L'un des principaux défis auxquels nous sommes confrontés en tant qu'espèce au 21e siècle est de savoir comment coexister avec la nature de manière durable tout en maintenant notre mode de vie et en étendant ces avantages à travers le monde en développement. Cette tension fondamentale affecte tous les domaines de notre mode de vie moderne, mais rien de plus que le transport. Nous vivons à une époque de progrès technologiques sans précédent, avec des investissements colossaux dans des technologies de transport propres - mais il existe un risque important que, dans la précipitation vers le changement technologique, nous négligeions la situation dans son ensemble. Pour bien comprendre l'ampleur et l'importance du défi auquel nous sommes confrontés, nous devons considérer l'impact profond que les transports ont déjà eu sur notre mode de vie.

Dans le monde développé, nous bénéficions de transports abordables depuis plusieurs centaines d'années, et au cours des cent dernières années, cela a été rendu possible par le moteur à combustion interne. C'est le moteur principal qui a fourni la puissance abordable qui a façonné le 20e siècle. Les exemples les plus évidents de cela peuvent être vus dans les voitures à moteur, véhicules de marchandises, machines de construction et machines agricoles. Parce que l'arrivée d'une électricité abordable est antérieure à la plupart d'entre nous, il est difficile de comprendre à quel point les changements sociétaux déclenchés par cette révolution ont été profonds.

Aujourd'hui, chaque aspect de notre mode de vie est permis ou façonné par la facilité avec laquelle nous pouvons voyager entre les villes et les villes, emmenant nos familles et nos biens avec nous. Cela a permis un changement fondamental dans notre façon de vivre, construire de nouvelles maisons dans les banlieues et les communautés rurales tout en travaillant, apprendre et s'adonner à des loisirs dans des villes qui auraient été largement inaccessibles seulement un siècle auparavant. Nos aliments sont cultivés à l'échelle industrielle et transportés avec des produits manufacturés sur des distances transcontinentales par la route jusqu'à nos magasins. Les maisons dans lesquelles nous vivons, les bureaux dans lesquels nous travaillons et le réseau de transport qui les relie ont été construits grâce à la puissance du moteur diesel.

Aujourd'hui, nous pouvons voir plus clairement les impacts négatifs de cette ruée vers la mobilité et les décideurs politiques sont confrontés à un énorme défi dans la mise en œuvre d'une réglementation efficace pour atténuer les effets sur le réchauffement climatique, qualité de l'air local, utilisation de ressources rares, embouteillages et bien d'autres. Toutefois, il n'en reste pas moins que le changement fondamental des niveaux de vie et de la qualité de vie offerts par des transports abordables est profond et que ces avantages doivent être conservés alors même que nous modernisons notre technologie. Par ailleurs, ces avantages sont nécessaires aux sociétés en développement du monde entier alors qu'elles luttent pour accéder au niveau de vie que nous tenons pour acquis. L'accès à des transports abordables transforme les chances de vie des personnes vivant dans la pauvreté à travers le monde, augmenter leur potentiel de gain d'un ordre de grandeur et permettre l'accès aux soins de santé, l'éducation et même les loisirs.

Pour résoudre pleinement ces besoins contradictoires, nous devons considérer chaque partie du problème - production d'électricité, espace de rangement, et la distribution ainsi que l'utilisation finale dans le véhicule. La fabrication et le recyclage des véhicules que nous utilisons doivent également être considérés comme partie intégrante du problème. La façon dont nous utilisons les véhicules est également un aspect critique que nous ne pouvons négliger si nous voulons être efficaces, des réseaux de transport sûrs et efficaces. De plus, nous ne devons jamais perdre de vue la nécessité de faire tout cela d'une manière commercialement réalisable; les entreprises qui développent et construisent des voitures, les camions et les machines doivent pouvoir les vendre à un prix durable. La propriété et l'utilisation de ces produits doivent également être abordables dans le contexte des avantages qu'ils procurent. L'infrastructure de production et de distribution d'électricité doit être livrée dans un délai réaliste avec des niveaux gérables d'investissement public. La puissance que nous produisons doit être abordable pour l'utilisateur final. Pour répondre aux besoins mondiaux, ces tests doivent être satisfaits dans les économies émergentes ainsi que dans le monde développé. Sinon, le monde en développement continuera d'augmenter son utilisation de technologies abordables mais non durables dont nous, en Europe, avons tant profité.

