Les véhicules électriques peuvent aider plus que l’environnement – Une adoption généralisée peut entraîner des bénéfices notables pour la santé et les finances

Une nouvelle étude de l’Université de Toronto suggère que l’adoption à grande échelle des véhicules électriques (VE) et le déploiement de la production d’électricité renouvelable pourraient conduire à des bénéfices pour la santé d’une valeur pouvant atteindre 188 milliards de dollars d’ici 2050.

Pour cela, l’équipe du Département de génie civil & minier a utilisé des simulations informatiques, qui ont montré que simplement l’électrification des véhicules américains et une décarbonisation du réseau moins agressive pourraient offrir des bénéfices sanitaires significatifs à l’échelle de la population, de l’ordre de dizaines de milliards de dollars. 

Selon la co‑auteure de l’étude, la professeure Marianne Hatzopoulou, lorsqu’ils étudient l’impact des VE, les chercheurs se sont généralement concentrés sur le changement climatique en termes d’atténuation des émissions de CO2, mais cela ne représente pas l’étendue de la pollution générée par un véhicule à combustion interne.

En plus du CO2, ces véhicules conventionnels « produisent de nombreux polluants atmosphériques qui ont un impact significatif et quantifiable sur la santé publique », ce que Hatzopoulou a souligné comme étant « ressentis de manière disproportionnée par les populations à faible revenu, racialisées ou marginalisées ».

En 2020, les membres de cette équipe ont mis à profit leur expertise en analyse du cycle de vie pour créer des modèles informatiques simulant l’impact d’une adoption à grande échelle des VE sur le marché américain.  

L’équipe a choisi les États‑Unis comme marché test en raison de ses taux élevés de possession et de déplacements par habitant, ainsi que de la disponibilité de véhicules lourds et de données de haute qualité.

Pour estimer le nombre de VE nécessaires afin de maintenir l’augmentation de la température moyenne mondiale en dessous de 2 °C au-dessus des niveaux préindustriels d’ici 2100, l’équipe a mis au point une méthode novatrice pour convertir cet objectif en un budget carbone pour les véhicules de tourisme aux États‑Unis. Elle a ensuite déterminé le nombre de VE requis pour rester dans ce budget, ce qui s’est avéré « très élevé ».

Les scénarios modélisés ont indiqué que 350 millions de VE devront circuler aux États‑Unis d’ici 2050 pour atteindre les réductions d’émissions visées.

Ce chiffre représente environ 90 % du total des véhicules estimés en circulation à cette époque, alors que la proportion totale de VE sur les routes au moment de l’étude était d’environ 0,3 %. La recherche a déclaré:

« Il est vrai que les ventes croissent rapidement, mais même les projections les plus optimistes suggèrent qu’en 2050, le parc automobile américain ne sera qu’à environ 50 % de VE. »

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, ainsi que la pression sur l’infrastructure électrique du pays. Le document indique une augmentation annuelle de 1 730 TWh de la demande en électricité, ce qui nécessiterait d’énormes investissements dans les infrastructures et les nouvelles centrales électriques.

L’étude a conclu que une possession de VE à 90 % d’ici 2050 est un scénario irréaliste et a recommandé d’importants investissements dans les transports publics, une densité de logement plus élevée et une reconception des villes pour permettre les déplacements actifs.

« Les VE réduisent réellement les émissions, mais ils ne nous dispensent pas d’accomplir les actions que nous savons déjà nécessaires. Nous devons repenser nos comportements, la conception de nos villes, et même certains aspects de notre culture. Tout le monde doit en assumer la responsabilité. »

– Professor Heather MacLean

L’adoption généralisée des VE peut améliorer la santé humaine

Après calculé le nombre de VE nécessaires pour atteindre les objectifs d’atténuation, l’équipe d’ingénierie de l’Université de Toronto a étudié les bénéfices sanitaires de l’électrification des véhicules légers.

Publié dans PNAS ce mois-ci, la dernière étude propose une perspective unique pour quantifier les impacts sanitaires 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, en eux-mêmes, ne produisent aucune émission d’échappement, mais cela ne signifie pas qu’ils ne sont pas responsables de la pollution de l’air. Les VE ont encore besoin d’électricité, et si les centrales qui les alimentent fonctionnent avec des combustibles fossiles comme le gaz naturel ou le charbon, alors ils en sont responsables.

