Un véhicule à zéro émission, ou ZEV, est un véhicule qui n’émet aucun gaz d’échappement de la source d’alimentation embarquée. Les polluants nocifs pour la santé et l’environnement comprennent les particules (suie), les hydrocarbures, le monoxyde de carbone, l’ozone, le plomb et divers oxydes d’azote. Bien que les définitions initiales du California Air Resources Board (CARB) ou de l’Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis ne soient pas considérées comme des polluants d’émission, l’utilisation courante la plus récente de ce terme inclut également les composés organiques volatils, plusieurs toxiques de l’air (notamment le 1,3-butadiène). ), ainsi que des polluants mondiaux tels que le dioxyde de carbone et d’autres gaz à effet de serre.
Des exemples de véhicules à zéro émission comprennent les véhicules musclés tels que les bicyclettes; vélos électriques; coureurs de gravité; les véhicules électriques à batterie, qui peuvent déplacer les émissions vers le lieu de production de l’électricité (si l’électricité provient de centrales au charbon ou au gaz naturel – par opposition aux centrales hydroélectriques, éoliennes, solaires ou nucléaires); et véhicules à pile à combustible fonctionnant à l’hydrogène. Les émissions provenant du processus de fabrication ne sont donc pas incluses dans cette définition, et il a été avancé que les émissions générées lors de la fabrication sont actuellement d’un ordre de grandeur comparable à celui des émissions générées pendant la durée de vie du véhicule. . Cependant, ces véhicules sont dans les premiers stades de leur développement; les émissions dues à la fabrication peuvent diminuer avec le développement de la technologie et de l’industrie, en passant à une production de masse et à l’utilisation sans cesse croissante des énergies renouvelables tout au long de la chaîne d’approvisionnement.
Structure du véhicule
La classification est effectuée de différentes manières en fonction du type de système d’entraînement, de l’énergie utilisée, du type de stockage ou des substances émises.
ZEV avec entraînement électrique
Voiture électrique en batterie Véhicule électrique avec batterie de traction (Exemple: GM EV1)
Véhicules à pile à combustible avec accumulateur de pression (Mercedes-Benz F-Cell), accumulateur d’hydrogène liquide (hydrogène stocké dans un système cryogénique) ou méthanol-combustible (Ex.: Honda FCX – Concept) [Note. 1]
Véhicules avec réserve à volant (ex.: Gyrobus)
ZEV avec système d’entraînement mécanique
Véhicules équipés d’un moteur à combustion à hydrogène (ex: BMW Hydrogen) [Note. 2]
Véhicules équipés d’une turbine à gaz à l’hydrogène [Note. 2]
Véhicules à moteur à détente gazeuse (voiture pneumatique)
véhicules à propulsion humaine [Note. 3]
Remarques:
1. L’eau n’est pas considérée comme un gaz d’échappement nocif en ce qui concerne les émissions au niveau du sol.
2. Étant donné que ces entraînements sont basés sur la respiration aérienne, les oxydes d’azote sont notamment rejetés. Les véhicules ne sont donc pas libres d’émissions au sens strict, mais sont classés ZEV selon la législation californienne.
3. Le dioxyde de carbone est émis, ce qui n’est pas pris en compte selon les directives de la ZEV.De plus, ces véhicules ne sont pas des véhicules à moteur car ils ne possèdent pas de mécanisme d’entraînement technique.
Technologie et industrie
Émissions de puits à roue
Le terme zéro émission ou ZEV, tel que défini à l’origine par le California Air Resources Board (CARB), fait uniquement référence aux émissions des véhicules à moteur provenant de la source d’alimentation embarquée. Par conséquent, la définition du CARB ne prend en compte que les polluants émis au moment de l’utilisation du véhicule, et les avantages pour la qualité de l’air sont généralement locaux, car, en fonction de la source d’électricité utilisée pour recharger les batteries, les émissions de polluants atmosphériques sont déplacées vers l’emplacement de la source. centrales de production d’électricité. Dans une perspective plus large, l’électricité utilisée pour recharger les batteries doit être générée à partir de sources renouvelables ou propres telles que l’énergie éolienne, solaire, hydroélectrique ou nucléaire, pour que les véhicules ZEV n’émettent presque pas, voire pas du tout, zéro. En d’autres termes, si les ZEV sont rechargées à partir d’électricité générée par des centrales à combustibles fossiles, elles ne peuvent pas être considérées comme des émissions nulles.
