Voici comment accélérer la révolution du véhicule électrique

  • Partout dans le monde, les gouvernements accélèrent le passage des voitures à propulsion fossile aux véhicules électriques.
  • Mais plusieurs problèmes constituent encore des obstacles à l’adoption généralisée des véhicules électriques.
  • Voici un guide de ces défis – et comment nous pouvons les résoudre.

À la fin de 2021, l’Allemagne a annoncé que les ventes de nouveaux véhicules à moteur à combustion interne (ICE) prendraient fin en 2030. Cette décision n’a pas pris l’industrie par surprise, bien que le pays possède l’une des plus grandes flottes ICE utilisées au monde et Être la fière patrie de marques traditionnelles telles que Mercedes-Benz, Audi et Porsche. Avec plus de 40 pays s’engageant à éliminer progressivement les véhicules ICE avant 2050, l’Allemagne a tout simplement rejoint la course internationale pour réduire les émissions et électrifier les transports.

À l’échelle mondiale, les ventes de véhicules électriques (VE) ont augmenté de 80 % en 2021 et des entreprises comme Toyota et Volkswagen ont annoncé 170 milliards de dollars d’investissements dans l’électrification. En plus d’éliminer les émissions de gaz d’échappement et de s’attaquer à une partie des 23 % des émissions mondiales de CO2 générées par le secteur des transports, les véhicules électriques offrent également une flexibilité essentielle au réseau alors que nous passons à une plus grande part de l’approvisionnement en énergies renouvelables (ER). Cependant, malgré cette poussée mondiale, les véhicules électriques ne représentaient que 7,2 % des ventes mondiales de voitures en 2021. La révolution électrique a encore un long chemin à parcourir.

Défis à l’adoption généralisée des véhicules électriques

Le coût en capital a toujours été un facteur majeur dans la décision d’achat d’un VÉ, 63 % des consommateurs estimant qu’un VÉ dépasse leur budget. Cependant, avec la baisse du coût des batteries et la parité des coûts entre les véhicules électriques et les véhicules à combustion interne à atteindre d’ici 2026, l’attention se tourne vers le défi de la mise à l’échelle de l’infrastructure nécessaire et de l’approvisionnement en matières premières pour permettre l’adoption massive des véhicules électriques. Voici quatre des problèmes auxquels nous sommes confrontés :

1. Infrastructure d’investissement inadéquate

Par rapport aux stations-service traditionnelles, les bornes de recharge sont plus difficiles à trouver, limitées par les coûts d’investissement et le développement difficile des infrastructures. Le coût d’installation – de 2 500 $ pour un chargeur plus lent à 35 800 $ pour un chargeur rapide – plus les frais divers, tels que les permis et les réglementations, ont fait des bornes de recharge un investissement coûteux. De plus, permettre aux gens de recharger là où ils se garent habituellement, à la maison ou au travail, présente ses propres défis, tels que la gestion des immeubles multilocataires, la gestion de la connexion au réseau et la disponibilité des emplacements de recharge. Cela se traduit par un réseau plus petit de bornes de recharge fonctionnelles et a dissuadé les consommateurs de passer aux véhicules électriques.

Les réseaux électriques sont déjà mis à rude épreuve car nous devons faire face à une plus grande part d’énergies renouvelables et au défi d’un approvisionnement énergétique plus intermittent. L’adoption accrue des véhicules électriques ajoute une charge électrique supplémentaire, nécessitant potentiellement de nouveaux investissements dans l’infrastructure du réseau pour répondre à cette demande accrue. Prévoir quand et où cette puissance est nécessaire est un autre défi auquel sont confrontés les services publics et les producteurs d’électricité alors qu’ils s’efforcent de comprendre le marché des véhicules électriques en croissance rapide. Cependant, le risque de surcharge du réseau est moindre si les VE devaient être rechargés pendant les heures creuses, c’est-à-dire tard le soir ou tôt le matin.

3. Profil de réseau à haute teneur en carbone

Les réseaux électriques gris, avec leur forte dépendance aux combustibles fossiles, réduisent l’efficacité des véhicules électriques comme moyen pour les entreprises et les consommateurs de réduire leurs émissions. Par conséquent, il est crucial de décarboner le réseau autant que possible pour convaincre les acheteurs que leur passage à un VE en vaut la peine et réduit les émissions de carbone.