Ainsi, l’équipe a adapté son modèle pour simuler la production de polluants atmosphériques, y compris les oxydes de soufre (SOx), les oxydes d’azote (NOx) et les PM2,5 — de petites particules de 2,5 µm ou moins de diamètre pouvant contenir des composés organiques, de la poussière, du suie et des métaux. 

Contrairement au CO2, qui persiste pendant des décennies et est bien mélangé dans l’atmosphère, ces polluants et leurs impacts sanitaires sont plus localisés.

« Il importe non seulement la quantité que nous émettons, mais aussi l’endroit où nous l’émettons. »

– Professor Daniel Posen

Ainsi, modéliser le CO2 et modéliser ces polluants sont deux choses très différentes. 

De plus, la pollution de l’air provenant du réseau électrique et des véhicules à combustion interne ne devrait pas rester constante dans le temps. 

Par exemple, les voitures à essence que nous possédons aujourd’hui génèrent nettement moins de pollution que celles construites il y a deux décennies, mais elles circulent toujours. De même, le réseau électrique devient progressivement plus vert. Ainsi, tous ces facteurs doivent être pris en compte. 

L’équipe a donc choisi deux scénarios principaux pour la simulation. Dans le premier scénario, aucun nouveau VE ne sera construit, mais les véhicules à combustion interne plus anciens seront remplacés par des modèles plus efficaces. Dans l’autre scénario, tous les nouveaux véhicules vendus d’ici 2035 sont supposés être électriques.

Bien que le deuxième scénario semble « agressif », de nombreux gouvernements à travers le monde ont déjà misé entièrement sur les VE, avec des pays comme la Norvège, les Pays‑Bas, la France et le Canada prévoyant 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 rythmes de transition du réseau électrique vers des sources d’énergie renouvelable. Ce rythme incluait un ralentissement, une accélération ou le maintien à peu près du même niveau que l’actuel jusqu’en 2050.

Pour chacune de ces conditions, les niveaux de pollution de l’air ont alors été simulés à travers les États‑Unis. Ils ont ensuite corrélé ces niveaux de pollution avec des estimations statistiques de la valeur économique et du nombre d’années de vie perdues. 

« Notre simulation montre que les bénéfices sanitaires cumulatifs de l’adoption à grande échelle des VE entre maintenant et 2050 pourraient atteindre plusieurs centaines de milliards de dollars… si le réseau continue de devenir plus vert. »

– Posen

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

« Dans ce cas, nous serions en fait mieux de simplement remplacer nos anciens véhicules à combustion interne par de nouveaux — mais encore une fois, ce n’est pas un scénario très réaliste. »

Maintenant, la question est de savoir quelle devrait être 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 la pollution des VE. 

À cela, Hatzopoulou a déclaré:

« Il est important de se rappeler que les véhicules vendus aujourd’hui continueront d’être utilisés pendant des décennies. »

Cela signifie que nous devons d’abord adopter les VE, car continuer à acheter davantage de véhicules à combustion interne, aussi efficaces soient-ils, nous enferme dans ces émissions d’échappement pendant des années, ce qui diffusera davantage cette pollution partout.

Cependant, le système de production d’électricité devrait être décarbonisé en même temps et ne pas attendre que davantage de VE soient d’abord sur les routes.

« Nous devons commencer dès aujourd’hui à tracer la voie vers un avenir plus sain. »

– Hatzopoulou

Quantifier les bénéfices des VE sur la santé publique

Les VE ont gagné beaucoup d’adhésion ces dernières années, s’imposant comme un moyen puissant de lutter contre le problème de la pollution de l’air. 

Cela s’explique par le fait que la pollution de l’air contribue à un décès sur dix dans le monde et cause chaque année 8,43 millions de décès prématurés. Elle réduit également l’espérance de vie de plus de deux ans. Selon l’OMS, la pollution de l’air est la plus grande menace environnementale pour la santé humaine à l’échelle mondiale.

Cette menace est largement attribuable à l’industrie du transport. Aux États‑Unis, ce secteur représente environ 29 % de toutes les émissions de gaz à effet de serre (GES) et a donc été le point central des stratégies visant à atténuer le changement climatique.

