Les VE pourraient faire plus que protéger l'environnement : leur adoption à grande échelle pourrait avoir des effets bénéfiques notables sur la santé et les finances

A nouvelle étude de l'Université de Toronto suggère que la l'adoption à grande échelle des véhicules électriques (VE) et le déploiement de la production d'électricité d'origine renouvelable pourrait entraîner des bénéfices pour la santé d'une valeur de $188 milliards d'euros d'ici à 2050.

Pour ce faire, l'équipe du département de génie civil et minéral a utilisé des simulations informatiques qui ont montré que la seule électrification des véhicules américains et une décarbonisation moins agressive du réseau pourraient avoir des effets bénéfiques importants sur la santé de la population, de l'ordre de plusieurs dizaines de milliards de dollars. 

Selon le professeur Marianne Hatzopoulou, coauteur de l'étude, lorsqu'ils étudient l'impact des VE, les chercheurs se concentrent généralement sur le changement climatique en termes d'atténuation des émissions de CO2, mais ce n'est pas l'étendue de la pollution causée par un véhicule à combustion interne.

Outre le CO2, ces véhicules conventionnels "produisent également de nombreux polluants atmosphériques qui ont un impact significatif et quantifiable sur la santé publique", ce qui, selon Mme Hatzopoulou, "touche de manière disproportionnée les populations à faibles revenus, racialisées ou marginalisées".

En 2020, les membres de cette équipe ont utilisé leur expertise en matière d'analyse du cycle de vie pour construire des modèles informatiques afin de simuler l'impact de l'adoption à grande échelle des VE sur le marché américain.  

L'équipe a choisi les États-Unis comme marché test en raison des taux élevés de propriété et de déplacement par habitant, ainsi que de la disponibilité de gros véhicules lourds et de données de haute qualité.

Afin d'estimer le nombre de VE nécessaires pour maintenir l'augmentation des températures moyennes mondiales à moins de 2 degrés Celsius par rapport aux niveaux préindustriels d'ici 2100, l'équipe a créé une nouvelle méthode pour convertir cet objectif en un budget carbone pour les véhicules de tourisme aux États-Unis. Elle a ensuite déterminé le nombre de VE nécessaires pour rester dans les limites de ce budget, ce qui s'est avéré être "beaucoup".

Les scénarios modélisés ont donné à l'équipe 350 millions de VE qui doivent être sur les routes américaines d'ici 2050 pour atteindre les objectifs de réduction des émissions.

Ce chiffre représente environ 90% du total des véhicules estimés en circulation à cette époque, tandis que la proportion totale de VE sur la route au moment de l'étude était d'environ 0,3%. L'étude indique que

"Il est vrai que les ventes augmentent rapidement, mais même les projections les plus optimistes suggèrent que d'ici 2050, le parc américain ne comptera qu'environ 50% EV".

En ce qui concerne les obstacles à cette adoption, l'étude souligne les préférences des consommateurs pour le déploiement des VE, les défis liés à l'approvisionnement en matériaux critiques tels que le cobalt, le lithium et le manganèse pour les batteries, et la pression exercée sur l'infrastructure électrique du pays. Le document fait état d'une augmentation annuelle de 1 730 TWh de la demande d'électricité, ce qui nécessiterait des investissements massifs dans les infrastructures et les nouvelles centrales électriques.

L'étude a conclu que la possession de 90% de VE d'ici 2050 est un scénario irréaliste et a recommandé des investissements massifs dans les transports en commun, une plus grande densité de logements et un réaménagement de la ville pour permettre le transport actif.

"Les VE réduisent réellement les émissions, mais ils ne nous dispensent pas de faire les choses que nous savons déjà devoir faire. Nous devons repenser nos comportements, la conception de nos villes et même certains aspects de notre culture. Tout le monde doit prendre ses responsabilités dans ce domaine".

- Professeur Heather MacLean

L'adoption généralisée des VE peut améliorer le bien-être humain Santé

Après calculant le nombre de VE nécessaires pour atteindre les objectifs d'atténuation, les L'équipe d'ingénieurs de l'Université de Toronto étudiée les avantages pour la santé de l'électrification des véhicules légers.

Publié dans PNAS ce mois-ci, la dernière étude propose une perspective unique pour quantifier les effets sur la santé liés à la qualité de l'air de l'adoption des VE aux États-Unis entre 2022 et 2050. 

Le fait est que les VE ne génèrent pas d'émissions de gaz d'échappement, mais cela ne signifie pas qu'ils ne sont pas responsables de la pollution de l'air. Les VE ont toujours besoin d'énergie, et si les centrales électriques qui les alimentent fonctionnent avec des combustibles fossiles tels que le gaz naturel ou le charbon, elles sont responsables.