4. Minéraux critiques finis et métaux des terres rares

Les véhicules électriques utilisent environ six fois plus d’intrants minéraux que les véhicules ICE. Les prévisions de l’AIE de 70 millions de véhicules électriques sur la route d’ici 2040 s’accompagneront d’une multiplication par 30 de la demande de minéraux. Il n’y a pas de pénurie de ces ressources souterraines, mais plutôt une préoccupation quant à savoir si elles seront extraites de manière durable, conformément à la gouvernance de la responsabilité sociale, et à temps pour répondre à la demande. Il est prévu qu’il y aura une pénurie de nickel et des défis pour augmenter la production de lithium. Cette pénurie d’approvisionnement peut également amener les fabricants à utiliser des intrants minéraux de moindre qualité, ce qui affecte négativement les performances de la batterie.

Les avancées technologiques peuvent aider à atténuer ces défis

La technologie jouera un rôle important dans l’infrastructure de recharge et de réseau et dans le maintien d’un approvisionnement régulier en minéraux essentiels pour soutenir l’adoption généralisée des véhicules électriques à un coût abordable.

1. Recharge intelligente et flexible

Les voitures sont normalement inactives 95% du temps. La technologie de charge intelligente et flexible utilise l’énergie inutilisée des batteries de voiture pour fournir une alimentation électrique supplémentaire au réseau pendant les périodes de pointe ou, dans certains cas, interrompt ou réduit intelligemment la puissance de charge. À l’inverse, il permet aux consommateurs de se recharger pendant les heures creuses, à un tiers ou moins du prix de la charge aux heures de pointe, réduisant ainsi la congestion du réseau pendant les heures de pointe et les coûts pour les consommateurs. En permettant aux propriétaires de VE de programmer la recharge en fonction des contraintes de puissance, du prix et de la priorité, et de revendre la puissance inutilisée au réseau, le système de recharge peut mieux anticiper les pics soudains de la demande d’électricité. La technologie permet également au réseau d’augmenter sa capacité, de répondre à la demande accrue de véhicules électriques à moindre coût pour les consommateurs, de réduire le stress du système de réseau et d’éviter les flambées des prix de l’énergie.

2. Gestion intelligente de l’énergie pour une gestion efficace de la charge des véhicules électriques

Les systèmes de gestion de l’énergie orchestrent les actifs de production (tels que les installations solaires ou éoliennes) et les actifs de demande (tels que les chargeurs de VE, les systèmes de chauffage et de refroidissement et l’éclairage) d’un système énergétique sur une plate-forme numérique intégrée. Cela permet une surveillance en temps réel de la santé et des performances des actifs via la connectivité Internet des objets (IoT) et des algorithmes basés sur l’IA, qui à leur tour maximisent la consommation d’énergie renouvelable, réduisant ainsi les coûts opérationnels et les investissements dans le système. Il permet également de co-optimiser les véhicules électriques et le stockage stationnaire avec d’autres actifs connectés au réseau, en fournissant des services de stabilité du réseau compatibles avec les ressources énergétiques renouvelables supplémentaires locales, pour équilibrer la charge et assurer un approvisionnement énergétique stable et des prix de marché stables.

3. Surveillance, analyse et recyclage des batteries

Surveillance et analyse des batteries compatibles AIoT pour les véhicules électriques et la maintenance prédictive du stockage stationnaire et l’optimisation de l’utilisation qui peuvent prolonger la durée de vie des batteries, aidant à réduire le besoin de nouvelles batteries et la pression de la chaîne d’approvisionnement. De plus, les données peuvent aider à prendre de meilleures décisions sur le moment de réutiliser ou de recycler les batteries et d’identifier les cellules individuelles qui sont endommagées (par opposition à la mise au rebut de l’ensemble de la batterie), simplifiant et optimisant ainsi le recyclage des batteries lithium-ion.

La voie à suivre

Alors que la transition vers les véhicules électriques est bien engagée, alimentée par les préoccupations environnementales croissantes, la législation gouvernementale et les incitations financières, les défis présentés par ce changement ne font que s’accroître. Heureusement, avec d’autres solutions matérielles, de fabrication et de chaîne d’approvisionnement, la technologie assistée par AIoT nous permet de surmonter de nombreux défis. La technologie de recharge intelligente améliore l’infrastructure de recharge et l’expérience client. La gestion intelligente de l’énergie améliore la gestion des VE et des charges stationnaires, réduit le risque de surcharge du réseau et permet une plus grande consommation d’énergie renouvelable. La surveillance, l’analyse et le recyclage des batteries atténuent les pénuries d’approvisionnement rencontrées par la demande croissante des minéraux nécessaires aux batteries en prolongeant la durée de vie et la réutilisation.

Avec la volonté mondiale de réduire les émissions, associée aux technologies accélérant l’électrification des transports, davantage de pays suivront l’Allemagne et d’autres pays en interdisant les ventes de véhicules à moteur à combustion. Sachant que l’interdiction pourrait être appliquée dès 2030, la question demeure : les entreprises, les quartiers et les villes sont-ils prêts à passer aux VE dans cette décennie ?

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