibles fossiles dans les véhicules119. En , le magazine Wired indique : « les experts disent qu'il faudra 40 ans ou plus avant que l'hydrogène ait un impact significatif sur la consommation d'essence ou le réchauffement de la planète, or nous ne pouvons nous permettre d'attendre aussi longtemps. Dans l'intervalle, les piles à combustible détournent les ressources de solutions plus immédiates »120.
K. G. Duleep déclare ainsi en 2007 qu'« il existe de solides arguments pour la poursuite des améliorations du rendement énergétique des technologies conventionnelles à un coût relativement faible121 ». Le documentaire de 2006 Qui a tué la voiture électrique ? présente des critiques envers les moteurs à hydrogène. Selon l'ancien employé du département de l'Énergie des États-Unis Joseph J. Romm (en), « une voiture à hydrogène est l'un des moyens les plus chers et les moins efficaces pour réduire l'effet de serre ». Lorsqu'on lui demande quand est-ce que les voitures à hydrogène seront largement disponibles, Romm répond : « pas durant notre vie, et très probablement jamais121 ». En The Economist cite Robert Zubrin, l'auteur d'Energy Victory (en) (La Victoire de l'énergie), selon qui « l'hydrogène est à peu près le pire carburant possible pour les véhicules ». Le magazine note l'abandon par la Californie de ses objectifs précédents : « en mars 2008, le California Air Resources Board, agence du gouvernement de l'État de Californie et indicateur pour les gouvernements des États américains, a changé son exigence pour le nombre de véhicules propres (ZEV) devant être construits et vendus en Californie entre 2012 et 2014. Le mandat révisé permet aux fabricants de se conformer aux règles en construisant davantage de voitures électriques à batterie à la place de véhicules à pile à combustible. » Il est également fait mention que la majeure partie de la production d'hydrogène émet autant de carbone que certaines des voitures à essence actuelles. D'autre part, si l'hydrogène peut être produit à partir d'énergies renouvelables, « il serait certainement plus facile de tout simplement d'utiliser cette énergie pour recharger les batteries de véhicules électriques ou hybrides »122.
Du point de vue économique, le stockage sous forme de dihydrogène est beaucoup moins compétitif que celui par batterie, selon une étude de l'Ademe en 2020123. The Motley Fool affirme en 2013 qu'« il existe encore des obstacles relatifs au coût prohibitif du transport, du stockage, et surtout, de la production » d'hydrogène124. L'analyste Alan Baum déplore en 2015 que « le problème numéro un de la pile à combustible, c'est le coût de la technologie. Ensuite, il n'y a pas d'infrastructures. C'est bien de pouvoir faire son plein en cinq minutes, mais le problème, c'est qu'il n'y a que quatorze stations de recharge dans tout l'État de Californie58. »
En , le Los Angeles Times écrit que « la technologie des piles à combustible hydrogène ne marchera pas dans les voitures. […] De quelque façon qu'on prenne le problème, l'hydrogène est un moyen médiocre pour déplacer les voitures125 ».
En , le Washington Post demande « pourquoi voudriez-vous stocker l'énergie sous forme d'hydrogène et ensuite utiliser l'hydrogène pour produire de l'électricité pour un moteur, alors que l'énergie électrique est déjà prête à être tirée de prises de courant partout en Amérique et stockée dans des batteries d'automobiles126 ? » Rudolf Krebs, responsable de la traction électrique de Volkswagen, déclare ainsi en 2013 que « peu importe la qualité des voitures que vous produisez, les lois de la physique entravent leur efficacité globale. Le moyen le plus efficace pour convertir l'énergie pour la mobilité est l'électricité. » Il précise que l'utilisation de l'hydrogène pour se déplacer « n'a de sens que si vous utilisez l'énergie verte », mais que la production d'hydrogène se fait « avec de faibles rendements » où « l'on perd environ 40 pour cent de l'énergie initiale ». On doit ensuite comprimer l'hydrogène et le stocker sous haute pression dans les réservoirs, ce qui utilise encore plus d'énergie. Pour finir, « on doit convertir l'hydrogène en électricité dans une pile à combustible avec une autre perte d'efficacité ». Krebs conclut qu'« à la fin, des cent pour cent de l'énergie électrique originelle, on se retrouve avec 30 à 40 pour cent127. » Elon Musk, président et directeur de la production du constructeur de véhicules électriques Tesla Motors, juge la technologie des voitures à hydrogène « particulièrement idiote » car la production d'hydrogène consomme elle-même beaucoup d'énergie. Il dit que « si on compare à un panneau solaire pour recharger directement une batterie, c'est moitié moins efficace58 ».