Le vrai défi auquel nous sommes confrontés en tant qu'ingénieurs et scientifiques n'est pas de développer des technologies de transport propres. C'est une étape clé du parcours, mais ce n'est pas tout le problème. Notre vraie tâche est de développer vraiment durable, des technologies de transport propres et abordables, évolutives et appropriées à travers le monde. C'est une tâche qui est infiniment plus difficile que de simplement fabriquer des véhicules propres, et nécessitera une politique efficace pour encourager la recherche et le développement et pour influencer les comportements. Cela exigera également l'acceptation des technologies qui offrent des possibilités d'amélioration à l'avenir, ainsi que ceux qui nous aident à atteindre nos objectifs aujourd'hui.

Diesel

Comme Ben Marlow le souligne dans un article récent du Telegraph, l'approche du gouvernement britannique pour préserver la qualité de l'air a été incohérente. Dans le budget d'automne 2017, Le chancelier Philip Hammond a annoncé une augmentation des droits d'exercice des véhicules pour les voitures diesel, en vigueur à partir d'avril 2018. Cela conduit à la situation bizarre dans laquelle l'achat de nouveaux, les véhicules diesel propres font l'objet de contre-incitations tandis que l'utilisation de véhicules plus anciens et moins propres est prolongée. C'est un problème pour nous tous, pas seulement les fabricants. Le problème a deux aspects principaux, qualité de l'air locale et émissions mondiales de CO2. Premièrement, Nouveau, On peut s'attendre à ce que des véhicules diesel plus propres remplacent les véhicules diesel plus anciens des flottes et contribuent ainsi à améliorer la qualité de l'air en ville. Sur le deuxième point, les acheteurs qui se sont détournés du diesel ont majoritairement acheté des véhicules à essence; Cela s'est traduit par la première augmentation des émissions de CO2 de la flotte après deux décennies d'améliorations durement gagnées.

Les moteurs diesel restent un élément essentiel dans la lutte pour réduire les émissions de CO2 des transports. Nous avons tous besoin du diesel pour continuer à être une technologie viable; l'industrie a travaillé très dur pour développer ces technologies, il aurait été beaucoup plus facile de continuer à construire les vieux moteurs à essence assoiffés d'il y a trente ans. Le régime de combustion fondamentalement différent utilisé dans les moteurs diesel les rend plus efficaces dans le monde réel, mais rend également le post-traitement efficace des polluants plus difficile que dans les moteurs à essence - mais de grands progrès ont été réalisés, au point que l'écart de qualité de l'air entre l'essence et le diesel s'estompe rapidement. Les nouveaux diesels conformes RDE sont plus de 10 fois meilleurs pour les émissions de NOx et de particules que même les véhicules diesel de 8 à 10 ans sur la route aujourd'hui, et ils sont meilleurs dans le monde réel ainsi que sur le cycle de test. Les limites d'émissions réelles qui s'appliquent à ces véhicules sont les mêmes que celles appliquées aux voitures à essence. En outre, et surtout, ils sont environ 20 % meilleurs sur les émissions de CO2 que les voitures à essence équivalentes.

De nombreux commentateurs suggèrent que les acheteurs devraient simplement passer du diesel à des alternatives comme les véhicules électriques, hybrides et hybrides rechargeables. En effet, il est encourageant de voir les ventes de ces véhicules atteindre leur plus haut niveau jamais enregistré, mais les ventes n'augmentent pas assez rapidement pour compenser l'augmentation de l'utilisation des véhicules à essence. Les ventes de ces véhicules à propulsion alternative doivent encore augmenter avant qu'ils ne puissent offrir une atténuation crédible à la baisse des ventes de diesel. Les ventes électriques et hybrides s'améliorent à mesure que la technologie progresse, mais les coûts d'achat élevés des véhicules et (encore) l'insuffisance des infrastructures de recharge et de production d'électricité renouvelable signifient qu'ils ne sont pas encore prêts à être la réponse complète. Il devrait s'écouler au moins une décennie avant que ces nouveaux types de véhicules n'atteignent une adoption significative sur le marché, et en attendant, nous devons continuer à réduire les émissions de CO2 d'année en année - ou, si quoi que ce soit, accélérer nos progrès en matière de CO2 de manière significative. L'abandon du diesel a manifestement eu l'effet inverse.

