Voiture zéro carbone: la réduction des émissions de matériaux est la prochaine à l’ordre du jour

L’industrie automobile pourrait réduire de 66% les émissions de sa production de matériaux sans frais supplémentaires d’ici 2030, si les participants de l’industrie travaillent ensemble et commencent maintenant.

Septembre 2020 © Emanuel M Schwermer / Getty Images par Eric Hannon, Tomas Nauclér, Anders Suneson et Fehmi Yükse

Le secteur automobile est essentiel pour atteindre des émissions mondiales nettes nulles d’ici 2050, fondement de la feuille de route pour limiter le réchauffement climatique à 1,5 degré Celsius au-dessus des niveaux préindustriels. De nombreux fabricants d’équipement d’origine (OEM) fixent donc des objectifs de décarbonisation agressifs pour relever ce défi.

Étant donné que 65 à 80% des émissions générées par une automobile proviennent des émissions d’échappement 2 et que les émissions indirectes correspondantes proviennent de l’approvisionnement en carburant, l’industrie s’est naturellement concentrée sur l’électrification des groupes motopropulseurs. Cependant, pour atteindre le plein potentiel de la décarbonisation de l’automobile – et atteindre la voiture à zéro émission de carbone -, les acteurs de l’industrie doivent désormais s’intéresser également aux émissions de matières (voir le tableau 1).

À mesure que les émissions d’échappement diminuent, les émissions des véhicules augmenteront à la fois de manière absolue et relative et deviendront bientôt une plus grande part des émissions du cycle de vie. Nous estimons que la part de marché croissante des véhicules électriques à batterie qui ont des émissions de matériaux de base plus élevées – et le mix énergétique changeant nécessaire pour les alimenter – fera passer les émissions de matériaux de 18% des émissions du cycle de vie des véhicules aujourd’hui à plus de 60% d’ici 2040 (Pièce 2). Ce saut présente à la fois un défi et une opportunité sur la voie de la voiture zéro carbone.

 

L’élaboration de stratégies pour faire face à ces émissions de matières aujourd’hui est essentielle car la décarbonisation à grande échelle sera une entreprise à long terme. Cet effort oblige les participants de l’industrie à adopter et à faire évoluer l’utilisation des nouvelles technologies et de leurs processus associés tout en gérant les flux changeants de matières. De plus, la disponibilité de certaines technologies à faible émission de carbone, telles que les fours à arc électrique, peut être limitée à court terme, de sorte que les premiers utilisateurs peuvent en tirer des avantages considérables. Les participants de l’industrie devraient commencer à décrire la transition dès maintenant.

Pour jeter les bases de cette transition, nous avons étudié à la fois le potentiel de réduction du carbone ainsi que les implications financières d’un ensemble complet de leviers techniques pour une gamme quasi-complète de matériaux automobiles. Cette analyse permet de détailler le parcours de l’écosystème de la fabrication automobile vers la voiture zéro carbone.

Notre analyse montre que pour un véhicule à moteur à combustion interne (ICEV), 29% des émissions de matières pourraient être réduites de manière rentable d’ici 2030. L’industrie – en fait, les écosystèmes de fabrication automobile – devrait prioriser les méthodes qui peuvent aider à réaliser de telles économies . La plupart de ces économies impliquent l’électrification des processus existants, l’utilisation de sources d’énergie à faible émission de carbone, l’adoption et la mise à l’échelle de nouvelles technologies qui réduisent les émissions de processus, tout en permettant une utilisation accrue de matériaux recyclés et en recyclant une plus grande part de matériaux.

Environ 60 pour cent de ces approches de décarbonisation à coût avantageux impliquent l’aluminium et les plastiques. Une utilisation plus étendue de l’aluminium recyclé, de nouvelles technologies de fusion et de l’électricité verte peut réduire les émissions de la production d’aluminium d’environ 73% par rapport à leurs niveaux actuels tout en réduisant les coûts de production. De même, les matériaux recyclés tels que le polypropylène ou le polyéthylène, en particulier pour les plastiques dans les parties des véhicules qui ne sont généralement pas visibles, peuvent générer des économies et réduire les émissions de la production de plastique de 34%. La mise à l’échelle des technologies de recyclage du nylon pourrait réduire davantage les émissions totales de plastiques jusqu’à 92% (voir la pièce 3).

