Essor de la voiture électrique : Future of Energy P3

Votre voiture - son impact sur le monde dans lequel vous vivez sera bien plus important que prévu. 

Si vous avez lu la dernière partie huileuse de cette série Future of Energy, vous auriez parié que ce troisième volet couvrirait la montée du solaire en tant que nouvelle forme d'énergie dominante dans le monde. Eh bien, vous vous trompez légèrement : nous en parlerons dans quatrième partie. Au lieu de cela, nous avons choisi de couvrir d'abord les biocarburants et les voitures électriques parce que la majorité de la flotte de transport mondiale (c'est-à-dire les voitures, les camions, les navires, les avions, les camions monstres, etc.) fonctionne au gaz et c'est la raison pour laquelle le pétrole brut a le monde par le gorge. Retirez le gaz de l'équation et le monde entier change.

Bien sûr, s'éloigner du gaz (et bientôt même du moteur à combustion) est plus facile à dire qu'à faire. Mais si vous lisez jusqu'à la fin déprimante de deuxième partie, vous vous souviendrez que la plupart des gouvernements du monde n'auront pas beaucoup de choix en la matière. En termes simples, continuer à faire fonctionner une économie sur une source d'énergie de plus en plus volatile et rare - le pétrole brut - deviendra économiquement et politiquement insoutenable entre 2025 et 2035. Heureusement, cette transition géante pourrait être plus facile que nous ne le pensons.

La vraie affaire derrière les biocarburants

Les voitures électriques sont l'avenir des transports - et nous allons explorer cet avenir dans la seconde moitié de cet article. Mais avec plus d'un milliard de voitures en circulation dans le monde, le remplacement de ce parc de véhicules par des véhicules électriques pourrait prendre une à deux décennies. Nous n'avons pas ce genre de temps. Si le monde veut se débarrasser de sa dépendance au pétrole, nous allons devoir trouver d'autres sources de carburant capables de faire fonctionner nos véhicules à combustion actuels pendant une dizaine d'années jusqu'à ce que l'électricité prenne le relais. C'est là qu'interviennent les biocarburants.

Lorsque vous visitez la pompe, vous n'avez vraiment que la possibilité de faire le plein d'essence, d'essence meilleure, d'essence premium ou de diesel. Et c'est un problème pour votre portefeuille - l'une des raisons pour lesquelles le pétrole est si cher est qu'il a un quasi-monopole sur les stations-service que les gens utilisent dans la majeure partie du monde. Il n'y a pas de concurrence.

Les biocarburants, cependant, peuvent être cette concurrence. Imaginez un avenir où vous verrez de l'éthanol, ou un hybride éthanol-gaz, ou même des options de recharge électrique la prochaine fois que vous conduirez à la pompe. Cet avenir existe déjà au Brésil. 

Le Brésil produit des quantités massives d'éthanol à partir de la canne à sucre. Lorsque les Brésiliens vont à la pompe, ils ont le choix de faire le plein d'essence ou d'éthanol ou d'une variété d'autres mélanges intermédiaires. Le résultat? Une indépendance quasi totale vis-à-vis du pétrole étranger, des prix du gaz moins chers et une économie en plein essor, en fait, plus de 40 millions de Brésiliens sont entrés dans la classe moyenne entre 2003 et 2011 lorsque l'industrie des biocarburants du pays a décollé. 

"Mais attendez", dites-vous, "les biocarburants ont besoin de voitures polycarburants pour les faire fonctionner. Tout comme l'électrique, il faudrait des décennies pour remplacer les voitures du monde par des voitures polycarburants. En fait, pas vraiment. Un sale petit secret au sein de l'industrie automobile est que pratiquement toutes les voitures construites depuis 1996 peuvent être converties en voitures polycarburant pour aussi peu que 150 $. Si vous souhaitez convertir votre voiture, consultez ces liens : UN et deux.

« Mais attendez, répétez-vous, faire pousser des plantes pour fabriquer de l'éthanol augmentera le coût de la nourriture ! Contrairement à la croyance publique (croyances formellement partagées par cet auteur), l'éthanol ne remplace pas la production alimentaire. En fait, le sous-produit de la plupart de la production d'éthanol est la nourriture. Par exemple, une grande partie du maïs cultivé en Amérique n'est pas du tout cultivé pour les humains, il est cultivé pour l'alimentation animale. Et l'un des meilleurs aliments pour animaux est la «drêche de distillerie», fabriquée à partir de maïs, mais produite d'abord par le processus de fermentation-distillation - le sous-produit étant (vous l'avez deviné) de l'éthanol ET de la drêche de distillerie.