Cependant, la propagation des véhicules électriques peut aider au développement de systèmes de charge des batteries de véhicules électriques à partir d’électricité excédentaire qui ne pourrait pas être utilisé autrement. Par exemple, la demande en électricité est la plus basse la nuit et le surplus d’électricité généré à ce moment-là peut être utilisé pour recharger les batteries des véhicules électriques. Il convient de mentionner que les sources d’énergie renouvelables telles que les éoliennes ou les centrales nucléaires sont moins contrôlables en termes de quantité d’électricité générée par rapport aux centrales à combustible fossile. la plupart des sources d’énergie renouvelables sont connues comme sources d’énergie intermittentes. Par conséquent, la mise en valeur de ces ressources entraînera un excès d’énergie qui pourra être mieux utilisé par la mise au point de véhicules électriques. En outre, la plupart des véhicules électriques bénéficient de freins à récupération et d’autres systèmes d’optimisation, ce qui augmente l’efficacité énergétique de ces véhicules.
Les véhicules à pile à combustible peuvent contribuer encore plus au développement de sources d’énergie durables, car ces voitures utilisent de l’hydrogène comme carburant. L’hydrogène comprimé peut être utilisé comme élément de stockage d’énergie, tandis que l’électricité doit être stockée dans des batteries. L’hydrogène peut être produit électriquement par électrolyse, et cette électricité peut provenir de sources vertes. L’hydrogène peut être produit in situ, par exemple dans les parcs éoliens lorsque l’électricité générée n’est pas nécessaire, ou peut être connecté au réseau pour utiliser l’électricité excédentaire du réseau et pour produire de l’électricité, par exemple dans des stations de pompage à l’hydrogène. En conséquence, le développement des FCV peut être un grand pas en avant vers le développement durable et la réduction des émissions de GES dans une perspective à long terme.
D’autres pays ont une définition différente de la ZEV, notamment l’inclusion plus récente des gaz à effet de serre, de nombreuses règles européennes réglementant désormais les émissions de dioxyde de carbone et de CO2. Le CARB a commencé à jouer son rôle dans la réglementation des gaz à effet de serre en 2004, conformément à la loi Pavley de 2002 (AB 1493), mais a été bloqué par des poursuites judiciaires et par l’EPA en 2007 en rejetant la dérogation requise. La loi californienne Global Warming Solutions Act de 2006 (AB 32) de la Californie a confié au CARB des responsabilités supplémentaires, notamment le mandat de fixer des normes pour les carburants à faible émission de carbone.
À la suite d’une enquête sur de fausses publicités concernant des allégations « zéro émission », la Advertising Standards Authority (ASA) du Royaume-Uni a décidé en mars 2010 d’interdire une publicité de Renault Royaume-Uni concernant ses « véhicules à zéro émission » en raison de la violation de cette publicité. Règles du code de la télévision de la CAP (radiodiffusion) 5.1.1, 5.1.2 (Publicité trompeuse) et 5.2.1 (Publicité trompeuse – Preuve) et 5.2.6 (Publicité trompeuse – Revendications environnementales).
Les émissions de gaz à effet de serre et autres polluants sont générés par les processus de fabrication des véhicules. Les émissions dues à la fabrication sont beaucoup plus importantes que les émissions provenant des tuyaux d’échappement, même dans les véhicules à moteur à essence.La plupart des rapports sur l’impact du ZEV sur le climat ne prennent pas en compte ces émissions dues à la fabrication. Toutefois, les émissions provenant de la fabrication sont relativement faibles pendant la durée de vie de la voiture.
Compte tenu du mix énergétique actuel aux États-Unis, une ZEV produirait une réduction de 30% des émissions de dioxyde de carbone. Compte tenu du mix énergétique actuel dans d’autres pays, il a été prédit que ces émissions diminueraient de 40% au Royaume-Uni et de 19% en Chine.
Types de véhicules zéro émission
À part les véhicules à propulsion animale et à propulsion humaine, les véhicules électriques à batterie (notamment les voitures, les avions et les bateaux) ne dégagent aucun des polluants mentionnés ci-dessus, ni de CO2 pendant leur utilisation. Cette qualité est particulièrement importante dans les zones densément peuplées, où la santé des habitants peut être gravement affectée. Cependant, la production des carburants qui alimentent les véhicules à moteur, tels que la production d’hydrogène à partir de combustibles fossiles, peut produire plus d’émissions par kilomètre que les émissions produites par un véhicule à combustible fossile conventionnel. Une analyse du cycle de vie du puits à la roue est nécessaire pour comprendre les implications en termes d’émissions associées à l’exploitation d’un ZEV.