L'équipe a donc adapté son modèle pour simuler la production de polluants atmosphériques, notamment les oxydes de soufre (SOx), les oxydes d'azote (NOx) et les PM2,5 - de petites particules de 2,5 micromètres de diamètre ou moins qui peuvent contenir des produits chimiques organiques, de la poussière, de la suie et des métaux. 

Contrairement au CO2, qui persiste pendant des décennies et est bien mélangé dans l'atmosphère, ces polluants et leurs effets sur la santé sont plus localisés.

"L'important n'est pas seulement la quantité d'émissions, mais aussi l'endroit où nous les émettons.

- Professeur Daniel Posen

La modélisation du CO2 et la modélisation de ces polluants sont donc deux choses très différentes. 

En outre, la pollution atmosphérique provenant du réseau électrique et des véhicules à combustion interne ne devrait pas rester constante au fil du temps. 

Par exemple, les voitures à essence que nous possédons aujourd'hui sont nettement moins polluantes que celles construites il y a vingt ans, mais elles roulent toujours sur les routes. De même, le réseau électrique devient de plus en plus écologique. Tous ces facteurs doivent donc être pris en compte. être pris en compte. 

L'équipe a donc choisi de simuler deux scénarios principaux pour le modèle. Dans l'un des scénarios, il n'y aura plus de construction de VEMais les véhicules à combustion interne plus anciens continueront à être remplacé avec des véhicules plus efficaces. Dans l'autre scénario, tous les nouveaux véhicules vendus d'ici 2035 sont supposés d'être électrique.

Si le deuxième scénario semble "agressif", de nombreux gouvernements dans le monde ont déjà fait le pari des VE, comme la Norvège, les Pays-Bas, la France et le Canada, qui prévoient d'éliminer les ventes de nouveaux véhicules à combustion interne au cours de la prochaine décennie.

Pour les deux scénarios, les chercheurs ont également envisagé différents taux de transition du réseau électrique vers les sources d'énergie renouvelables. Ce rythme comprenait le ralentissement, l'accélération ou le maintien de la situation actuelle jusqu'en 2050.

Pour chacune de ces conditions, les niveaux de pollution atmosphérique ont ensuite été simulés sur l'ensemble du territoire américain. Ils ont ensuite établi une corrélation entre ces niveaux de pollution et des estimations statistiques de la valeur économique et du nombre d'années de vie perdues. 

"Notre simulation montre que les bénéfices cumulés pour la santé publique de l'adoption à grande échelle des VE entre aujourd'hui et 2050 pourraient atteindre des centaines de milliards de dollars.... si le réseau continue à devenir plus vert."

- Posen

Alors que le monde est déjà en train d'abandonner la production d'énergie à partir de combustibles fossiles, l'équipe a également modélisé le gel du réseau dans son état actuel. Il a ajouté :

"Dans ce cas, il vaudrait mieux remplacer nos vieux véhicules à combustion interne par de nouveaux, mais là encore, ce n'est pas un scénario très réaliste.

La question est de savoir quelle est la priorité : adopter les VE pour décarboniser le secteur des transports ou décarboniser le secteur de la production d'électricité, qui est la source de pollution des VE. 

Hatzopoulou a répondu à cette question :

"Il est important de se rappeler que les véhicules en cours de vente aujourd'hui continuera à être utilisé depuis des décennies".

Cela signifie que nous devons d'abord adopter les VE, car continuer à acheter des véhicules à combustion interne, quelle que soit leur efficacité, nous enferme dans ces émissions de gaz d'échappement pour les années à venir, ce qui ne fera que répandre cette pollution partout.

Cependant, le système de production d'électricité devrait être décarbonisé en même temps et ne pas attendre qu'il y ait plus de VE sur les routes.

"Nous devons nous engager dès aujourd'hui sur la voie d'un avenir plus sain.

- Hatzopoulou

Quantifier les avantages des VE pour la santé publique

Les véhicules électriques ont connu un grand succès ces dernières années, apparaissant comme un moyen efficace de s'attaquer au problème de la pollution de l'air. 

C'est logique, étant donné que la pollution atmosphérique contribue à un décès sur dix dans le monde et qu'elle est à l'origine de 8,43 millions de décès prématurés par an. Elle réduit également l'espérance de vie de plus de deux ans. Selon l'OMS, la pollution atmosphérique est la plus grande menace environnementale pour la santé humaine dans le monde.

Cette menace est largement imputable à l'industrie des transports. Aux États-Unis, ce secteur représente environ 29% de l'ensemble des émissions de gaz à effet de serre (GES) et, à ce titre, a été au centre des stratégies visant à atténuer le changement climatique.

Parmi les solutions, les VE, qui ne génèrent aucune émission à l'échappement, sont très prometteuses en réduisant à la fois les émissions de gaz à effet de serre et la pollution de l'air. Selon le ministère américain de l'énergie, les VE ne produisent que 1 783 kg d'émissions de carbone, contre 5 186 kg pour les véhicules à essence.