Apporter du choix à la pompe à essence

Ce n'est pas nécessairement de la nourriture contre du carburant, ça peut être de la nourriture et beaucoup de carburant. Jetons donc un coup d'œil rapide sur les différents carburants bio et alternatifs que nous verrons arriver de plein fouet sur le marché d'ici le milieu des années 2020 :

Ethanol. L'éthanol est un alcool produit par la fermentation de sucres et peut être fabriqué à partir de diverses espèces végétales comme le blé, le maïs, la canne à sucre et même des plantes étranges comme un cactus. En règle générale, l'éthanol peut être produit à grande échelle en utilisant la plupart des plantes les mieux adaptées à la culture d'un pays. 

Méthanol. Les équipes de voitures de course et de courses de dragsters utilisent du méthanol depuis des décennies. Mais pourquoi? Eh bien, il a un indice d'octane équivalent plus élevé (~ 113) que l'essence premium (~ 93), offre de meilleurs taux de compression et calage de l'allumage, il brûle beaucoup plus proprement que l'essence, et c'est généralement un tiers du prix de l'essence standard. Et comment faites-vous ce truc? En utilisant H2O et du dioxyde de carbone, donc de l'eau et de l'air, vous pouvez fabriquer ce carburant à moindre coût n'importe où. En fait, le méthanol peut être créé à partir de dioxyde de carbone recyclé provenant de l'industrie mondiale croissante du gaz naturel, et même avec de la biomasse recyclée (c'est-à-dire des déchets générés par la foresterie, l'agriculture et même les déchets urbains). 

Assez de biomasse est produite chaque année en Amérique pour produire suffisamment de méthanol pour couvrir la moitié des voitures aux États-Unis à deux dollars le gallon, contre quatre ou cinq utilisant de l'essence. 

Algues. Curieusement, les bactéries, en particulier Cyanobactéries, peut propulser votre future voiture. Ces bactéries se nourrissent de la photosynthèse et du dioxyde de carbone, essentiellement du soleil et de l'air, et peuvent être facilement transformées en biocarburant. Avec un peu de génie génétique, les scientifiques espèrent un jour cultiver des quantités massives de ces bactéries dans des cuves extérieures géantes. Le hic, c'est que puisque ces bactéries se nourrissent de dioxyde de carbone, plus elles se développent, plus elles nettoient également notre environnement. Cela signifie que les futurs producteurs de bactéries peuvent gagner de l'argent à la fois sur la quantité de biocarburant qu'ils vendent et sur la quantité de dioxyde de carbone aspirée de l'atmosphère.

Les voitures électriques sont déjà là et déjà géniales

Les véhicules électriques, ou VE, font désormais partie de la culture pop grâce en grande partie à Elon Musk et à sa société, Tesla Motors. La Tesla Roadster, et la Model S en particulier, ont prouvé que les véhicules électriques ne sont pas seulement la voiture la plus écologique que vous puissiez acheter, mais aussi la meilleure voiture à conduire, tout simplement. La Model S a remporté le prix « Motor Trend Car of the Year » 2013 et le prix « Car of the Year » 2013 du magazine Automobile. L'entreprise a prouvé que les véhicules électriques peuvent être un symbole de statut social, ainsi qu'un leader dans l'ingénierie et la conception automobiles.

Mais tout ce baiser de Tesla mis à part, la réalité est que malgré toute la presse que Tesla et d'autres modèles de véhicules électriques ont commandée ces dernières années, ils ne représentent toujours que moins d'un pour cent du marché automobile mondial. Les raisons de cette croissance lente comprennent un manque d'expérience du public dans la conduite de véhicules électriques, des coûts de composants et de fabrication de véhicules électriques plus élevés (d'où un prix global élevé) et un manque d'infrastructure de recharge. Ces inconvénients sont importants, mais ils ne dureront pas longtemps.

Le coût de la fabrication automobile et des batteries électriques devrait s'effondrer

D'ici les années 2020, toute une série de technologies seront mises en ligne pour réduire les coûts de fabrication des véhicules, en particulier des véhicules électriques. Pour commencer, prenons votre voiture moyenne : environ les trois cinquièmes de tout notre carburant de mobilité vont aux voitures et les deux tiers de ce carburant sont utilisés pour surmonter le poids de la voiture pour la faire avancer. C'est pourquoi tout ce que nous pouvons faire pour rendre les voitures plus légères les rendra non seulement moins chères, mais les aidera également à consommer moins de carburant (que ce soit du gaz ou de l'électricité).

