Les véhicules électriques sont-ils vraiment écologiques ?

En abordant un sujet qui génère toujours un débat sain, notre correspondant technique, Rob Marshall, ajoute de nouvelles recherches au sujet en évolution sur les véritables références écologiques des véhicules électriques.

Si vous avez vu nos commentaires sur Facebook, vous avez remarqué que les gens ont tendance à être très pro ou très anti-VE - certainement ceux qui expriment leur opinion de toute façon !

Une chose est certaine, c'est qu'il y a énormément de désinformation dans le domaine public. Nous avons tous vu le mème de la voiture électrique branchée sur une station de charbon avec la bulle de pensée du conducteur disant "Je me sens si propre", et les compteurs qui ont suivi.

Et puis il y a le mème du site de fracturation avec un petit filet de fumée s'étendant d'une cheminée isolée au milieu d'une forêt verte, comparé à une supposée mine de lithium laide et énorme (qui s'avère être en fait une mine de cuivre).

Il y a déjà eu un certain nombre d'études comparant les émissions d'un VE et d'un ICE lors de la fabrication et tout au long de sa vie sur la route. Celles-ci montrent généralement que même avec un réseau alimenté à 100 % au charbon, les véhicules électriques sont légèrement plus propres et, lorsqu'ils sont alimentés par des énergies renouvelables, ils sont considérablement plus écologiques. Ce qui semble moins clair, c'est ce qui se passe en fin de vie du véhicule (VHU) et plus précisément le recyclage des batteries.

Nous avons décidé d'essayer de découvrir ce qu'est réellement la réalité et avons demandé à notre correspondant technique Rob Marshall d'enquêter sur un article "du berceau à la tombe" pour Discover EV axé sur les VHU.

Ce qui est revenu ne nous a pas très bien convenu au départ. Les premières découvertes de Rob étaient loin d'être un phare de renouvelabilité et de potentiel vert. Au lieu de cela, il a trouvé très difficile d'obtenir des réponses des fabricants et des entreprises de VHU et, dans certains cas, un recul considérable.

Le pro EV parmi nous pourrait avoir du mal avec le fait que ce ne sont pas toutes de bonnes nouvelles et que nous avons un long chemin à parcourir, mais des choses se passent. L'investissement dans les véhicules électriques est vraiment époustouflant et les détracteurs feraient bien de se rappeler que le groupe motopropulseur à moteur à combustion interne a connu des décennies de développement dédié, et que les véhicules électriques, certainement dans l'utilisation publique quotidienne, n'en sont qu'au tout début.

À Rob…

Préparer le stand

Cet article est écrit avec un certain nombre de présomptions. Nous nous concentrerons sur le présent, principalement au Royaume-Uni. Nous supposons également que le changement climatique est causé par le carbone/dioxyde de carbone (CO2) d'origine humaine et que sa réduction a des effets positifs sur notre atmosphère. Nous nous concentrerons moins sur les problèmes de pollution de l'air et l'impact de l'empoisonnement de la terre et de l'eau avec des produits chimiques, bien qu'il s'agisse de problèmes secondaires importants.

Nous ne disons pas, cependant, que quiconque n'est pas d'accord avec ces affirmations est un « troll » qui devrait être ignoré, mais nous avons choisi de ne pas débattre de sujets qui ont été discutés en détail ailleurs. Au lieu de cela, nous contribuerons au sujet en ajoutant de nouvelles recherches. Nous espérons que cette fonctionnalité sera mise au défi et renforcée par vos commentaires, à mesure que les sujets des véhicules électriques et de l'environnement continueront d'avancer.

Les implications de la production d'électricité

Vous avez peut-être lu dans plusieurs sources que les émissions de CO2 des voitures neuves ont augmenté et que les acheteurs de voitures neuves choisissent l'essence plutôt que le diesel. Comme une grande partie des émissions de dioxyde de carbone à vie sont attribuées aux VE purs pendant la fabrication, l'augmentation de la production de VE contribue également au pic. Fait intéressant, le SMMT et plusieurs universitaires de l'industrie et de l'environnement m'ont dit que les efforts du gouvernement et des médias pour dissuader les ventes de voitures diesel sont contre-productifs, car les voitures diesel sont nécessaires, au moins à court terme, pour aider à compenser certaines des augmentations de CO2 signalées. /P>

Comme aucun CO2 n'est émis directement par un véhicule électrique pur, un argument équitable s'est concentré sur le carburant qui produit l'électricité pour alimenter la voiture, ainsi que sur les pertes rencontrées lors du transport de l'électricité sur de grandes distances. De nombreux partisans des moteurs à combustion oublient cependant qu'environ 20 % de l'énergie libérée par le carburant d'une voiture à essence typique entraîne les roues. Le reste est gaspillé principalement sous forme de chaleur. Cela se compare à 60 % de l'énergie du réseau utilisée pour déplacer un véhicule électrique.