Parmi les solutions, les VE, qui ne génèrent aucune émission d’échappement, offrent une promesse importante pour réduire à la fois les émissions de GES et la pollution de l’air. Selon le Département de l’Énergie des États‑Unis, comparé à 5 186 kg d’émissions de carbone générés par les véhicules à essence, les VE n’en produisent que 1 783 kg.

Ainsi, une étude de plus tôt cette année a examiné les bénéfices d’une électrification totale (FullE) dans quatre villes américaines — New York, Chicago, Houston et Los Angeles. Ces villes présentent des populations denses, un trafic élevé et une mauvaise qualité de l’air qui ne respecte pas les normes de l’Environmental Protection Agency. 

La recherche a constaté que le scénario FullE entraînait une réduction du PM2,5 atteignant entre 0,34 et 2,29 µg·m⁻³, ainsi que des diminutions 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. Sur le plan économique, les bénéfices sanitaires sont estimés entre 51 millions et 249 millions de dollars par jour.

Cependant, à Los Angeles, l’électrification totale peut en réalité augmenter la mortalité en raison de niveaux plus élevés de PM2,5 et d’ozone, tandis qu’une part de 29 % de VE pour les véhicules légers peut sauver 104 vies chaque mois. Cela est dû à la chimie atmosphérique complexe de la ville ainsi qu’à ses conditions géographiques et météorologiques uniques, et nécessite donc des « réglementations environnementales spécifiques à la région ». 

Une autre étude, qui a examiné les bénéfices sanitaires de ces véhicules à Shanghai, en Chine, a noté que certaines régions pourraient tirer davantage d’avantages de l’adoption à grande échelle des VE, très coûteuse, que d’autres. En conséquence, elle a recommandé aux décideurs de concevoir des incitations basées sur les caractéristiques régionales.

Une mégapole comme Shanghai souffre généralement d’une qualité de l’air plus mauvaise et une plus grande partie de la population est exposée aux émissions des véhicules.

Ainsi, l’étude a évalué les bénéfices climatiques et sanitaires du remplacement des véhicules à essence, qui émettent des particules fines, du NOx et des composés organiques volatils, par des VE à batterie qui contribuent aux émissions de NOx et de SO2 provenant des centrales électriques.

Elle a constaté que chaque VE dans la plus grande ville de Chine génère 6 400 $ de bénéfices pour la santé et le climat. De plus, les impacts sanitaires des VE étaient environ 20 fois inférieurs à ceux du VE à combustion interne moyen, les bénéfices étant plus importants lorsqu’on remplace les VE à combustion interne plus anciens, atteignant 8 900 $ par véhicule. 

L’électrification des véhicules, cependant, ne réduit pas seulement les émissions de gaz à effet de serre et améliore la qualité de l’air, mais a également été constatée comme réduisant le taux de mortalité associé à l’exposition aux polluants atmosphériques toxiques.

L’inhalation de particules fines émises par les véhicules à combustion interne peut entraîner un risque accru de maladies cardiovasculaires, y compris les infarctus. Chez les enfants, l’exposition à la pollution de l’air peut provoquer une vie entière de problèmes de santé. Chez les femmes enceintes, cela peut entraîner un risque accru de complications et de faible poids à la naissance. La recherche suggère que la pollution de l’air contribue également aux troubles de l’attention. 

Compte tenu des effets néfastes de la pollution de l’air sur la santé humaine, en particulier chez les jeunes, l’American Lung Association a étudié l’impact des VE sur le sauvetage de vies. 

« La pollution de l’air et le changement climatique mettent les enfants en danger aujourd’hui. Les impacts du changement climatique continuent de s’intensifier, et cela ne fera qu’ajouter aux risques auxquels les enfants aux États‑Unis sont confrontés pendant leur croissance. »

– Will Barrett, le rapport auteur et association’s Senior Director of Advocacy for Clean Air

Pour améliorer la santé des populations, le rapport a suggéré que tous les nouveaux achats de voitures soient des options zéro émission et que le réseau électrique national passe à une énergie propre et renouvelable d’ici 2035. 