Voici ce qui est en préparation : d'ici le milieu des années 2020, les constructeurs automobiles commenceront à fabriquer toutes les voitures en fibre de carbone, un matériau qui est des années-lumière plus léger et plus résistant que l'aluminium. Ces voitures plus légères pourront rouler avec des moteurs plus petits et conserver les mêmes performances. Les voitures plus légères rendront également plus viable l'utilisation de batteries électriques plutôt que de moteurs à combustion, car la technologie actuelle des batteries pourra alimenter ces véhicules plus légers autant que les voitures à essence.

Bien sûr, cela ne compte pas les avancées attendues dans la technologie des batteries, et il y en aura beaucoup. Le coût, la taille et la capacité de stockage des batteries de véhicules électriques se sont améliorés à la vitesse de l'éclair depuis des années et de nouvelles technologies sont constamment mises en ligne pour les améliorer. Par exemple, d'ici 2020, nous verrons l'introduction de supercondensateurs à base de graphène. Ces supercondensateurs permettront des batteries EV non seulement plus légères et plus fines, mais elles retiendront également plus d'énergie et la libéreront plus rapidement. Cela signifie que les voitures doivent être plus légères, moins chères et accélérer plus rapidement. Pendant ce temps, d'ici 2017, la Gigafactory de Tesla commencera à produire des batteries EV à grande échelle, ce qui pourrait réduire les coûts des batteries EV de 30 percent par 2020.

Ces innovations dans l'utilisation de la fibre de carbone et de la technologie de batterie ultra-efficace amèneront les coûts des véhicules électriques au même niveau que les véhicules à moteur à combustion traditionnels, et éventuellement bien en dessous des véhicules à combustion, comme nous sommes sur le point de le voir.

Les gouvernements du monde interviennent pour accélérer la transition

La baisse du prix des véhicules électriques ne signifiera pas nécessairement une aubaine pour les ventes de véhicules électriques. Et c'est un problème si les gouvernements du monde veulent sérieusement éviter l'effondrement économique à venir (décrit dans deuxième partie). C'est pourquoi l'une des meilleures tactiques que les gouvernements peuvent mettre en œuvre pour réduire la consommation d'essence et réduire le prix à la pompe est de promouvoir l'adoption des véhicules électriques. Voici comment les gouvernements peuvent y parvenir :

L'un des plus grands obstacles à l'adoption des véhicules électriques est la crainte de nombreux consommateurs de manquer de jus sur la route, loin d'une borne de recharge. Pour combler ce déficit d'infrastructure, les gouvernements exigeront l'installation d'infrastructures de recharge de VE dans toutes les stations-service existantes, voire en utilisant des subventions dans certains cas pour accélérer le processus. Les fabricants de véhicules électriques participeront probablement à la construction de cette infrastructure, car elle représente une nouvelle source de revenus lucrative qui peut être volée aux compagnies pétrolières existantes.

Les gouvernements locaux commenceront à mettre à jour les règlements de construction, exigeant que toutes les maisons aient des prises de recharge pour véhicules électriques. Heureusement, cela se produit déjà : la Californie passer une loi exiger que tous les nouveaux parcs de stationnement et logements incluent une infrastructure de recharge pour véhicules électriques. En Chine, la ville de Shenzhen législation adoptée obliger les promoteurs d'appartements et de condos à construire des prises/bornes de recharge dans chaque espace de stationnement. Pendant ce temps, le Japon compte désormais plus de points de recharge rapide (40,000 35,000) que de stations-service (XNUMX XNUMX). L'autre avantage de cet investissement dans les infrastructures est qu'il représentera des milliers de nouveaux emplois non exportables dans chaque pays qui l'adoptera.

Pendant ce temps, les gouvernements peuvent également inciter directement l'achat de véhicules électriques. La Norvège, par exemple, est l'un des plus grands importateurs de Tesla au monde. Pourquoi? Parce que le gouvernement norvégien offre aux propriétaires de véhicules électriques un accès gratuit à des voies de circulation non encombrées (par exemple, la voie réservée aux bus), un parking public gratuit, l'utilisation gratuite des routes à péage, une exonération des frais d'inscription annuels, une exonération de certaines taxes de vente et une déduction de l'impôt sur le revenu. Ouais, je sais bien ! Même si la Tesla Model S est une voiture de luxe, ces incitations font que l'achat de Teslas est presque comparable à la possession d'une voiture traditionnelle.