Il y a plusieurs années (donc plus archivée), une publicité télévisée britannique affirmant que la génération précédente de Renault ZOE possédait le « zéro émission » a été portée à l'attention de l'Autorité des normes publicitaires (ASA), qui a tranché en faveur de Renault, car il a déclaré Les émissions de CO2 des voitures neuves pour les voitures à carburant fossile ne tiennent pas compte de l'extraction, du raffinage et du transport du carburant liquide. Par conséquent, pourquoi les véhicules électriques devraient-ils considérer les problèmes de production et de transport d'électricité dans une comparaison équitable ?

Par conséquent, les émissions réelles d'un véhicule électrique sont étroitement liées aux moyens de production d'électricité, ce qui est pertinent non seulement lors de la recharge des batteries, mais également de l'endroit où la voiture est construite. Si une usine de véhicules électriques est située dans un pays qui dépend très fortement des combustibles fossiles, comme l'Allemagne et la Chine, par exemple, l'impact CO2 des véhicules électriques produits sera beaucoup plus élevé par rapport aux pays qui utilisent davantage d'énergies renouvelables dans leur mix énergétique. Par conséquent, il faut se réjouir de la nouvelle selon laquelle l'électricité provenant de sources sans carbone au Royaume-Uni (qui comprend le nucléaire, soit dit en passant) a dépassé celle produite à partir de combustibles fossiles pour la première fois depuis la révolution industrielle au début de cette année. Juste avant son départ en larmes en tant que Premier ministre cet été, Theresa May s'est engagée à ce que le Royaume-Uni soit la première économie nette à zéro carbone d'ici 2050, ce qui pourrait signaler au reste du monde que la fabrication au Royaume-Uni contribuera à réduire la charge de dioxyde de carbone des véhicules électriques. , contrairement à ce qu'ils soient fabriqués ailleurs. Cela suppose que l'objectif peut être atteint sans truquer les chiffres - seul le temps nous le dira.

Tout comme l'huile pour les moteurs à combustion, les véhicules électriques sont inextricablement liés aux méthodes de production d'électricité, ce qui pose d'autres questions non pas sur ce qu'est l'automobile aujourd'hui en tant que moyen de transport, mais aussi sur ce que nous voulons et avons besoin qu'elle soit à l'avenir. Comme leurs batteries haute tension pourraient être réutilisées comme dispositifs de stockage pour le réseau électrique, il est possible que les véhicules électriques jouent un rôle vital dans la transformation de l'accent mis par l'industrie de l'énergie sur la production et davantage sur la gestion - bien que cela puisse contredire les désirs/besoins d'un voiture entièrement autonome. Même dans ce cas, si les véhicules électriques pouvaient contribuer au stockage d'énergie renouvelable, l'implication en CO2 de la production de véhicules électriques serait moins pertinente.

Piles – nettoyage

La batterie haute tension (HV) attire le plus l'attention des constructeurs, des clients automobiles et des critiques, non seulement en raison de la nécessité d'éliminer l'anxiété d'autonomie et les inquiétudes concernant leur durée de vie (qui ne sont pas entièrement justifiées), mais aussi des problèmes de fabrication. En fin de compte, des éléments coûteux sont extraits du sol pour fabriquer ces batteries HV et l'emplacement de ces mines n'est pas toujours dans les pays les plus stables. Le cuivre, le manganèse, le nickel et le cobalt peuvent constituer 25 % de la masse d'une batterie typique, mais ils équivalent à 85 % de sa valeur. Contrairement aux batteries d'ordinateurs portables ou de téléphones portables, une batterie de VE typique ne contient que 1 à 2 % de lithium, une matière première relativement abondante et peu coûteuse, ce qui signifie que son extraction pendant le processus de recyclage n'est pas rentable.