Ainsi, un étude publié au début de l'année, a examiné les avantages de l'électrification complète dans quatre villes américaines : New York, Chicago, Houston et Los Angeles. Ces villes se caractérisent par une population dense, un trafic important et une qualité de l'air médiocre qui ne répond pas aux normes de l'Agence de protection de l'environnement. 

La recherche a révélé que le scénario FullE a conduit à une réduction des PM2,5 culminant à 0,34 et 2,29 μg.m-3, ainsi qu'à des réductions marquées des concentrations de NOx et d'ozone.

Du point de vue de la santé, un scénario "FullE" pourrait potentiellement éviter 796, 328 et 157 décès prématurés par mois à New York, Chicago et Houston, respectivement. D'un point de vue économique, les bénéfices pour la santé devraient se situer entre $51 mln et $249 millions par jour.

Toutefois, à Los Angeles, l'électrification complète peut en fait augmenter la mortalité en raison de niveaux plus élevés de PM2,5 et d'ozone, alors qu'une part de 29% de VE pour les véhicules légers peut sauver 104 vies chaque mois. Le présent est due à la complexité de la chimie atmosphérique de la ville et à ses conditions géographiques et météorologiques uniques, ce qui nécessite des "réglementations environnementales spécifiques à la région".

Autre étudequi a étudié les avantages de ces véhicules pour la santé à Shanghai, en Chine, a noté que certaines régions pourraient tirer plus d'avantages que d'autres de l'adoption à grande échelle des VE, qui est très coûteuse. C'est pourquoi elle recommande aux décideurs politiques de concevoir des incitations basées sur les caractéristiques régionales.

Une mégapole comme Shanghai souffre généralement d'une qualité de l'air moins bonne et une population plus importante est exposée aux émissions des véhicules.

L'étude a donc évalué les avantages pour le climat et la santé du remplacement des véhicules à essence, qui émettent des particules fines, des NOx et des composés organiques volatils, par des véhicules électriques à batterie qui contribuent aux émissions de NOx et de SO2 des centrales électriques.

L'étude a révélé que chaque véhicule électrique dans la plus grande ville de Chine génère $6400 de bénéfices pour la santé et le climat. En outre, les effets des VE sur la santé sont environ 20 fois inférieurs à ceux d'un véhicule à moteur à combustion interne moyen, et les avantages obtenus en remplaçant les anciens véhicules à moteur à combustion interne sont plus importants, s'élevant à $8900 par véhicule. 

L'électrification des véhicules ne se contente pas de réduire les émissions de gaz à effet de serre et d'améliorer la qualité de l'air, elle permet également de réduire le taux de mortalité lié à l'exposition aux polluants atmosphériques toxiques.

L'inhalation de particules fines émises par les véhicules à moteur à combustion interne peut augmenter le risque de maladies cardiovasculaires, y compris les crises cardiaques. Pour les enfants, l'exposition à la pollution atmosphérique peut entraîner des problèmes de santé tout au long de leur vie. Chez les femmes enceintes, elle peut entraîner un risque accru de complications et d'insuffisance pondérale à la naissance. Des recherches suggèrent que la pollution atmosphérique contribue également aux troubles de l'attention. 

Compte tenu des effets néfastes de la pollution atmosphérique sur la santé humaine, en particulier celle des jeunes, l'American Lung Association a étudié l'impact des véhicules électriques pour sauver des vies. 

"La pollution de l'air et le changement climatique mettent les enfants en danger aujourd'hui. Les effets du changement climatique continuent de s'intensifier, ce qui ne fera qu'accroître les risques auxquels les enfants américains sont confrontés en grandissant."

- Will Barrett, auteur du rapport et directeur principal de l'association pour la défense de l'air pur

Pour améliorer la santé de la population, le rapport suggère que toutes les nouvelles voitures achetées soient des options à zéro émission et que le réseau électrique national passe à des énergies propres et renouvelables d'ici 2035. 

Selon le groupe, ces véhicules à zéro émission généreraient plus de $1,2 trillion de bénéfices pour la santé du pays d'ici à 2050.

L'état actuel du marché des VE

Avec tous ces avantages de l'électrification des véhicules, où en sommes-nous exactement dans l'adoption des VE ? Eh bien, un rapport de l'Agence internationale de l'énergie indique que les ventes de voitures électriques atteindront près de 14 millions en 2023, soit une augmentation de 3,5 millions par rapport à l'année précédente et une multiplication par 6 par rapport à 2018.