D'autres gouvernements peuvent facilement offrir des incitations similaires, idéalement expirant après que les véhicules électriques aient atteint un certain seuil de propriété nationale totale de voitures (comme 40 %) pour accélérer la transition. Et après que les véhicules électriques représentent finalement la majorité du parc de véhicules du public, une nouvelle taxe sur le carbone peut être appliquée aux propriétaires restants de voitures à moteur à combustion pour encourager leur mise à niveau tardive vers les véhicules électriques.

Dans cet environnement, les gouvernements fourniraient naturellement des subventions pour la recherche sur l'avancement et la production de VE. Si les choses se compliquent et que des mesures plus extrêmes sont nécessaires, les gouvernements peuvent également obliger les constructeurs automobiles à transférer un pourcentage plus élevé de leur production vers les véhicules électriques, voire imposer une production uniquement pour les véhicules électriques. (De tels mandats ont été incroyablement efficaces pendant la Seconde Guerre mondiale.)

Toutes ces options pourraient accélérer la transition de la combustion aux véhicules électriques de plusieurs décennies, réduisant la dépendance mondiale au pétrole, créant des millions de nouveaux emplois et permettant aux gouvernements d'économiser des milliards de dollars (qui seraient autrement dépensés en importations de pétrole brut) qui pourraient être investis ailleurs. .

Pour un contexte supplémentaire, il y a environ deux à plus d'un milliard de voitures dans le monde aujourd'hui. Les constructeurs automobiles produisent généralement 100 millions de voitures chaque année, donc selon l'agressivité avec laquelle nous poursuivons la transition vers les véhicules électriques, il ne faudrait qu'une à deux décennies pour remplacer suffisamment de voitures dans le monde pour relancer notre future économie.

Un boom après le point de basculement

Une fois que les véhicules électriques auront atteint un seuil de propriété parmi le grand public, soit environ 15 %, la croissance des véhicules électriques deviendra imparable. Les véhicules électriques sont beaucoup plus sûrs, coûtent beaucoup moins cher à entretenir et, d'ici le milieu des années 2020, ils coûteront beaucoup moins cher à faire le plein que les voitures à essence, quelle que soit la baisse du prix de l'essence.

Les mêmes avancées technologiques et le même soutien gouvernemental conduiront à des applications similaires dans les camions, bus et avions électriques. Cela changera la donne.

Puis soudain, tout devient moins cher

Une chose intéressante se produit lorsque vous retirez les véhicules de l'équation de la consommation de pétrole brut, tout devient soudainement moins cher. Pensez-y. Comme nous l'avons vu dans deuxième partie, la nourriture, les produits de cuisine et ménagers, les produits pharmaceutiques et les équipements médicaux, les vêtements, les produits de beauté, les matériaux de construction, les pièces automobiles et un grand pourcentage de presque tout le reste, sont tous créés à partir de pétrole.

Lorsque la majorité des véhicules passeront aux véhicules électriques, la demande de pétrole brut s'effondrera, entraînant avec elle le prix du pétrole brut. Cette baisse signifiera d'énormes économies de coûts pour les fabricants de produits dans tous les secteurs qui utilisent du pétrole dans leurs processus de production. Ces économies finiront par être répercutées sur le consommateur moyen, stimulant toute économie mondiale qui a été battue par les prix élevés de l'essence.

Les micro-centrales alimentent le réseau

Un autre avantage secondaire de posséder un véhicule électrique est qu'il peut également servir de source d'alimentation de secours pratique si une tempête de neige venait à faire tomber des lignes électriques dans votre quartier. Branchez simplement votre voiture à votre maison ou à vos appareils électriques pour une augmentation rapide de l'alimentation de secours.

Si votre maison ou votre bâtiment a investi dans des panneaux solaires et une connexion au réseau intelligent, il peut recharger votre voiture lorsque vous n'en avez pas besoin, puis réinjecter cette énergie dans votre maison, votre bâtiment ou votre réseau électrique communautaire la nuit, ce qui pourrait économiser sur notre facture d'énergie ou même vous rapporter un peu d'argent.

Mais vous savez quoi, maintenant nous nous glissons dans le sujet de l'énergie solaire, et très franchement, cela mérite sa propre conversation : L'énergie solaire et l'essor de l'internet de l'énergie : l'avenir de l'énergie P4

LIENS DE LA SÉRIE AVENIR DE L'ÉNERGIE

La mort lente de l'ère de l'énergie carbonique : Future of Energy P1.

Pétrole! Le déclencheur de l'ère du renouvelable : Future of Energy P2

L'énergie solaire et l'essor de l'internet de l'énergie : l'avenir de l'énergie P4

Renouvelables contre les jokers énergétiques Thorium et Fusion: Future of Energy P5

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