Une réduction supplémentaire des émissions augmenterait les coûts, mais les technologies associées – telles que les fours à arc électrique et la réduction directe du fer pour la production d’acier – pourraient évoluer à long terme. La fabrication d’acier à base d’hydrogène, en particulier, est déjà techniquement réalisable. Cependant, l’adoption généralisée dépend des coûts, de la chaîne d’approvisionnement nécessaire et des changements réglementaires qui soutiennent cette transition. La fabrication automobile pourrait réduire davantage ses émissions actuelles si les fabricants augmentaient la production de composants relativement intensifs en carbone tels que les cellules de batterie dans les régions dotées de réseaux électriques à faible émission de carbone; en fait, une telle activité se produit déjà dans certaines régions. Si l’industrie mettait en œuvre les mesures susceptibles de permettre des économies de coûts, ces économies pourraient alors être appliquées à 37 pour cent supplémentaires des mesures de réduction pour compenser les coûts des mesures. Le résultat net réduirait 66% des émissions tout en maintenant les coûts des véhicules au même niveau.

Malgré la promesse environnementale et économique des matériaux de décarbonisation dans la chaîne de valeur automobile, la voie à suivre est difficile car un problème de coordination est en son cœur. Les méthodes de réduction des émissions de carbone que nous décrivons nécessitent le travail de plusieurs parties de la chaîne de valeur. En fait, la plupart des émissions de matériaux que nous avons identifiées échappent au contrôle direct des fabricants. Par exemple, notre analyse indique que 79% des émissions provenant de la production d’aluminium se produisent pendant le processus de fusion. De plus, bon nombre des technologies requises ne sont pas encore disponibles à grande échelle et nécessiteraient des investissements initiaux importants, et le flux de matières est complexe et difficile à suivre. Cette opacité rend difficile la priorisation des efforts de décarbonisation en fonction de la taille des empreintes carbone des différents matériaux et procédés.

Et s’il existe de multiples façons viables de décarboner complètement la majorité des matériaux automobiles, bon nombre de ces voies sont mutuellement exclusives. Différents acteurs de la chaîne d’approvisionnement automobile pourraient adopter des approches divergentes et fixer des normes disparates, ce qui peut créer des inefficacités et entraîner une augmentation des coûts des matériaux et des retards et limiter la réduction des émissions. En effet, aucune des approches de décarbonisation que nous décrivons ne peut être mise en œuvre par une seule organisation – ou un segment isolé de la chaîne de valeur. Une approche collaborative coordonnée et dirigée tout au long de la chaîne de valeur automobile est essentielle pour optimiser l’impact et les coûts.

Dans un premier temps, les équipementiers doivent comprendre le potentiel de décarbonisation et les implications financières des matériaux qu’ils utilisent. Ils peuvent utiliser ces informations et leurs propres aspirations pour évaluer leurs progrès vers leurs objectifs de décarbonisation individuels, identifier les technologies qu’ils devront adopter et travailler avec d’autres participants de la chaîne de valeur pour réaliser leur vision (voir le tableau 4).

Au fur et à mesure qu’ils explorent et articulent leur rôle, les OEM doivent identifier les domaines dans lesquels ils souhaitent le plus exercer une influence et où ils peuvent créer le plus compétitif. Pour rendre la réduction des émissions rentables, les équipements doivent également collaborer avec d’autres acteurs de l’écosystème. Cet effort nécessite une évaluation approfondie de leurs fournisseurs et parfois une volonté de travailler avec d’autres équipements pour saisir le potentiel de réduction à des coûts raisonnables. Par exemple, une coalition d’OEM pourrait récolter de l’aluminium de haute qualité à partir de véhicules en fin de vie. Les équipements devraient également se tenir au courant des pratiques et des technologies d’autres secteurs susceptibles de contribuer à leurs efforts de décarbonisation une fois que les efforts de ces autres secteurs atteindront leur maturité. Par exemple, de nombreuses industries recyclent chimiquement les plastiques, une technologie que les équipements pourraient également adopter si elle s’avère à la fois économique et économique. Après l’électrification des groupes motopropulseurs, la réduction des émissions de matériaux est la prochaine grande opportunité pour l’industrie automobile de définir son rôle dans les efforts mondiaux de décarbonisation. Il existe un certain nombre de solutions rentables et de stratégies à long terme pour agir, mais les équipements automobiles doivent faire le premier pas pour remplacer les véhicules dans les rues d’aujourd’hui par la voiture zéro carbone de demain. En tant que leaders de la chaîne de valeur, ils peuvent rallier l’industrie et les acteurs environnants et conserver leur place aux commandes tout au long de cette transition.SOURCE

Quoi qu’il en soit à ce jour, le rétrofit et le VEB neuf restent toujours la meilleure des solutions comme le démontre le bilan carbone total pour la France.

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