Cela comprend les coûts initiaux du véhicule, les coûts d’essence, les coûts d’électricité et le coût de remplacement des batteries des véhicules électriques.Les batteries ont généralement une autonomie de 100 000 miles et 8 ans, et les voitures durent généralement le double.Le propriétaire achètera alors probablement une batterie de remplacement pendant la durée de vie du véhicule, ce qui peut être très coûteux.
Coût par mile pour différentes classes de véhicules selon NREL
Les lecteurs ont peut-être vu des rapports selon lesquels les véhicules électriques coûtent moins cher que les voitures à essence ;cependant, celles-ci étaient généralement basées sur des « études » qui « oubliaient » d’inclure le coût de remplacement des batteries.Les économistes professionnels de l’EIA et du NREL sont encouragés à éviter les préjugés personnels car ils réduisent l’exactitude.Leur travail consiste à prédire ce qui va se passer, pas ce qu’ils souhaitent.
Les batteries remplaçables réduisent le coût des véhicules électriques en :
· La plupart des voitures parcourent moins de 45 miles par jour.Ensuite, pendant plusieurs jours, ils peuvent utiliser une batterie peu coûteuse et à faible autonomie (disons 100 miles) et la recharger pendant la nuit.Lors de voyages plus longs, ils pourraient utiliser des batteries plus chères et plus durables, ou les remplacer plus fréquemment.
· Les propriétaires actuels de véhicules électriques peuvent remplacer les batteries après une baisse de capacité de 20 à 35 %.Cependant, les batteries remplaçables durent plus longtemps car elles sont disponibles sous forme de batteries de capacité inférieure lorsqu'elles vieillissent.Les conducteurs ne verront pas la différence entre une nouvelle batterie de 150 kWh et une ancienne batterie de 300 kWh dégradée à 50 %.Les deux apparaîtront comme 150 kWh dans le système.Lorsque les piles durent deux fois plus longtemps, elles coûtent deux fois moins cher.
Les bornes de recharge rapide risquent de perdre de l’argent
Lorsque vous voyez une borne de recharge rapide, quel pourcentage de temps est-elle utilisée ?Dans de nombreux cas, pas grand-chose.Cela est dû aux inconvénients et au coût élevé de la recharge, à la facilité de recharge à domicile et au nombre insuffisant de véhicules électriques.Et une faible utilisation entraîne souvent des coûts de plate-forme dépassant les revenus de la plate-forme.Lorsque cela se produit, les stations peuvent utiliser des fonds gouvernementaux ou des fonds d'investissement pour couvrir leurs pertes ;cependant, ces « remèdes » ne sont pas durables.Les centrales électriques sont coûteuses en raison du coût élevé des équipements de recharge rapide et du coût élevé du service électrique.Par exemple, 150 kW de puissance du réseau sont nécessaires pour charger une batterie de 50 kWh en 20 minutes (150 kW × [20 ÷ 60]).Cela équivaut à la même quantité d'électricité consommée par 120 foyers, et l'équipement du réseau nécessaire à cette consommation est coûteux (un foyer américain moyen consomme 1,2 kW).
Pour cette raison, de nombreuses bornes de recharge rapide n'ont pas accès à un grand nombre de réseaux, ce qui signifie qu'elles ne peuvent pas recharger rapidement plusieurs voitures en même temps.Cela conduit à la cascade d’événements suivante : une recharge plus lente, une moindre satisfaction des clients, une moindre utilisation des bornes, des coûts par client plus élevés, des bénéfices moindres pour les bornes et, finalement, moins de propriétaires potentiels de bornes.
Une ville avec de nombreux véhicules électriques et un stationnement principalement dans la rue est plus susceptible de rendre la recharge rapide plus économique.Par ailleurs, les bornes de recharge rapide situées dans les zones rurales ou suburbaines risquent souvent de perdre de l’argent.
Les batteries remplaçables réduisent le risque pour la viabilité économique des bornes de recharge rapide pour les raisons suivantes :
· Les batteries dans les salles d'échange souterraines peuvent être chargées plus lentement, réduisant ainsi la puissance de service requise et réduisant les coûts de l'équipement de charge.
Les batteries de la salle d'échange peuvent consommer de l'énergie la nuit ou lorsque les sources renouvelables sont saturées et que les coûts de l'électricité sont faibles.