Les constructeurs continuent d'améliorer les véhicules à propulsion alternative ainsi que les véhicules conventionnels à essence et diesel. Même d'ici 2040, nos recherches, et les feuilles de route technologiques de l'industrie automobile, anticiper que le moteur à combustion interne (y compris les moteurs diesel) sera toujours essentiel dans de nombreux types de véhicules. Ce seront des conceptions avancées, généralement dans le cadre d'un groupe motopropulseur hybride - mais néanmoins des moteurs à combustion interne. Nous pouvons spéculer sur le mélange de carburant que ces moteurs pourraient brûler, mais les avantages des carburants à haute densité énergétique sont essentiels pour de nombreux véhicules. Tous ces types de véhicules sont essentiels dans un avenir prévisible, mais cette technologie de pointe est d'un bénéfice réduit si nous gardons les véhicules plus anciens sur la route trop longtemps. À ce stade, nous avons tous besoin que le gouvernement précise qu'il apprécie la contribution que les nouveaux véhicules propres (y compris le diesel) peuvent apporter à la fois à la qualité de l'air en ville et à la réduction des émissions de CO2.

Combustibles liquides durables

Mais, si les hybrides et les voitures électriques ne sont pas une solution complète, à quoi ressemble l'avenir ? Les gens pensent souvent (à tort) que les moteurs doivent fonctionner aux combustibles fossiles - alors, par cette logique, nous devons arrêter tout ce que nous avons fait jusqu'à présent, ce qui signifie passer des moteurs à combustion interne aux véhicules électriques ou aux piles à combustible à hydrogène. Mais ceux-ci sont actuellement inabordables - même avec des subventions, que les gouvernements ne peuvent et ne veulent pas distribuer indéfiniment. En ces termes, nous avons un problème majeur si le transport personnel doit continuer à être aussi abordable qu'il l'a été jusqu'à présent, tout en atteignant les objectifs de durabilité et de qualité de l'air. Comment résoudre cette énigme ?

Une réponse prometteuse est la production de carburants liquides durables qui nous permettraient de continuer à utiliser des moteurs à combustion interne de manière durable mais sans perte d'efficacité. La technologie pour recycler le CO2 capturé en méthanol avec l'apport d'hydrogène existe déjà - elle est utilisée sur les sous-marins pour recycler les déchets de CO2 sans produire de bulles de gaz qui pourraient révéler la position de l'engin. On pourrait le considérer comme une version artificielle de la photosynthèse, mais parce que tous les processus sont chimiques et non biologiques, le taux peut être beaucoup plus rapide. Le défi pour les scientifiques est simplement de le rendre abordable – et beaucoup y travaillent.

Une partie de ce défi résiderait dans l'approvisionnement en énergie nécessaire pour perpétuer ce cycle du combustible - mais parce que le combustible pourrait être produit n'importe où et exporté facilement, et privilégierait des terres autrement inutilisables comme les déserts, il y a des opportunités ici aussi. Mettre une usine d'électrocarburant où il y a une abondance d'énergie renouvelable difficile à extraire à l'intérieur des frontières d'une nation (que ce soit le Sahara ou les Orcades) et tout d'un coup une dynamique différente est possible :parce que, pour tout pays qui transfère annuellement une grande partie de son PIB hors de son économie pour payer le carburant de transport, même en garder une petite proportion annuelle en interne aggrave le bénéfice d'année en année.

Aussi, où les biocarburants sont soumis à des limites quant aux quantités pouvant être produites, le cycle du méthanol durable ne souffre pas de ce désavantage :les matières premières – air, l'eau, et les énergies renouvelables - ne sont effectivement pas soumis à des limitations par l'homme, et à partir de ces matières premières gratuites (étant donné qu'on a investi dans l'équipement pour les obtenir) on fabrique du carburant à haute valeur ajoutée, pour laquelle il existe une demande validée et immédiate.

