Le potentiel de développement des vélos électriques

Les moteurs alimentés par batterie peuvent stimuler l'utilisation des vélos, réduisant ainsi les émissions de gaz à effet de serre des voitures.

Impact

    En 2018, les utilisateurs de vélos électriques (e-bike) ont parcouru environ 289 milliards de kilomètres, principalement en Chine. Sur la base d'études de marché, nous prévoyons que l'utilisation pourrait atteindre 1,44 à 1,66 billion de kilomètres par an d'ici 2050. La croissance se produira en Amérique latine, au Moyen-Orient et en Afrique. Cette solution pourrait réduire les émissions d'équivalent dioxyde de carbone de 1,39 à 1,55 gigatonne et faire économiser aux propriétaires de vélos électriques 402,06 à 446,01 milliards de dollars US en coûts initiaux et 1,07 à 1,23 billion de dollars US en coûts d'exploitation à vie.

Introduction

    Les vélos électriques (e-bikes) sont aujourd'hui le moyen de transport motorisé le plus écologique au monde. Ils offrent bon nombre des mêmes avantages que les vélos traditionnels, en particulier la facilité et la polyvalence de la mobilité pour les navetteurs urbains, mais les vélos électriques présentent des avantages que les vélos conventionnels n'ont pas. Un moteur et une batterie attachés permettent de traverser des collines escarpées ou de parcourir de longues distances avec peu d'effort, élargissant l'utilisation à des personnes qui ne choisiraient pas autrement un transport actif à faible émission de carbone. Ces avantages ne sont toutefois pas gratuits. Les vélos électriques ont des émissions plus élevées qu'un vélo ordinaire ou simplement la marche. Ils peuvent coûter plus cher que les vélos conventionnels et créent un défi de fin de vie pour les batteries périmées.

    Ce rapport examine les impacts environnementaux et financiers nets de l'utilisation accrue des vélos électriques dans le monde de 2020 à 2050. Nous comparons les vélos électriques avec d'autres options de mobilité, car la recherche a indiqué que de nombreux utilisateurs de vélos électriques auraient plutôt utilisé d'autres modes, y compris les véhicules légers, les transports en commun, les bicyclettes ordinaires et les véhicules motorisés à deux roues comme les scooters.

Méthodologie

Marché adressable total

    Le marché adressable total pour les vélos électriques correspond à la demande totale de transport urbain projetée jusqu'en 2050. Nous l'avons établi à partir des projections de référence de l'Agence internationale de l'énergie (AIE) et du Conseil international sur les transports propres (ICCT). L'Institute for Transportation and Development Policy et l'Université de Californie, Davis (ITDP/UCD) ont fourni des estimations d'adoption. La plupart des adoptions mondiales ont eu lieu en Chine, mais une croissance est attendue à l'échelle mondiale. Nous estimons que l'adoption actuelle totale (définie comme la demande fonctionnelle en 2018) représente un peu moins de 1 % du marché total.

Scénarios d'adoption

    Nous avons calculé les impacts d'une adoption accrue des vélos électriques de 2020 à 2050 en comparant deux scénarios de croissance avec un scénario de référence dans lequel la part de marché était fixée aux niveaux actuels.

• Scénario 1: L'utilisation du vélo électrique continue de croître sans aucune intervention majeure pour atteindre 1,44 billion de passagers-kilomètres (3 % du total des déplacements urbains).

• Scénario 2 : L'utilisation du vélo électrique augmente en pourcentage de l'utilisation totale du vélo, qui augmente également, et atteint 1,66 billion de passagers-kilomètres (3 % du total des déplacements urbains).

Modèle d'émissions

    Nous avons estimé les émissions en fonction de la consommation d'énergie du réseau et du carburant, ainsi que les émissions indirectes de la production, et appliqué des facteurs d'émissions du réseau mondial pour les émissions d'électricité des vélos électriques. Nous avons utilisé une combinaison de modes de transport comme alternative conventionnelle. Certains de ces modes utilisent l'électricité, tandis que la plupart utilisent du carburant. Après avoir pondéré la consommation d'énergie, nous avons calculé les émissions du réseau et du carburant pour chaque alternative.