En 2023, les voitures électriques représenteront environ 18% de toutes les voitures, soit une augmentation de 4% par rapport à 2022. Il y a seulement cinq ans, elles ne représentaient que 2%, ce qui témoigne de l'adoption massive des VE. Parmi les voitures électriques, 70% sont alimentées par des batteries. Ces chiffres portent à 40 millions le nombre total de VE sur les routes.  

Si l'adoption des VE est en cours à l'échelle mondiale, elle est fortement concentrée sur quelques grands marchés seulement, la Chine en tête. 

Près de 60% (8,1 millions) de toutes les nouvelles immatriculations de voitures électriques ont eu lieu en Chine. Fait remarquable, 2023 a été la première année depuis plus de dix ans où l'industrie chinoise des véhicules à énergie nouvelle (NEV) n'a bénéficié d'aucune subvention nationale pour l'achat de VE. Toutefois, les exonérations fiscales, les aides non financières et certains investissements menés par les provinces sont restés en place. L'année dernière, la Chine a également exporté plus de 4 millions de véhicules, dont 1,2 million de VE, ce qui en fait le plus grand exportateur d'automobiles au monde.

La Chine est suivie par l'Europe avec 25% et les États-Unis avec 10% (1,4 million). Ensemble, ces régions représentent près de 95% des ventes mondiales de voitures électriques. Cette croissance se poursuit en 2024, la Chine ayant déjà vendu 1,9 million de voitures électriques au premier trimestre 2024, contre 350 000 aux États-Unis.

Si les ventes de voitures électriques ont augmenté sur les marchés émergents et dans les économies en développement, elles sont restées faibles dans l'ensemble, et les VE sont encore rares en Afrique, en Eurasie et au Moyen-Orient.

Selon l'AIE, la transition en cours vers la mobilité électrique dépend de l'existence de VE abordables. Outre le développement technologique, la concurrence est un facteur important qui peut faire baisser les coûts. 

"Les gens sont prêts à lutter contre le changement climatique et à conduire des VE, mais pas à n'importe quel prix", a déclaré Serge Gachot, directeur du salon de l'automobile de Paris, qui s'est tenu ce mois-ci et au cours duquel des fabricants de VE des États-Unis, de Chine et d'Europe ont présenté leurs derniers modèles.

Les données de JATO montrent que le prix de détail moyen d'un VE à batterie en Chine était inférieur à $34K au premier semestre 2023, contre environ $72K en Europe et $74K aux États-Unis.

La Chine est en mesure de s'emparer du marché des VE grâce à sa technologie de pointe et à ses véhicules de haute qualité à des prix plus compétitifs. En réponse à la domination de la Chine sur le marché des VE, l'Europe et le Canada envisagent actuellement d'imposer des droits de douane pour stimuler leurs industries locales de VE. 

Si l'on considère les grands noms du secteur des véhicules électriques, des entreprises telles que NIO , Li Auto (LI -3.27%), Groupe Lucid (LCID -1.68%), Rivian Automotive (RIVN -5.23%)et Stellantis N.V. (STLA -3.91%) figurent parmi les principaux acteurs.

Cependant, la société chinoise BYD est actuellement à la tête de l'industrie mondiale des VE. L'entreprise, qui produit des VE, des batteries et des solutions énergétiques, accroît rapidement sa part de marché sur les marchés nationaux et internationaux. BYD a vendu 1 134 892 véhicules au troisième trimestre, contre 986 720 au deuxième trimestre.

À l'heure où nous écrivons ces lignes, les actions de la société à la capitalisation boursière de $123,5 milliards se négocient à $36,86, en hausse de 33,16% depuis le début de l'année, avec un bénéfice par action (TTM) de 1,55 et un ratio cours/bénéfice (TTM) de 23,84.

Il y a aussi le projet d'Elon Musk, le Tesla, Inc. (TSLA -5.15%)Au troisième trimestre, Tesla a livré 462 890 véhicules électriques, contre 433 956 au deuxième trimestre. Son chiffre d'affaires pour le deuxième trimestre de l'année 24 s'est élevé à 25,5 milliards de dollars, dont 890 millions de dollars de crédits réglementaires. 

À l'heure où nous écrivons ces lignes, les actions de la société à la capitalisation boursière de $703,85 milliards se négocient à $217,80, en baisse de 11,18% depuis le début de l'année, avec un bénéfice par action (TTM) de 3,56 et un ratio cours/bénéfice (TTM) de 62,04.

Conclusion 

Des études montrent que les véhicules électriques présentent des avantages indéniables pour l'environnement et la santé publique. Cependant, leur adoption à grande échelle s'accompagne de défis importants. Afin d'exploiter pleinement leur potentiel, nous devons non seulement électrifier les flottes de véhicules, mais aussi décarboniser le réseau électrique. Globalement, l'adoption des VE doit être complétée par des changements sociétaux plus larges dans la manière dont nous nous déplaçons, vivons et produisons de l'énergie.

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