Si ce n'est pas assez convaincant, considérez ceci :alors que les décideurs politiques ne peuvent imaginer que des véhicules électriques et à hydrogène sur la route, il n'y a effectivement pas d'autre moyen de décarboner l'aviation que de créer un kérosène neutre en carbone. Il faut le faire là, et maintenant l'UE finance le projet Sun-to-Liquid pour accélérer la synthèse solaire de carburéacteur à partir de l'énergie solaire, CO2 et eau. Lorsque cela est prouvé, la technologie peut être réinjectée dans les carburants pour le transport routier et le transport maritime.

Il y a une autre possibilité intrigante avec le cycle. Le méthanol peut être une matière première pour l'industrie pétrochimique, qui utilise aussi du pétrole fossile. Si les plastiques, des peintures, les solvants, etc. ont été fabriqués à partir de méthanol en utilisant le CO2 de capture directe de l'air, alors le processus devient effectivement négatif en carbone parce que le carbone est séquestré sous forme solide. On ne peut pas le faire en utilisant l'électricité ou l'hydrogène comme vecteur énergétique pour le transport.

Donc, voici un point de vue démodé d'un pragmatique :garder les moteurs, qui sont éminemment abordables pour l'acteur le plus important (le client final), mais éliminez le coupable – le carbone fossile. Utiliser la fiscalité pour pénaliser les combustibles fossiles carbonés et promouvoir les électrocarburants neutres en carbone. Dès qu'un tel carburant est mis dans le pool, tous les véhicules commencent à être décarbonés :il n'est pas nécessaire d'attendre une nouvelle technologie non éprouvée qui peut ou non être abordable. L'infrastructure de distribution de carburant existante peut être utilisée, trop. Et rappelez-vous que, alors que je pense personnellement que des stratégies peuvent être mises en place pour rendre les électrocarburants aussi bon marché que les alternatives fossiles, en réalité, ils ne sont pas en concurrence avec les combustibles fossiles mais avec l'électricité et l'hydrogène – ils doivent simplement être moins chers que ceux-ci pour être l'alternative la plus attrayante. Les électrocarburants seraient vraiment perturbateurs pour les véhicules électriques et les véhicules à pile à combustible en raison de l'abordabilité connue de leur utilisation. Il convient également de noter que le carburant est un achat de rancune; il est fait parce que l'acheteur en a besoin pour voyager. Acheter un véhicule plus efficace, d'autre part, peut presque toujours être retardé – et pour cette raison, la décarbonisation de la source d'énergie donnera toujours des résultats plus rapides que la construction d'un véhicule plus efficace.

Nous pourrions même faire évoluer conjointement des moteurs à combustion interne et des électrocarburants avancés pour une plus grande efficacité du système et fournir un air plus pur. Il y a aussi le potentiel de devenir négatif en carbone, sans bouleverser le modèle économique des transports et en maintenant une fiscalité constante. L'abordabilité du moteur à combustion interne peut nous sortir de la situation dans laquelle nous nous trouvons maintenant. C'est, après tout, technologie plus récente que la batterie ou la pile à combustible.

Trouver un avenir

Les décideurs politiques doivent dépasser le paradigme actuel de la politique de durabilité dans les transports, et commencez à regarder la situation dans son ensemble. Réel, long-term impacts on the key priorities of air quality and carbon emissions will only be achieved by an approach that clearly and consistently supports new technologies offering a strict benefit over current models. Any attempt to pick pre-supposed winners, particularly by closing off promising avenues of research, should be avoided; the stakes are too high, and the risk to society too great.

For the UK government, the context of Brexit adds an additional layer of urgency to this demand; on leaving the EU, Britain will almost certainly retain its commitments to the Union's vehicle standards, and a clear, consistent, communicative approach on the government side will be crucial to the future success of the industry.

Effective regulation can (and should) be a powerful driver of research and development in the automotive industry – but only when it's technologically agnostic and goal-driven.