État de l'électrification des autoroutes : davantage d'obstacles à la croissance

Les progrès technologiques en matière de batteries rendront les véhicules lourds à batterie plus abordables. Mais leur adoption dépendra de la capacité des flottes à savoir où et combien coûtera leur recharge. (Photo : Danfoss Editron)

(Note de l'éditeur : Dans cette dernière partie d'une série sur l'état de l'électrification sur autoroute, nous examinons la capacité de charge et le coût, la chaîne d'approvisionnement des batteries et des composants et les perspectives de gains d'efficacité dans la technologie des batteries.)

L'hésitation à investir dans des véhicules électriques lourds routiers s'explique par plusieurs facteurs, notamment la capacité à maintenir la charge et le fonctionnement des véhicules sur de longues distances. Les infrastructures de recharge sont actuellement loin du niveau requis pour que leur adoption soit pratique pour la plupart des applications longue distance.

Éric Azeroual

« Il y a peu, Roland Berger a publié un rapport indiquant que l'électrification complète du secteur du transport routier américain coûterait environ mille milliards de dollars. Et ce montant ne comprend que la modernisation des infrastructures de recharge et des services publics », a déclaré Shaun Twomey, division Solutions pour véhicules commerciaux de ZF. « C'est un chiffre colossal et, bien sûr, le secteur du transport routier ne dispose pas de mille milliards de dollars à dépenser. »

« C'est vraiment le facteur limitant aujourd'hui, même pour les voitures particulières », a déclaré Eric Azeroual, vice-président On Highway chez Danfoss Editron. « Il s'agit d'un nouveau marché. Nous avons besoin de davantage d'infrastructures de recharge. Cela doit presque se faire avant que les clients n'achètent leurs camions, simplement pour savoir où ils vont les recharger. »

Capacité de charge et coûts

Les progrès technologiques en matière de batteries rendront progressivement les véhicules lourds à batterie plus abordables. Cependant, comme l'a souligné Azeroual, « cela ne changera pas forcément les choses tant que nous ne pourrons pas démontrer aux propriétaires-exploitants et aux gestionnaires de flottes où ils pourront recharger leurs camions et combien cela coûtera. »

Les bus scolaires électriques, qui reviennent généralement à une station ou un dépôt à la fin de chaque service, sont actuellement à l'avant-garde de la transition vers les véhicules électriques à batterie (VEB). Cependant, les systèmes de recharge de ces véhicules sont généralement relativement simples : ils consistent généralement en un chargeur CA embarqué d'une puissance maximale de 19 kW et capable de recharger une batterie de 200 kWh pendant la nuit à un coût relativement faible.

Les batteries nécessaires à un véhicule routier de classe 8 sont évidemment plus grandes, plus lourdes et consomment plus d'énergie dans un délai beaucoup plus court. « Si vous chargez un camion et demandez 300 kW de puissance, il y a un supplément pour cette puissance de pointe, car vous sollicitez le réseau très rapidement », a déclaré Azeroual. « Nous devons travailler sur les tarifs d'électricité pour nous assurer qu'ils sont modulés afin que la charge du camion ne soit pas plus coûteuse que son ravitaillement. »

Les bornes de recharge rapide en courant continu sont indispensables pour recharger complètement ces véhicules de grande taille et les remettre en route le plus rapidement possible. L'installation de tels systèmes, qui peut nécessiter des modifications importantes du système électrique d'une usine, d'un site ou d'un dépôt, selon l'application, représente une part importante du coût supplémentaire des infrastructures.

Shaun Twomey, Marché mondial et ventes, Ventes de véhicules commerciaux, Groupe ZF

Une étude du Conseil international pour un transport propre a estimé le coût des chargeurs rapides CC entre 28 000 et 140 000 dollars installés, contre un coût d'installation estimé à environ 6 000 dollars pour un chargeur CA.

Les subventions intégrées à la législation gouvernementale peuvent contribuer à compenser une partie du coût des infrastructures de recharge. « La loi bipartite sur les infrastructures et d'autres programmes… visent tous, au moins en partie, non seulement à compenser le coût des camions pour la flotte, mais aussi, de manière plus globale, à développer les infrastructures », a souligné Twomey.

Bien que davantage de subventions doivent être disponibles et adaptées à l’application, c’est un point de départ.

« Aujourd'hui, il est très difficile de conduire un véhicule électrique à batterie de classe 8 de Dallas à Los Angeles comme on le ferait avec un véhicule à combustion interne », a déclaré Twomey. « Mais à mesure que les infrastructures se développent, comme il se doit avec tous les investissements qui y sont consacrés… ce sont tous des signes encourageants qui vont dans le bon sens pour améliorer les capacités des infrastructures futures. »

Approvisionnement localisé

L'absence de chaîne d'approvisionnement locale ou régionale pour les batteries et les matériaux essentiels à leur production constitue un autre obstacle à l'adoption des véhicules électriques commerciaux. Cette situation augmente les coûts et crée de l'incertitude, tant pour les flottes que pour les équipementiers qui les fournissent.