Parmi les autres technologies de véhicule zéro émission, on peut citer les véhicules hybrides rechargeables (par exemple, ICE / batterie électrique) en mode électrique, certains véhicules hybrides rechargeables en mode de recharge et électrique (par exemple, pile à combustible / batterie électrique, moteur à air comprimé / batterie électrique), liquide véhicules à azote, véhicules à hydrogène (utilisant des piles à combustible ou des moteurs à combustion interne convertis) et véhicules à air comprimé généralement rechargés par des compresseurs lents (domestiques) ou rapides (stations routières), des véhicules de stockage d’énergie à volant d’inertie, des voitures à énergie solaire et des tribrides.
Les transports personnels Segway sont des machines à deux roues, à équilibrage automatique et alimentées par batterie, qui sont onze fois plus éconergétiques que la voiture américaine moyenne.Fonctionnant sur deux batteries lithium-ion, le Segway PT ne produit aucune émission en fonctionnement et utilise une quantité d’électricité négligeable pendant la charge via une prise murale standard.
Enfin, en particulier pour les bateaux (bien qu’il existe des véhicules terrestres éoliens (avec éolienne et cerf-volant) et autres engins nautiques, des voiles régulières et spéciales (voilures tournantes, voiles à ailettes, voiles turbo, il existe des voiles qui peuvent le propulser sans émission. , pour les grands navires (comme les pétroliers, les porte-conteneurs, …), le nucléaire est également utilisé (bien que rarement).
Les vélos
Au milieu du XIXe siècle, la possession de vélos est devenue courante pendant le boom de la bicyclette précédant la possession massive de voitures. Dans les années 1960, le pigeon volant est devenu le véhicule mécanisé le plus populaire de la planète. Quelque 210 millions de vélos électriques circulent en Chine.
Des incitations
Subventions pour les transports en commun
Les transports publics japonais vont dans le sens de zéro émission en raison de préoccupations environnementales croissantes. Honda a lancé un bus conceptuel doté de machines d’entraînement situées à l’arrière du véhicule afin de générer l’énergie cinétique nécessaire à la propulsion.
En raison de la nature arrêtée de la marche au ralenti dans les transports en commun, le freinage par récupération peut être une possibilité pour les systèmes de transport en commun du futur.
Subventions pour le développement de voitures électriques
Dans le but de réduire les émissions de dioxyde de carbone et les nuisances sonores dans les villes d’Afrique du Sud, le Département des sciences de l’Afrique du Sud a La technologie (DST), ainsi que d’autres investissements privés, ont dégagé 5 millions de dollars américains par l’intermédiaire du Fonds pour l’innovation pour le développement de la Joule. La Joule est une voiture à cinq places, dont la sortie est prévue pour 2014.
Programme de réduction des émissions
Le California Air Resources Board (CARB) a mis en place le programme Zero Emission en 1990 sur la base du California Clean Air Act de 1987. Il s’agit ici d’une partie du programme de réduction des émissions, qui porte l’abréviation LEV (anglais: véhicule à faibles émissions ou véhicule à faibles émissions allemand) et le numéro de version à un chiffre correspondant sous forme d’indice. Cela existe maintenant dans sa 3ème version sous le nom LEV 3 et est valide. Ce programme-cadre a déjà établi que, d’ici 2018, la proportion de véhicules nouvellement immatriculés satisfaisant aux exigences de la ZEV doit être de 18% du nombre total de véhicules nouvellement immatriculés. En 1997, les Big Seven – les sept constructeurs automobiles qui vendent le plus grand nombre de véhicules en Californie – ont tout d’abord mis au point et produit un véhicule à zéro émission.Cependant, la réglementation initialement stricte a été clairement révisée en faveur des constructeurs automobiles. Dans l’intervalle, ces dispositions n’ont pas été adoptées, elles sont uniquement valables en Californie, mais sont utilisées au fil du temps par un certain nombre d’États américains et sont utilisées dans des applications.
L’ensemble de la législation s’applique exclusivement à certaines émissions de polluants provenant de véhicules qui sont rejetés dans l’environnement pendant le fonctionnement (réservoir à roue): monoxyde de carbone, hydrocarbures non brûlés, NMOG et oxydes d’azote NO x. Les émissions de CO 2, qui ont acquis une nouvelle valeur au cours de la discussion sur le climat, ainsi que la prise en compte de l’approvisionnement en énergie du réservoir au réservoir ou de toute la chaîne énergétique, de la production d’énergie à la conversion en énergie cinétique. -wheel), ne sont pas pris en compte., Un bilan global des polluants ou l’analyse du cycle de vie est également ignoré.