Selon le groupe, ces véhicules zéro émission généreraient plus de 1,2 billion de dollars de bénéfices sanitaires pour le pays d’ici 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 ont atteint près de 14 millions en 2023, soit une hausse de 3,5 millions par rapport à l’année précédente et un impressionnant facteur 6 par rapport à 2018.

En 2023, les voitures électriques représentaient environ 18 % de l’ensemble des voitures, soit une hausse de 4 % par rapport à 2022. Il y a seulement cinq ans, elles ne représentaient que 2 %, soulignant l’adoption massive des VE. Parmi les voitures électriques, 70 % sont à batterie. Ces chiffres portent le nombre total de VE sur les routes à 40 millions.  

Alors que l’adoption des VE se produit à l’échelle mondiale, elle est fortement concentrée dans seulement quelques grands marchés, la Chine étant en tête. 

Près de 60 % (8,1 millions) de toutes les nouvelles immatriculations de voitures électriques se sont produites en Chine. Il est remarquable que 2023 ait été la première année depuis plus d’une décennie où l’industrie chinoise des véhicules à énergie nouvelle (NEV) n’a reçu aucun soutien des subventions nationales pour l’achat de VE. Cependant, les exonérations fiscales, le soutien non financier et certains investissements provinciaux sont restés en place. L’année dernière, la Chine a également exporté plus de 4 millions de véhicules, dont 1,2 million étaient des VE, ce qui en fait le plus grand exportateur automobile du monde.

La Chine est suivie par l’Europe à 25 % puis les États‑Unis à 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.

Bien que les ventes de voitures électriques dans les marchés émergents et les économies en développement aient augmenté, elles restent globalement faibles, 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 VE abordables. En plus du développement technologique, la concurrence est un facteur majeur 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 noté Serge Gachot, directeur du Salon de l’auto de Paris, qui s’est tenu ce mois-ci et a vu des fabricants de VE des États‑Unis, de Chine et d’Europe présenter leurs derniers modèles.

Les données de JATO montrent que le prix de détail moyen d’un VE à batterie en Chine était inférieur à 34 000 $ au premier semestre 2023, contre environ 72 000 $ en Europe et 74 000 $ aux États‑Unis.

La Chine parvient à capter le marché des VE grâce à sa technologie de pointe et à des 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 tarifs douaniers pour stimuler leurs industries locales de VE. 

Maintenant, si nous regardons les noms les plus en vue du secteur des VE, alors des entreprises comme NIO (LIO ), Li Auto (LI ), Lucid Group (LCID ), Rivian Automotive (RIVN ), et Stellantis N.V. (STLA ) sont parmi les acteurs clés.

Cependant, BYD de Chine domine actuellement l’industrie mondiale des VE. L’entreprise, qui produit des VE, des batteries et des solutions énergétiques, étend rapidement sa part de marché tant sur le marché domestique qu’international. BYD a vendu 1 134 892 véhicules au troisième trimestre contre 986 720 au deuxième trimestre.

Au moment de la rédaction, les actions de l’entreprise, dont la capitalisation boursière s’élève à 123,5 milliards de dollars, se négocient à 36,86 $, en hausse de 33,16 % depuis le début de l’année, avec un BPA (TTM) de 1,55 et un PER (TTM) de 23,84.

Ensuite, il y a Tesla, Inc. d’Elon Musk (TSLA ), qui produit une gamme de VE, dont les Model S, Model 3, Model X et Model Y. Au troisième trimestre, Tesla a livré 462 890 VE, contre 433 956 au deuxième trimestre. Son chiffre d’affaires du deuxième trimestre 2024 s’est élevé à 25,5 milliards de dollars avec 890 millions de dollars de crédits réglementaires. 

Au moment de la rédaction, les actions de l’entreprise, dont la capitalisation boursière s’élève à 703,85 milliards de dollars, se négocient à 217,80 $, en baisse de 11,18 % depuis le début de l’année, avec un BPA (TTM) de 3,56 et un PER (TTM) de 62,04.

Conclusion 

Les études montrent que les véhicules électriques offrent des avantages indéniables tant pour l’environnement que pour la santé publique. Cependant, leur adoption généralisée comporte des défis importants. Pour 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 nos modes de déplacement, de vie et de production d’énergie.

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