Les politiques visant à encourager les réductions des émissions de gaz à effet de serre ont tendance à souligner la nécessité de passer autant de véhicules que possible à l'électricité. Mais une nouvelle étude du MIT et de la Ford Motor Company révèle que selon l'emplacement, dans certains cas, une réduction équivalente ou même plus importante des émissions pourrait être obtenue en passant plutôt à des véhicules conventionnels légers (à essence), du moins à court terme.

L'étude a examiné une variété de facteurs qui peuvent affecter la performance relative de ces véhicules, y compris le rôle des basses températures dans la réduction des performances de la batterie, différences régionales dans le nombre moyen de kilomètres parcourus annuellement, et les différents mélanges de sources de production dans différentes parties des États-Unis. Les résultats sont publiés aujourd'hui dans la revue Sciences et technologies de l'environnement , dans un article du chercheur principal du MIT Randolph Kirchain, récent diplômé Di Wu Ph.D. '18, étudiant diplômé Fengdi Guo, et trois chercheurs de Ford.

L'étude a combiné une variété d'ensembles de données pour examiner l'impact relatif des différents choix de véhicules jusqu'au niveau du comté à travers le pays. Il a montré que si les véhicules électriques ont le plus grand impact sur la réduction des émissions de gaz à effet de serre pour la majeure partie du pays, surtout sur les deux côtes et dans le sud, des parties importantes du Midwest ont eu le résultat inverse, avec des véhicules légers à essence réalisant une plus grande réduction.

Le facteur le plus important qui a conduit à cette conclusion était le mélange de sources de production entrant dans le réseau dans différentes régions, dit Kirchain. Ce mélange est "plus propre" sur les côtes Est et Ouest, avec une utilisation accrue des sources d'énergie renouvelables et du gaz naturel à relativement faibles émissions, tandis que dans le Midwest supérieur, il y a encore une proportion beaucoup plus élevée de centrales électriques au charbon. Cela signifie que même si les véhicules électriques ne produisent aucune émission de gaz à effet de serre lorsqu'ils sont conduits, le processus de recharge des batteries de la voiture entraîne des émissions importantes.

Dans ces endroits, acheter une voiture légère, défini comme celui dont la structure est construite en grande partie en aluminium ou en acier léger spécialisé, entraînerait en fait moins d'émissions que l'achat d'une voiture électrique comparable, l'étude a trouvé.

La recherche a été rendue possible par la collecte par Ford de données sur les performances des véhicules d'environ 30, 000 voitures, sur un total d'environ 300 millions de miles de conduite. Ils proviennent de voitures à essence conventionnelles de taille moyenne, et les chercheurs ont utilisé des techniques de modélisation standard pour calculer les performances de véhicules équivalents qui étaient soit hybrides-électriques, batterie-électrique, ou des versions légères de voitures conventionnelles.

"Nous avons essayé d'ajouter autant de résolution spatiale que possible, par rapport à d'autres études de la littérature, essayer de se faire une idée des effets combinés" des différents facteurs de température, la grille, et conditions de conduite, Kirchain explique. Cette combinaison de données a montré, entre autres, que "certaines des zones avec des grilles plus lourdes en carbone se trouvent également être plus froides, et un peu plus rural, ", dit-il. " Ces trois éléments peuvent faire pencher les émissions de manière négative pour les véhicules électriques " en termes d'impact sur la réduction des émissions. Les effets combinés sont les plus forts dans certaines parties du Wisconsin et du Michigan, où les voitures légères auraient un avantage significatif sur les véhicules électriques en termes de réduction des émissions, l'étude a montré.

L'impact du froid sur les performances de la batterie, il dit, "est quelque chose qui est discuté dans la littérature EV, mais pas autant dans les discussions populaires sur le sujet. les véhicules à essence subissent une pénalité d'efficacité en conduite urbaine, mais ils ont des émissions plus faibles dans les régions plus rurales et dispersées.

Les données sur les performances des voitures avec lesquelles l'équipe a dû travailler grâce à leur collaboration avec les chercheurs de Ford "étaient uniques, " dit Kirchain. " Dans le passé, une "grande" étude de ce type serait de quelques dizaines de véhicules, " et ceux-ci viendraient principalement de personnes qui se sont portées volontaires pour partager leurs données et étaient donc plus susceptibles d'être préoccupées par l'impact environnemental. Les données complètes de Ford, par contre, fournir "un échantillon plus large de conducteurs et de conditions de conduite".

Kirchain souligne que l'intention de cette étude n'est en aucun cas de minimiser l'importance de passer du transport terrestre à l'électricité afin de réduire les émissions de gaz à effet de serre. "Nous n'essayons pas de saper le fait que l'électrification est la solution à long terme et la solution à court terme pour la plupart du pays, " dit-il. Mais au cours des prochaines décennies, qui est considérée comme une période critique pour déterminer les résultats climatiques de la planète, il est important de savoir quelles mesures seront réellement les plus efficaces pour réduire les émissions de carbone afin de définir des politiques et des incitations qui produiront les meilleurs résultats, il dit.

L'avantage relatif des véhicules légers par rapport aux électriques, selon leur modélisation, " diminue avec le temps, à mesure que la grille s'améliore, ", dit-il. "Mais cela ne disparaîtra complètement que lorsque vous vous approcherez de 2050 environ."

L'aluminium léger est maintenant utilisé dans la camionnette Ford F-150, et dans les berlines Tesla tout électriques. Actuellement, il n'y a pas de voitures intermédiaires à essence légères à grand volume sur le marché aux États-Unis, mais ils pourraient être construits si des incitations similaires à celles utilisées pour encourager la production de voitures électriques étaient en place, Kirchain suggère.

À l'heure actuelle, il dit, les États-Unis ont "une mosaïque de réglementations et d'incitations qui fournissent des incitations supplémentaires à l'électrification". Mais il y a certaines parties du pays, il dit, où il serait plus logique d'offrir des incitations « pour toute option qui permet d'économiser suffisamment de carburant, not just for electrification, " il dit.

"At least for the north central part of the country, policymakers should consider a more nuanced approach, " il ajoute.

"This is a significant advance, " says Heather MacLean, professor of civil and mineral engineering at the University of Toronto, who was not associated with this work. Cette étude, elle dit, "illustrates the importance of the regional disaggregation in the analysis, and that if it were absent results would be incorrect. This is an unequivocal call for regional policies that use the latest research to build rational agendas, rather than prescribing overarching global solutions."

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l'actualité de la recherche du MIT, innovation et enseignement.