Le cobalt attire une attention particulière, non seulement en raison de son prix extrêmement volatil de la matière première, mais aussi des problèmes douteux de droits de l'homme associés à son exploitation minière. Pour ces deux raisons, les constructeurs automobiles et leurs fournisseurs se sont concentrés sur la diminution de la teneur en cobalt et les développements évoluent rapidement. Les toutes premières batteries de véhicules électriques avaient des cathodes composées d'environ 33 % de cobalt, les dernières technologies ont réduit ce pourcentage à environ 5 %. Alors que des puits de cobalt plus éthiques ont été ouverts, comme en Australie, et que des programmes de certification ont été évoqués pour garantir que la source de la matière première peut être tracée, le développement des batteries vise à inclure des produits chimiques qui ne contiennent aucun cobalt.

Considérations de fin de vie

La réduction de la quantité de métaux précieux dans une batterie haute tension pour réduire les coûts de fabrication a pour résultat indésirable de réduire la valeur de l'article, ce qui rend le recyclage moins intéressant. Le lithium de valeur relativement faible, par exemple, est infusé dans les composants d'anode, de cathode et d'électrolyte, ce qui rend difficile, plus coûteux et moins intéressant la séparation des éléments les plus précieux ; de toute façon, environ 70 % de celui-ci est perdu au cours du processus de recyclage le plus courant (fusion).

Malgré l'introduction d'un certain nombre de programmes de réutilisation qui réutilisent les batteries HV épuisées pour le stockage de l'énergie, le problème de savoir quoi faire avec les batteries déchargées va s'aggraver. Le stock mondial devrait dépasser 3,4 millions d'ici 2025 et un initié de l'industrie nous a dit que le stockage industriel de batteries HV redondantes est déjà en cours, même si je comprends que certains de ces stocks sont également utilisés à des fins de recherche. Contrairement aux batteries au plomb inondées conventionnelles de 12 volts, utilisées sur la plupart des voitures conventionnelles sur les routes britanniques, qui sont recyclables à environ 98 %, plusieurs de nos contacts dans l'industrie ont révélé qu'ils avaient découvert que de nombreuses batteries de VE étaient rendues, presque délibérément, difficiles à démonter. Cela inclut les cellules collées avec des adhésifs, mises en pot ou soudées ensemble, augmentant ainsi les défis et les coûts de recyclage. Outre des considérations de sécurité très valables, rendre les batteries difficiles à démonter pour les professionnels peut également être dû au fait que les constructeurs automobiles (et leurs fournisseurs) protègent leur propriété intellectuelle. Il a été rapporté dans la presse spécialisée que la proposition chimique exacte et la composition des batteries ont tendance à être tenues étroitement pour les coffres des fabricants et que les informations ont tendance à ne pas être mises à la disposition, même au recycleur.

Considérant que les considérations relatives aux véhicules en fin de vie (ELV) sont si importantes pour l'ensemble des références environnementales des véhicules électriques du berceau à la tombe, nous sommes devenus curieux de savoir pourquoi les rapports des constructeurs automobiles ont tendance à contenir des détails environnementaux considérables couvrant la fabrication et l'utilisation des véhicules électriques, mais des informations relativement rares. sur les processus de fin de vie (VHU) et de recyclage. Cela tient peut-être à l'histoire. D'un point de vue britannique, pour se conformer à la directive européenne sur les véhicules en fin de vie en 2000, les constructeurs/importateurs de véhicules ont été rendus responsables de l'élimination écologique de leurs voitures. Au Royaume-Uni, cela a été sous-traité à deux réseaux, CarTakeBack et Autogreen, qui garantissent non seulement la conformité aux objectifs de récupération et de recyclage fixés par l'UE (actuellement à 95 % en poids), mais soumettent également des preuves de conformité soit à leur constructeur automobile/ clients importateurs, ou au DEFRA en leur nom.