« La Chine maîtrise la chaîne d'approvisionnement. Elle possède la plus grande capacité de production de batteries au monde et dispose d'une réserve considérable de matières premières », a déclaré Azeroual. « Les politiques américaines et les discussions entre les États-Unis et la Chine sont donc cruciales pour le secteur des véhicules électriques. »

Thomas Heck, responsable grands comptes pour les clients poids lourds dans la région Amériques, Schaeffler

Thomas Heck, responsable des grands comptes pour les clients poids lourds dans la région Amériques chez Schaeffler, a déclaré que les États-Unis dépendent actuellement d'autres pays pour s'approvisionner en batteries et autres éléments essentiels à l'électrification, mais que des entreprises comme Schaeffler cherchent à changer cela.

« En tant que fournisseurs de systèmes, nous analysons notre présence régionale et nous nous demandons comment nous développer pour garantir une chaîne d'approvisionnement locale pour les composants et les matières premières critiques dont nous avons besoin, qu'il s'agisse de batteries, de moteurs électriques, d'aimants intégrés à ces derniers, d'aciers spéciaux pour moteurs électriques, etc. », a déclaré Heck. « Développer cette chaîne d'approvisionnement locale ou régionale afin de réduire notre dépendance à l'étranger est, je pense, un facteur essentiel pour convaincre les équipementiers que c'est la bonne voie à suivre. »

Azeroual estime que la progression des véhicules électriques à batterie dans l'industrie automobile contribuera à régionaliser plus rapidement la production de batteries. Il a souligné que de grandes entreprises comme Ford et GM ont déjà annoncé le lancement de la production de batteries en Amérique du Nord.

« Cela va certainement aider, car l'industrie du transport routier va en profiter », a-t-il déclaré. « Ils achèteront tout ce qui est disponible, ce qui contribuera à réduire les coûts et à faciliter l'accès aux batteries. »

Gains d'efficacité

Les progrès technologiques en matière de batteries devraient également permettre de réduire les coûts et d'améliorer l'efficacité opérationnelle des flottes de véhicules électriques à batterie. Prenons l'exemple des batteries à semi-conducteurs.

Actuellement, augmenter la puissance et l’autonomie d’un camion électrique implique l’ajout de batteries plus nombreuses et plus lourdes, avec des contraintes d’espace correspondantes sur le véhicule, une capacité de charge réduite et un coût total de possession plus élevé pour l’utilisateur final.

Les États-Unis dépendent actuellement d'autres pays pour leur approvisionnement en batteries et autres éléments essentiels à l'électrification, mais des entreprises comme Schaeffler cherchent à changer cela. (Photo : Schaeffler)

« Les batteries à semi-conducteurs offrent une densité de puissance plus élevée, sont beaucoup plus légères et offrent une meilleure sécurité en matière de risques d'incendie, entre autres », a souligné Heck. « Nous pensons que de nombreux fabricants de batteries continueront d'évoluer dans cette direction, ce qui constituera bien sûr un atout majeur pour le secteur du transport routier commercial. »

ZF est encouragé par ce qu'il observe non seulement dans le développement des batteries à semi-conducteurs, mais aussi dans la technologie des batteries dans son ensemble. « Par exemple, nous savons que les batteries à semi-conducteurs – et même les technologies ultérieures qui seront probablement déployées en grand nombre au cours de la seconde moitié de la décennie – contribueront à atténuer en partie le problème de l'autonomie », a déclaré Twomey, « car elles permettent d'obtenir plus de watts-heures avec une batterie de même taille et de la recharger plus rapidement lorsqu'elle est nécessaire. Ce sont des améliorations cruciales. »

« Parallèlement, nous nous attendons à une amélioration des infrastructures grâce aux diverses mesures incitatives et programmes mis en place par le gouvernement pour le secteur », a-t-il poursuivi. « Tous ces éléments convergeront de telle sorte que même les applications électrifiées lourdes deviendront beaucoup plus compétitives à l'avenir. »

Certes, il reste encore beaucoup de travail à faire – et le potentiel des technologies existantes est encore important avant qu’une adoption plus large des véhicules électriques à batterie ne se produise.

« Nous ne sommes pas au bout de nos peines avec les technologies de combustion interne ; il existe un potentiel d'optimisation supplémentaire pour réduire les émissions de gaz à effet de serre », a déclaré Heck. « La transition vers l'électrique ne se fera pas du jour au lendemain. Ce sera une transition qui s'étalera sur de nombreuses années. Je pense que l'optimisation de la technologie actuelle est tout aussi importante que la capacité à proposer de nouvelles technologies pour les véhicules électriques à batterie. »