Une critique courante de la production de véhicules électriques vise les émissions élevées de carbone provenant de la production de batteries. Mais une nouvelle recherche de l’Université de technologie de Chalmers en Suède montre comment l’augmentation de la production grâce à d’énormes «gigafactories» peut réduire considérablement l’impact environnemental par rapport à la production industrielle à petite échelle. Et lorsque l’énergie utilisée pour alimenter les usines provient de sources vertes, les émissions peuvent être réduites d’environ un quart par rapport aux résultats présentés il y a quelques années.
Les impacts environnementaux les plus importants dans la fabrication de véhicules électriques résultent généralement de la production de batteries. Au cours de la dernière décennie, des recherches importantes ont été consacrées à l’analyse des processus de production de batteries afin d’identifier les étapes ayant les impacts les plus importants. Mais les données antérieures pour une telle analyse provenaient généralement d’installations de production à petite échelle, voire de projets pilotes.
Des réductions de la consommation d’énergie jusqu’à 58%
“Aujourd’hui, cependant, la capacité mondiale de production de batteries augmente massivement, avec la mise en service et la construction d’installations de plusieurs gigawatts – et il existe peu de recherches ou de données qui analysent comment cela affectera les émissions. De nombreuses recherches sont encore publiées qui s’appuient sur des sources de données plus anciennes provenant principalement de la production de batteries à petite échelle, faussant ainsi la compréhension des impacts environnementaux » explique Mudit Chordia, doctorant au Département de gestion de la technologie et d’économie de l’Université de technologie de Chalmers et auteur principal de la nouvelle étude. Pour remédier à cela, les chercheurs ont utilisé une évaluation du cycle de vie afin de remodeler une étude fréquemment citée relative à la production à petite échelle et l’ont combinée avec des données mises à jour plus représentatives des installations de production à venir les plus modernes et les plus à la pointe de la technologie. “Nos résultats ont révélé comment l’augmentation de la production de batteries du mégawatt au niveau du gigawatt entraîne des réductions significatives de la consommation d’énergie par kilowattheure de capacité de stockage de batterie produite – jusqu’à 58%. Les gains d’efficacité de la production à grande échelle sont très importants”, poursuit Mudit Chordia.
Opter pour un approvisionnement en électricité à faible émission de carbone
Lors de l’ajustement pour différents scénarios relatifs à l’approvisionnement énergétique de ces usines, même dans le cas le plus intensif en carbone (basé sur la Corée du Sud), les chercheurs observent une réduction des émissions de près de 45 %. De plus, si l’énergie est fournie à partir de sources à faible intensité de carbone, les émissions sont réduites de 55 % supplémentaires. Si des régions disposant d’un approvisionnement en électricité à faible émission de carbone – comme le nord de la Suède, où la société Northvolt construit actuellement la plus grande usine de batteries d’Europe – sont sélectionnées pour le lancement de la production de batteries à l’échelle du giga, le potentiel est très bon pour produire des batteries avec l’empreinte au plus faible impact environnemental possible. Northvolt a également annoncé récemment une autre nouvelle usine, qui sera construite à Göteborg, en Suède, une décision bienvenue pour l’Université de technologie de Chalmers, basée dans la même ville.
L’accès aux données est un défi
Une autre observation importante de l’étude est qu’avec la production à grande échelle, une plus grande proportion des impacts se déplacent plus haut dans la chaîne d’approvisionnement, vers les phases d’extraction et de transformation des matières premières. L’un des défis pour le travail des chercheurs était d’avoir accès aux données pertinentes pour modéliser les processus et analyser avec précision les impacts. “Au cours de nos travaux, nous avons constaté que les ensembles de données d’évaluation du cycle de vie souvent utilisés pour certaines des matières premières des batteries manquent de la couverture et de la précision nécessaires pour modéliser la qualité élevée des matériaux requise dans la production des batteries. Les chaînes d’approvisionnement pour la fabrication sont généralement considérés comme des secrets commerciaux, ce qui rend très difficile la collecte de données et la réalisation d’une analyse complète représentative de tous les types d’acteurs », explique Anders Nordelöf, chercheur à la Chalmers University of Technology et co-auteur de l’étude. “Pour réduire davantage les impacts environnementaux de la production de batteries, les fabricants et l’industrie des batteries au sens large doivent concentrer leurs efforts sur l’approvisionnement en matières premières issues de l’extraction de minéraux à faible intensité de carbone. Mais dans une industrie aussi compétitive, cela restera un défi pour de nombreux acteurs.”