Toutefois, pour la performance environnementale d’un véhicule, non seulement les émissions en cours de fonctionnement liées au véhicule sont pertinentes, mais également la charge de
Production du véhicule
Production et préparation du combustible ou du courant électrique
Entretien du véhicule
Mise au rebut du véhicule
Émissions liées à la logistique pour la production, la distribution, la maintenance et l’élimination
Contrairement aux normes européennes relatives aux émissions, qui imposent à tous les constructeurs de respecter une limite plus stricte à une date donnée pour tous les nouveaux modèles, de nouvelles normes sont introduites aux États-Unis et en Californie, avec des limites plus strictes pour ce que l’on appelle les phases de dépose et de dépose. la norme. Il s’agit d’une mise en œuvre pluriannuelle qui exige que la nouvelle norme soit augmentée d’un pourcentage d’augmentation annuelle de tous les nouveaux modèles, l’ancienne norme pouvant être respectée d’un pourcentage annuel de tous les nouveaux modèles. Ceci s’applique individuellement à chaque constructeur, la base de calcul dudit pourcentage s’appliquant à la totalité du parc de véhicules nouvellement lancé sur le marché du constructeur.
C’était également le cas pour le passage du LEV 1 au LEV 2. Le LEV 1 existait déjà depuis l’année modèle (un nouveau modèle a déjà été mis sur le marché entre août et octobre de l’année précédente) en 1994 avec la validité progressive correspondante. Au cours de la période 2004-2007, il a été remplacé par une mise en phase correspondante ou progressive par LEV 2, par incréments de 25%.
Le passage de LEV 2 à la nouvelle régulation LEV 3 a lieu à nouveau en tant que phase d’introduction ou de suppression progressive, mais cette fois par étapes de 20%. Il a déjà commencé en 2016 et se terminera en 2020. Toutefois, parallèlement, une réduction continue de la valeur moyenne du parc pour la somme de NMOG et de NO x au cours de la période prolongée de 2015 à 2025 s’applique, dans laquelle la valeur finale est appliquée. de 30 mg par mile est finalement spécifié.
Les deux transitions sont présentées dans les tableaux suivants, ventilées par année.
Phase-In / Phase-Out LEV 1 / LEV 2
| année modèle | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 |
|---|---|---|---|---|
| LEV 1 | 75% | 50% | 25% | 0% |
| LEV 2 | 25% | 50% | 75% | 100% |
Phase-In / Phase-Out LEV 2 / LEV 3
| année modèle | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2022 | 2023 | 2024 | 2025 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| LEV 2 | 100% | 80% | 60% | 40% | 20% | 0% | – reste 0% – | ||||
| LEV 3 | 0% | 20% | 40% | 60% | 80% | 100% | – reste 100% – | ||||
| – réduction linéaire de la moyenne de la flotte pour la somme NMOG + NO x – | |||||||||||
Limites
Les valeurs limites répertoriées dans les deux tableaux suivants se rapportent à un kilométrage de 50 000 milles. Pour le kilométrage 100 000 miles, également appelé « durée de vie utile », les valeurs limites à démontrer sont chacune légèrement plus élevées.
Limites du programme des basses émissions de la Californie (LEV 1 )
| classe d’émission | CO g / mile | NMOG g / mile | NO x g / mile |
|---|---|---|---|
| TLEV – Véhicule à faibles émissions transitoires | 3.4 | 0,125 | 0.4 |
| LEV – Véhicule à faibles émissions | 3.4 | 0,075 | 0,2 |
| ULEV – Véhicule à très faible émission | 1,7 | 0,04 | 0,2 |
| ZEV – Véhicule zéro émission | 0 | 0 | 0 |
Limites du programme californien sur les faibles émissions (LEV 2 )
| classe d’émission | CO g / mile | NMOG g / mile | NO x g / mile |
|---|---|---|---|
| TLEV – Véhicule à faibles émissions transitoires | 3.4 | 0,125 | 0.4 |
| LEV – Véhicule à faibles émissions | 3.4 | 0,075 | 0,2 |
| ULEV – Véhicule à très faible émission | 1,7 | 0,04 | 0,2 |
| ZEV – Véhicule zéro émission | 0 | 0 | 0 |
classe d’émissionCO g / mileNMOG g / mileNO x g / mileLEV – Véhicule à faibles émissions3.40,0750.05ULEV – Véhicules à très faibles émissions1.70.040.05SULEV – Véhicule ultra ultra à faibles émissions10.010.02ZEV – Véhicule à émissions nulles000
CO = monoxyde de carbone – NMOG = gaz organique sans méthane (hydrocarbures sauf le méthane) – NO x = oxyde nitrique