Le Business Insider écrit en que « l'hydrogène pur peut être obtenu industriellement, mais il faut de l'énergie. Si cette énergie ne provient pas de sources renouvelables, les voitures à pile à combustible ne sont alors plus aussi propres qu'elles ne le semblaient. […] Un autre défi est le manque d'infrastructures. Les stations-service ont besoin d'investir pour pouvoir remplir des réservoirs d'hydrogène avant que les véhicules à pile à combustible ne puissent être utilisés, et il est peu probable que beaucoup vont le faire alors qu'il y a si peu de clients sur la route aujourd'hui. […] Le manque d'infrastructures est aggravé par le coût élevé de la technologie. Les piles à combustible sont encore très, très chères128 »
En 2014, Joseph Romm publie trois articles afin de récapituler ses critiques à propos des véhicules à hydrogène. Il affirme que ces véhicules n'ont pas encore surmonté les problèmes suivants : leur coût élevé, le coût élevé du ravitaillement et le manque d'infrastructures de livraison du carburant, et note qu'« il faudrait plusieurs miracles pour surmonter tous ces problèmes simultanément dans les décennies à venir129,130 ». Le plus important dit-il, est que « les véhicules à hydrogène ne sont pas verts » en raison des fuites de méthane lors de l'extraction du gaz naturel et étant donné que 95 % de la production de l'hydrogène se fait en utilisant le procédé de reformage à la vapeur (vaporeformage). Par ailleurs, les énergies renouvelables ne peuvent être utilisées pour fabriquer de l'hydrogène pour une flotte de véhicules, « que ce soit maintenant ou dans le futur », à cause du faible rendement de la chaine électrolyse-transport de l'hydrogène-reconversion en électricité dans la pile à combustible ; il sera toujours plus efficace d'utiliser directement l'électricité produite par les éoliennes ou le solaire131. Un analyste de GreenTech Media (en) arrive aux mêmes conclusions en 2014132. En 2015, Clean Technica et Car Throttle (en) listent certains des inconvénients de véhicules à pile à combustible à hydrogène[Lesquels ?]133,134. Un autre auteur de Clean Technica conclut que « tandis que l'hydrogène peut avoir un rôle à jouer dans le domaine du stockage de l'énergie (en particulier du stockage saisonnier), il semble être une impasse quand on parle de véhicules grand public135 ».
Une étude de Horváth & Partners compare la technologie hydrogène avec celle de la voiture électrique à batteries : pour les modèles à batterie, 8 % de l’énergie est perdue pendant le transport avant stockage dans les batteries et 18 % sont perdus dans la conversion en amont de l’alimentation du moteur, soit un niveau d’efficacité compris entre 70 et 80 %, contre 25 à 35% pour la solution hydrogène : 45 % de perte lors de la production d’hydrogène par électrolyse, puis 55 % de perte lors de la conversion de l’hydrogène en électricité dans le véhicule. Volkswagen évoque d’autres raisons de préférer la solution à batterie : la technologie hydrogène est plus chère et la solution à batterie est plus mûre, seuls les modèles à batteries peuvent être produits rapidement avec un réseau de ravitaillement satisfaisant en énergie136.
- ↑ Tout savoir sur l'hydrogène en quatre questions [archive], Les Échos, 9 juillet 2020.
- ↑ Amar Bellal, « Le Mythe de l'économie hydrogène de Jeremy Rifkin », La Revue du projet, no 22, (lire en ligne [archive], consulté le).
- ↑ Voitures à hydrogène : Ce que l'on ne vous dit pas ! [archive], Petites Observations Automobiles, 18 septembre 2018, sur YouTube, 17 min [vidéo], à 4:30.
- ↑ Le réservoir, clé du prix de revient de la voiture à hydrogène [archive], Challenges, 4 décembre 2019.
- ↑ Camions : vers une limitation des émissions de CO2 [archive], EcoCo2, 16 mars 2019.
- ↑ Déployer des stations à hydrogène dans votre territoire [archive], Afhypac, 43 pages, p. 29.
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