Nous avons posé des questions générales sur le recyclage des voitures à ces deux réseaux, qui comprenaient des questions sur les marques de voitures qu'ils représentent, à travers quels matériaux ne peuvent pas être recyclés et ce qui leur arrive (comme le plastique, la mousse et le verre, que les véhicules électriques partagent avec d'autres voitures) et demandé des informations sur l'énergie utilisée dans le processus de recyclage. Nous avons été surpris des réponses. CarTakeBack a refusé de répondre à quelque question que ce soit et, lorsque nous avons demandé un droit de réponse à notre conclusion selon laquelle l'organisation n'était pas au courant de toutes les implications environnementales de ses activités liées aux VHU au Royaume-Uni, la société a déclaré :"Nous ne souhaite consacrer des heures de notre temps à écrire un article pour vous. Si vous envoyez un autre e-mail menaçant ou diffamatoire, notre équipe juridique en sera informée. Compte tenu de votre approche, il est probable que vous recevrez une réponse similaire de la part des constructeurs automobiles et du DEFRA, et nous avons a informé tous nos contacts des raisons pour lesquelles nous ne nous sommes pas engagés avec vous. Bonne chance avec votre article, et il n'est pas nécessaire de nous envoyer d'autres correspondances à ce sujet."

Nous avons posé les mêmes questions à Autogreen, qui n'a pas non plus répondu aux questions, ni fourni de faits, mais la société a été plus utile et nous a fourni des contacts supplémentaires. Bien que nous en soyons reconnaissants, nous nous sommes demandé s'il n'était pas déraisonnable de s'attendre à ce qu'un réseau professionnel agissant au nom des importateurs/constructeurs britanniques de voitures neuves sache précisément quel type de déchets automobiles ne peut pas être recyclé et ce qu'il en advient. Il est également intéressant de noter que les données disponibles les plus récentes montrent que l'industrie du recyclage des VHU dans son ensemble au Royaume-Uni n'a pas atteint les objectifs de recyclage et de récupération fixés par l'UE de 95 % pour les voitures hors d'usage pour la deuxième année consécutive. Pourtant, le SMMT m'a dit que "tous les constructeurs automobiles respectent les taux de recyclage et de valorisation requis par la législation depuis leur mise en œuvre depuis l'entrée en vigueur du règlement VHU". Aucune preuve n'a cependant été fournie pour étayer cette affirmation.

Même ainsi, Howard Bluck, directeur technique de la British Metals Recycling Association (BMRA) a admis "un autre défi futur pour le secteur du recyclage des voitures sera le passage des véhicules à carburant conventionnel aux véhicules électriques hybrides aux véhicules entièrement électriques."

Chas Ambrose de la Vehicle Recyclers' Association a confirmé que les batteries haute tension des véhicules électriques et hybrides sont rarement rencontrées pendant le processus de dépollution pour le moment et, là où elles se trouvent, elles ont tendance à être en assez bon état pour être revendues et réutilisées comme pièce de rechange. . Il a confirmé que, lorsque la batterie est inutilisable ou endommagée, il incombe au constructeur automobile de collecter et d'organiser le recyclage, en raison de la législation européenne sur la responsabilité du producteur d'origine (directive européenne sur les batteries). Pourtant, l'industrie ELV se rend compte qu'un nombre croissant de batteries haute tension seront rencontrées à l'avenir et des mesures sont introduites dans l'industrie pour aider les démonteurs de véhicules à comprendre les dangers encourus.

N'ayant pas réussi à obtenir des réponses de la part de leurs partenaires de recyclage, nous avons posé les mêmes questions à plusieurs constructeurs/importateurs automobiles britanniques. Un porte-parole de Ford de Grande-Bretagne nous a dit au téléphone que nos questions initiales n'étaient pas déraisonnables, nous a envoyé par e-mail une copie du rapport de développement durable de Ford Motor Company et nous a invités à envoyer nos questions au directeur britannique ELV de l'entreprise, qui a fini par ne pas répondre. . Le bureau de presse se contentera d'envoyer une déclaration confirmant la responsabilité légale de l'entreprise et qu'elle produit "des véhicules recyclables conformément à la directive VHU".

Après avoir entendu des rumeurs positives sur le travail de BMW dans le recyclage des batteries haute tension, nous avons posé les mêmes questions à BMW Group UK, mais nous avons demandé des détails supplémentaires sur ses activités de fin de vie des véhicules électriques. Malheureusement, BMW (UK) Limited a confirmé qu'elle n'était pas en mesure de fournir d'autres informations que celles reçues de son sous-traitant VHU (Autogreen), c'est-à-dire aucun fait, à part souligner sa conformité avec la directive sur les véhicules hors d'usage.