Les matériaux de terres rares risquent de devenir plus rares et plus chers
D’ici 2021, environ 7 millions de véhicules électriques seront produits dans le monde.Si la production est multipliée par 12 et exploitée pendant 18 ans, les véhicules électriques peuvent remplacer 1,5 milliard de véhicules à essence dans le monde et décarboner les transports (7 millions × 18 ans × 12).Cependant, les véhicules électriques utilisent généralement du lithium, du cobalt et du nickel rares, et on ne sait pas exactement ce qu’il adviendrait des prix de ces matériaux si la consommation augmentait fortement.
Les prix des batteries pour véhicules électriques baissent généralement d’année en année.Cependant, cela ne s’est pas produit en 2022 en raison de pénuries de matériaux.Malheureusement, les matériaux des terres rares risquent de devenir de plus en plus rares, ce qui entraînera une hausse des prix des batteries.
Les batteries remplaçables réduisent la dépendance aux terres rares car elles peuvent fonctionner plus facilement avec des technologies de gamme inférieure qui utilisent moins de terres rares (par exemple, les batteries LFP n'utilisent pas de cobalt).
Attendre pour recharger est parfois gênant
Les batteries remplaçables réduisent le temps de ravitaillement car les remplacements sont rapides.
Les conducteurs s’inquiètent parfois de l’autonomie et de la recharge
L'échange sera facile si vous disposez de nombreuses chambres d'échange et de nombreuses batteries de rechange dans le système.
Le CO2 est émis lors de la combustion du gaz naturel pour produire de l'électricité
Les réseaux sont souvent alimentés par plusieurs sources.Par exemple, à tout moment, une ville peut tirer 20 pour cent de son électricité de l’énergie nucléaire, 3 pour cent de l’énergie solaire, 7 pour cent de l’énergie éolienne et 70 pour cent des centrales au gaz naturel.Les parcs solaires produisent de l’électricité lorsque le soleil brille, les parcs éoliens produisent de l’électricité lorsqu’il y a du vent et d’autres sources ont tendance à être moins intermittentes.
Lorsqu'une personne recharge un véhicule électrique, au moins une source d'alimentationsur le réseau augmente le rendement.Souvent, une seule personne est impliquée en raison de diverses considérations, telles que le coût.De plus, il est peu probable que la production d’un parc solaire change puisqu’il est exposé au soleil et que son énergie est généralement déjà consommée.Alternativement, si un parc solaire est « saturé » (c’est-à-dire qu’il jette de l’énergie verte parce qu’il en contient trop), il pourrait alors augmenter sa production au lieu de la jeter.Les gens peuvent recharger leurs véhicules électriques sans émettre de CO2 à la source.
Les batteries remplaçables réduisent les émissions de CO2 liées à la production d'électricité car les batteries peuvent être rechargées lorsque les sources d'énergie renouvelables sont saturées.
Le CO2 est émis lors de l’extraction de matériaux de terres rares et de la fabrication de batteries
Les batteries remplaçables réduisent les émissions de CO2 lors de la production de batteries, car des batteries plus petites utilisant moins de terres rares peuvent être utilisées.
Le transport est un problème de 30 000 milliards de dollars
Il existe environ 1,5 milliard de véhicules à essence dans le monde, et s’ils étaient remplacés par des véhicules électriques, chacun coûterait 20 000 dollars, pour un coût total de 30 000 milliards de dollars (1,5 milliard × 20 000 dollars).Les coûts de R&D seraient justifiés si, par exemple, ils étaient réduits de 10 % grâce à des centaines de milliards de dollars de R&D supplémentaire.Nous devons considérer les transports comme un problème de 30 000 milliards de dollars et agir en conséquence, c’est-à-dire accroître la R&D.Cependant, comment la R&D peut-elle réduire le coût des batteries remplaçables ?Nous pourrions commencer par explorer des machines qui installent automatiquement des infrastructures souterraines.
en conclusion
Pour faire avancer les batteries remplaçables, les gouvernements ou les fondations pourraient financer le développement des systèmes standardisés suivants :
· Système de batterie électromécanique interchangeable pour véhicule électrique
· Système de communication entre la batterie EV et la chargemécanisme
· Système de communication entre la voiture et la station d'échange de batterie
· Système de communication entre le réseau électrique et le panneau d'affichage du véhicule
· Interface utilisateur du smartphone et interface du système de paiement
· Mécanismes d'échange, de stockage et de chargement de différentes tailles
Développer un système complet jusqu’au prototype peut coûter des dizaines de millions de dollars ;cependant, un déploiement mondial peut coûter des milliards de dollars.
Heure de publication : 16 décembre 2022