Les batteries de voitures électriques peuvent-elles vraiment se décarboner ?

Les véhicules électriques alimentés à l’énergie propre ne produisent pas d’émission de carbone lorsqu’ils roulent. En revanche, leur fabrication peut conduire à des quantités substantielles d’émissions. Il existe toutefois de nombreuses solutions pour y remédier.

Les voitures thermiques et les voitures électriques partagent, hors batterie, un processus de fabrication similaire. Il en résulte une empreinte carbone relativement proche, de l’ordre de 5 à 10 tonnes de CO₂ équivalent (t CO₂e), en fonction de leur taille et de leur lieu de fabrication. Mais, pour les véhicules électriques, il faut ajouter à cela les émissions induites par la production des batteries. Et, selon une étude du cabinet de conseil McKinsey, les émissions dues à la fabrication d’une batterie d’un véhicule électrique typique (de 75 kWh) sont de l’ordre de 7 t CO₂e. Cela représente environ 90 kg CO₂e/kWh de batterie.

Si l’on considère qu’une voiture thermique produit environ 2 t CO₂e tous les 10 000 km – soit environ un an d’utilisation en moyenne – alors, il faut rouler entre trois et quatre ans en véhicule électrique pour rentabiliser son empreinte carbone, en relatif de sa contrepartie fonctionnant aux hydrocarbures fossiles. On comprend dès lors tout l’enjeu de la décarbonation de la production des batteries.

À lire aussiL’empreinte écologique des batteries : rumeurs et réalités

Le mix énergétique du pays de fabrication est le facteur le plus important

Pour réduire cette empreinte carbone, il faut analyser la chaîne de production des batteries, et identifier les maillons qui causent le plus d’émissions. Il s’avère que le facteur le plus influent est l’énergie nécessaire pour la production des composants des batteries. Ainsi, l’extraction du nickel, du manganèse, du lithium et du graphite, ainsi que leur raffinage, pèsent lourd dans l’empreinte carbone des batteries. Tout comme la production des électrodes, qui peut impliquer des températures élevées, lesquelles nécessitent une grande quantité d’énergie.

Qui dit besoins énergétiques implique que le mix énergétique du lieu de production des différents composants va compter au premier ordre. Ainsi, la production de batteries en Suède sera à l’origine de l’émission de 45 kg CO₂e/kWh, tandis que la production de batteries en Chine causera elle jusqu’à 108 kg CO₂e/kWh, soit plus du double. Problème : la Chine domine le marché des batteries de façon écrasante, avec plus de 70 % des parts de marché.

À lire aussiPanneaux solaires ou champs de betteraves : qui est le plus efficace pour alimenter les voitures « propres » ?

Le nickel pèse lourd dans l’empreinte carbone

Le choix du matériau utilisé dans les batteries n’est pas neutre non plus sur l’empreinte carbone de ces dernières. Et c’est le nickel qui occasionne le plus d’émissions. Or il est utilisé dans nombre de véhicules électriques, du fait de la haute performance des batteries NMC (Nickel-Manganèse-Cobalt). Ainsi, si l’on considère les batteries hors nickel en Chine, les émissions se réduisent drastiquement : elles passent de 108 à 79 kg CO₂e/kWh.

Le cabinet McKinsey se montre optimiste vis-à-vis des perspectives de réduction de l’empreinte carbone des batteries. Ainsi, d’ici à 2030, ils estiment que l’extraction et le raffinage ont le potentiel de réduire leurs émissions de près de 30 %, et ce par l’électrification des équipements. De même, la fabrication des électrodes pourrait voir ses émissions diminuer de 25 %.

À lire aussiCette nouvelle méthode de recyclage de batteries permettrait de récupérer jusqu’à 98% des matériaux

Rien de plus vertueux qu’une batterie fabriquée à partir de matériaux recyclés

Le cabinet met également en avant tout l’avantage du recyclage des batteries. En effet, les matériaux sont, dans ce cas, bien sûr, déjà extraits, ce qui élimine le besoin de dépenser de l’énergie pour les extraire du sol et de les raffiner. Ainsi les batteries produites à partir de matériaux recyclés verraient leur empreinte carbone divisée par quatre. Un avantage qui se combine à ceux du seul accès à ces matières stratégiques, une perspective dans laquelle les batteries usagées pourraient devenir un nouvel or noir.

Les options disponibles sont très nombreuses, tout au long de la chaîne. De plus, les réglementations de l’Union Européenne ou des États-Unis sont de plus en plus strictes sur cet aspect. Certains fabricants de batteries annoncent également des objectifs ambitieux, à moins de 20 kg CO₂e/kWh. Au total, il semble donc que la décarbonation du secteur soit sur la bonne voie.