Validité
Les États américains suivants ont déjà adopté la réglementation californienne LEV:
Arizona, mon 2011
Connecticut, ma 2008
Maine, ma 2009
Maryland, mon 2011
Massachusetts, ma 2004
New Jersey, ma 2008
Nouveau Mexique, mon 2011
New York, mon 2004
Oregon, ma 2009
Pennsylvanie, ma 2008
Rhode Island, ma 2008
Vermont, ma 2004
Washington, mon 2009
Les États américains suivants sont toujours en discussion pour savoir si les dispositions devraient être adoptées:
Colorado
Floride
Montana
Caroline du Nord
Utah
Wisconsin
Développement ultérieur des exigences ZEV depuis l’introduction
Après l’annonce de l’introduction du mandat ZEV, après de longues discussions avec des représentants de l’industrie automobile, pour l’année modèle 2003, un pourcentage de 10% de tous les véhicules nouvellement immatriculés répondant aux exigences de la ZEV a été défini.Cependant, l’intention initiale de ne reconnaître que les véhicules à zéro émission qui n’émettaient rien en réalité a été abandonnée après de graves interventions de l’industrie automobile. Selon la version d’origine, pour de tels véhicules, seuls les véhicules à pile à combustible et les véhicules électriques alimentés par batterie pouvaient être utilisés. Alors que les véhicules fonctionnant à l’hydrogène étaient encore en développement en 2003, les véhicules électriques à batterie avaient été développés tôt par tous les principaux fabricants. Cependant, leur production n’était pas économique, c’est pourquoi les constructeurs ont réclamé un assouplissement des lois CARB et, après leur mise en œuvre, ont presque complètement interrompu le développement du ZEV et ont même partiellement supprimé les véhicules ZEV en état de fonctionnement. Ce documentaire concerne le documentaire Qui a tué la voiture électrique? à partir de l’année 2003.
Exemples de développements de véhicules ZEV de cette phase:
GM EV1
Toyota RAV4 électrique
Honda EV Plus
Ford Ecostar
Ford Ranger EV
BMW E1
Daimler Classe A électrique
Golf CitySTROMer
Hotzenblitz
Pour cette raison, à partir de 2003 (lancement des véhicules ZEV), les véhicules partiellement reconnus dotés de disques de faible puissance ou très propres, ou – comme les véhicules hybrides récemment introduits – pouvaient parcourir une petite distance purement électrique. Cela a entraîné une « dilution » de la part initiale des véhicules à 10% de véhicules à moteur ZEV, raison pour laquelle le nom de LEV (littéralement, « véhicule à faibles émissions ») a été de plus en plus établi par les constructeurs. Actuellement, une augmentation progressive de la part du ZEV de 4,5% en 2018 à 22% à partir de 2025 est prévue.
Quels constructeurs automobiles sont concernés
Le développement des entraînements électriques à piles, ou ceux qui tirent leur énergie requise d’une pile à combustible et d’un réservoir d’hydrogène, n’est pas du tout ce que tous les constructeurs automobiles vendant des automobiles en Californie vendent. La Commission des ressources aériennes, en tant qu’autorité responsable, a toujours été au courant de cela. Par conséquent, une solution échelonnée a été créée pour ces petites entreprises:
Préoccupation des constructeurs automobiles
| Indépendance de l’entreprise | Quantité vendue par an en Californie | Affecté par le mandat ZEV | commentaire |
|---|---|---|---|
| Nonindépendant | jusqu’à 4 500 | pas affecté | |
| indépendamment | jusqu’à 10 000 | pas affecté | |
| 4 501 à 60 000 | affecté | mais les exigences ZEV ne peuvent être satisfaites qu’avec les véhicules PZEV (statut bronze) | |
| plus de 60 000 | complètement affecté | les constructeurs concernés sont: Daimler, VW, General Motors, Ford, Toyota, Honda, Hyundai (les « sept grands ») |
Pour ces fabricants, un exemple de calcul pourrait ressembler à ceci:
exemple de calcul
| Véhicules vendus d’un fabricant | 100000 |
| De cette obligation pour le constructeur de proposer 10% de véhicules répondant aux critères ZEV: | 10 000 |
| Le nombre pourrait alors être composé comme ceci: | |
| Crédits par véhicules ZEV | 2000 |
| Crédits des véhicules AT-PZEV | 2000 |
| Crédits par véhicules PZEV | 6000 |