À l'aide de plusieurs contacts au sein de l'industrie, nous avons parlé avec les importateurs britanniques de trois autres marques de voitures de manière confidentielle, pour déterminer si nous pouvions parler directement avec la personne responsable qui s'occupe des responsabilités du fabricant britannique en matière de véhicules en fin de vie, y compris la vérification/transmission de toute récupération/ données de recyclage au DEFRA, le cas échéant. Dans tous ces cas, la ou les personnes concernées n'ont pas pu être localisées par leurs collègues.

BMW se tourne vers l'Australie pour des matériaux de batterie EV éthiques

Plus de fumée et de miroirs

Pour savoir si un fabricant avait mené sa propre recherche sur le recyclage comparant les véhicules électriques aux voitures à moteur à combustion conventionnelles, nous avons demandé des conseils supplémentaires. Comme nous avons appris que les fabricants japonais, en particulier, faisaient de grandes choses avec la réutilisation et le recyclage des batteries de véhicules électriques, nous avons contacté Nissan Motor (GB) Limited, car Nissan est le plus grand vendeur de véhicules électriques en Europe, mais la société n'a pas répondu à nos questions. . Pourtant, Toyota GB, engagé à bras ouverts.

Elle a déclaré avec confiance que, pour le processus de récupération des batteries HV, Toyota est le seul FEO allant au-delà des obligations légales, en les collectant auprès de chaque source possible dans le pays de l'UE concerné, au lieu d'accepter uniquement l'obligation légale de reprise. En mettant en place un système de consigne pour les batteries remplacées, son taux de récupération dépasse 90 %. La société a également révélé que ses processus de recyclage dépassaient le seuil légal de l'UE de 50 % de taux de recyclage par batterie. Pourtant, cela met en évidence un problème avec le recyclage des batteries haute tension. La batterie haute tension elle-même relève d'une législation différente qui permet un taux de recyclage bien inférieur de 50 %, par rapport au chiffre de récupération/recyclage de 95 % pour le reste de la voiture.

Toyota a également fourni la preuve d'un essai de broyeur européen impliquant 165 voitures hybrides rechargeables (PHEV). L'étude conclut que le taux de recyclage des PHEV n'est, en réalité, pas différent des véhicules conventionnels. Cependant, une inspection plus approfondie a révélé que les batteries haute tension avaient été retirées avant que la voiture ne soit déchiquetée. Bien que ce ne soit pas illégal, cela ne rend guère la comparaison transparente. Nous avons demandé à Toyota sa réponse à ce sujet et on nous a dit que les batteries HV,

"ont ensuite été traités dans une installation agréée conformément à la législation en vigueur et ont satisfait aux exigences de cette législation".

Soit dit en passant, la législation fait référence au taux de recyclage inférieur de 50 %, mais Toyota nous a dit qu'elle "a des preuves que le taux de recyclage atteint par notre partenaire est supérieur à celui exigé par la législation actuelle et nous sommes convaincus qu'il est en fait beaucoup plus élevé que l'exigence légale de 50 %".

Lorsque nous avons demandé des éclaircissements et des chiffres plus précis pour étayer les affirmations de Toyota, aucune autre réponse n'a été fournie, car "l'information est confidentielle".

Nous savons également que des fabricants affirment que l'empreinte carbone des véhicules électriques du berceau à la tombe est meilleure que celle des véhicules correspondants équipés de moteurs à combustion interne. Le groupe Volkswagen l'a déclaré en avril 2019, bien que l'entreprise ait basé ses calculs sur les réductions potentielles d'une usine pilote interne de recyclage de batteries de véhicules électriques qui n'était pas encore opérationnelle, ce qui remet en question toute l'affirmation. Lorsque j'ai demandé à Volkswagen en Allemagne ce qu'elle faisait aujourd'hui (pas demain) concernant le recyclage des batteries de véhicules électriques, notre e-mail a été accusé de réception, mais aucune autre réponse n'a été reçue, malgré l'envoi de demandes d'informations complémentaires.

Les batteries reconditionnées de Nissan peuvent être utilisées à des fins multiples, telles que le stockage d'énergie propre ou comme batteries de secours en cas d'urgence.

