L’impact du mix énergétique sur la production des batteries mesuré dans une nouvelle étude

Le sujet de l’impact carbone de la voiture électrique a toujours suscité de nombreux débats. Si l’absence d’émission à l’échappement n’est pas remise en cause, l’impact environnemental lié à la fabrication du véhicule électrique et surtout de sa batterie est régulièrement pointé du doigt.

De nombreuses études se sont déjà intéressées à ce sujet avec des résultats très variables mais avec toujours le même sens : un véhicule électrique, sur l’ensemble de son cycle de vie, a un bilan carbone positif par rapport à un équivalent thermique. Si la plupart des études reposent sur des métadonnées, les chercheurs du Campus de l’environnement Birkenfeld (BCE) ont choisi d’y intégrer des valeurs se rapprochant le plus possible des usages en situation réelle.

Un Volkswagen Caddy pour base de calcul

Dans ce cadre, les chercheurs allemands ont étudié un Volkswagen Caddy à motorisation thermique, ensuite converti en électrique. Un processus qui a permis d’étudier les différentes phases d’assemblage pour mieux évaluer l’impact de la technologie dans une approche de cycle de vie entier.

Pour réaliser leurs mesures, les chercheurs ont commencé par tracer l’ensemble des composants utilisés à bord de la version thermique. En plus de calculer l’impact carbone lié à leur production, les kilométrages nécessaires au rapatriement des pièces jusqu’au site d’assemblage final ont aussi été pris en compte. Dans le cas du Volkswagen Caddy, l’assemblage final se déroule en Pologne mais bon nombre de pièces sont industrialisées en Allemagne : le moteur provient de Salzgitter, la boîte de vitesses de Kassel et la batterie de traction de Hanovre.

Sur l’électrique, l’attention des chercheurs s’est concentrée sur la production de la batterie. Au total, quatre scénarios ont été modélisés :

• production des cellules en Chine avec une proportion élevée d’électricité fabriquée à partir du charbon
• production en Europe avec le mix électrique européen
• la production avec 100 % d’énergie solaire
• production avec 100 % d’éolien

De ces quatre scénarii découlent des résultats très différents sur le plan carbone. Alors que les cellules chinoises représentent 1.180 grammes d’équivalent CO2 par kWh produit, celles fabriquées à partir du mix électrique européen ne représentent que 531 grammes par kWh d’équivalent CO2. Les deux productions à énergies renouvelables sont beaucoup plus propres : 92 g/kWh avec le solaire et seulement 15,8 g/kWh pour l’éolien. Le point d’équilibre entre véhicule thermique et électrique est donc plus ou moins long à atteindre selon la composition du mix énergétique..

Dans le cas du Volkswagen Caddy électrique convertit par les équipes du BCE et équipé d’une batterie de 25,9 kWh, l’équilibre est atteint à compter de 17 000 kilomètres, sous réserve que la batterie soit produite à partir de l’énergie éolienne et que le véhicule ait été rechargé avec de l’électricité d’origine renouvelable.

Evidemment, le seuil d’équilibre augmente en fonction de la capacité de la batterie. Dans l’hypothèse d’une batterie à la capacité deux fois supérieure (51.8 kWh), l’équilibre intervient à partir de 20 000 kilomètres si la batterie a été fabriquée avec de l’électricité renouvelable. Si sa production est issue d’un mix plus carboné incluant une part importante de charbon, alors le point d’équilibre grimpe à 35 000 kilomètres si le véhicule est ravitaillé avec de l’énergie verte

Dans le cas le plus « extrême », le bilan carbone de la fabrication et de la recharge de la batterie d’un véhicule électrique à partir d’une électricité fortement carbonée n’atteint son équilibre qu’au bout de 310 000 kilomètres parcourus.

Des impacts à considérer par les politiques publiques

« Dans le pire des cas, la batterie peut représenter 36 % des émissions totales de CO2 sur la durée d’une de vie d’une voiture électrique » chiffre Eckard Helmers, l’un des principaux auteurs du rapport.

« Je pense qu’il faut mettre l’accent sur cet aspect à la veille d’investissements importants dans la production de nouvelles batteries. Il est très important de savoir où et avec quel type d’électricité les usines de production de cellules fonctionnent » complète-t-il, pointant du doigt le choix de certains industriels de produire leurs cellules en Pologne, pays où l’électricité est fortement carbonée.