Le Royaume-Uni transforme le négatif en positif

Nos conclusions sont inquiétantes. Pourquoi les constructeurs/importateurs automobiles sont-ils si évasifs sur des questions environnementales aussi fondamentales, alors que certains initiés de l'industrie nous disent que de grandes choses se produisent, mais ne peuvent rien révéler de plus ? Pourquoi les constructeurs automobiles sont-ils si réticents à pointer du doigt le travail qu'ils font en matière de recyclage des batteries ? Leurs départements de relations publiques et de marketing sont-ils incapables de traiter des questions plus complexes que la couleur/les mensualités d'une voiture, ou est-ce qu'ils ne souhaitent pas admettre publiquement des vérités qui dérangent ? Quelles que soient les raisons, les constructeurs automobiles et leurs importateurs doivent être plus ouverts et honnêtes sur la manière dont ils abordent les défis environnementaux des véhicules électriques au stade de la mise au rebut. Il est possible qu'ils jouent au « rattrapage » pour ne pas vouloir être impliqués directement avec leurs véhicules de rebut dans le passé. Cela se réalise en Amérique du Nord, Volkswagen admettant que la gestion du recyclage des véhicules électriques lui-même devra être une priorité pour des raisons de coût et environnementales.

Comme il n'existe actuellement aucune installation de recyclage de batteries HV au Royaume-Uni, elles devront être transportées vers l'Europe (ou au-delà) pour être recyclées. Amrit Chandan, ingénieur chimiste responsable du développement commercial chez Aceleron, basé à Birmingham, West Midlands, admet que le manque d'infrastructures de recyclage est "une tragédie". Par conséquent, garder les batteries en service aussi longtemps que possible renforce les références écologiques des véhicules électriques. Pourtant, nous pouvons être optimistes, car le Royaume-Uni semble montrer la voie avec cette recherche.

Innovate UK, via le Faraday Battery Challenge, a financé le projet VALUABLE qui vise à créer un marché rentable de remplacement des batteries EV, en réparant les anciennes batteries selon une norme qui respecte ou dépasse celle d'une toute nouvelle batterie. Ceci est particulièrement précieux, car la plupart des batteries HV qui ne peuvent plus alimenter un VE ont encore 70 % de leur capacité d'origine. Comme les processus utilisés dans le recyclage des batteries HV sont à la fois coûteux et inutiles, les réparations sont logiques tant du point de vue du coût que du point de vue financier. Cependant, Chandan admet que le recyclage et la remise à neuf sont limités par la construction de batteries HV et il appelle à une législation non seulement pour garantir que les nouvelles méthodes de construction de batteries sont plus favorables aux processus de recyclage et de remise à neuf (comme la limitation de l'utilisation d'adhésifs structuraux), mais il a également convient que les fabricants doivent être plus transparents, par exemple en fournissant des données sur les matériaux utilisés dans leurs batteries. Cela, soutient-il, peut être fait sans sacrifier aucune "recette secrète".

Des considérations relatives à la mise au rebut des véhicules électriques sont également en cours d'élaboration. Le projet ReLib de l'Institution Faraday vise à faire passer le recyclage des batteries HV automobiles du minimum légal de 50 % à un niveau aussi proche que possible de 100 %. Vous pouvez en savoir plus sur les autres innovations de l'Institution Faraday ici. De plus, le projet CALIBER implique une multitude d'autres sociétés, dont Autocraft Drivetrain Solutions, Benchmark Mineral Intelligence, Nissan et WMG de l'Université de Warwick, qui travaillent à l'établissement d'une chaîne d'approvisionnement basée au Royaume-Uni pour les batteries ELV. Nous espérons couvrir plus de détails sur le travail positif que ces organisations font à l'avenir.

Bien qu'il existe des défis réels à la fin de vie des véhicules électriques qui jettent un doute sur leurs véritables références environnementales, ils ne sont pas ignorés. Alors que les constructeurs automobiles semblent être plutôt moins que francs, le travail se poursuit dans les coulisses et nous comprenons que nous sommes à l'aube de certains développements révolutionnaires dans le domaine du recyclage des batteries EV. Naturellement, nous fournirons des informations uniques sur les derniers développements passionnants dans un avenir proche.