Modèle financier

    Toutes les valeurs monétaires sont présentées en dollars américains de 2014.

Les coûts d'installation provenaient d'un large éventail de sources. Les données sur les vélos électriques suggèrent que la batterie est la principale composante des coûts et que la taille de la batterie varie. Nous avons fixé le prix des vélos électriques à 491 576 $ US par mégawattheure de capacité de batterie installée, la moyenne de 23 points de données. Le premier coût de mise en œuvre de la solution est défini en dollars par mégawattheure de batterie installée. Il est basé sur le prix d'achat des vélos électriques, pondéré par type de batterie et région. Les calculs sont basés sur l'hypothèse qu'un mégawattheure de batterie installée fournit des batteries pour environ 2 200 vélos électriques (chacun avec un pack de 458 wattheures) et que chaque vélo électrique parcourt un nombre moyen fixe de passagers-kilomètres par an. , donc 1 mégawattheure de batterie permet d'effectuer un peu plus de 6 millions de passagers-kilomètres par an.

Les coûts d'exploitation et de maintenance conventionnels (exprimés en dollars américains de 2014 par passager-kilomètre) comprennent les coûts de carburant et sont régionalisés et pondérés par la part modale. Nous avons utilisé une approche ascendante en agrégeant les données régionales en raison des différences de partage modal et de coûts entre les régions. Les voitures à combustion interne portent les frais fixes supplémentaires d'assurance. Les coûts d'exploitation et de maintenance de la solution supposent que les vélos électriques n'ont pas de coûts de maintenance autres que les coûts d'électricité.

L'intégration

    Nous avons donné la priorité aux solutions urbaines Project Drawdown par efficacité énergétique et spatiale, donc des solutions non motorisées comme Villes piétonnes et Infrastructure cyclable étaient les plus élevés, suivis des vélos électriques et d'autres solutions partiellement motorisées. Étant donné que les vélos électriques sont une priorité élevée, nous avons appliqué l'adoption complète pour chaque scénario de vélo électrique et réduit l'adoption de certaines solutions moins prioritaires pour garantir que le nombre total de passagers-kilomètres ne dépasse pas le total prévu par des sources telles que l'AIE et l'ICCT. Les variables partagées entre cette solution et d'autres avaient les mêmes entrées.

Résultats

    Dans le scénario 1, les vélos électriques pourraient empêcher le rejet de 1,39 gigatonnes de gaz à effet de serre équivalent dioxyde de carbone et faire économiser aux consommateurs 1,07 billion de dollars américains en coûts d'exploitation nets sur la durée de vie sur la période 2020-2050. Les premiers coûts de mise en œuvre sont inférieurs de 402,06 milliards de dollars à ceux des voitures, même lorsque les coûts de remplacement des batteries sont inclus.

Le scénario 2 évite 1,55 gigatonne d'émissions, économise 1,23 billion de dollars en coûts d'exploitation nets à vie et coûte 446,01 milliards de dollars de moins à mettre en œuvre que les voitures.

Discussion

    Transférer les passagers vers des modes de transport à faibles émissions est une étape importante vers la réduction des émissions. La solution Vélos électriques est un élément important de ce changement. Le secteur des transports était responsable d'environ 9,5 gigatonnes d'émissions d'équivalent dioxyde de carbone en 2018 (IEA, 2018). Notre scénario 1 montre que l'utilisation de vélos électriques à la place du mode conventionnel composite peut réduire les émissions d'équivalent dioxyde de carbone de 0,07 gigatonne par an en moyenne pour 2020-2050, avec une réduction cumulée de 1,14 gigatonne d'émissions d'équivalent dioxyde de carbone pour cette période. Dans des scénarios plus agressifs, le vélo remplace de plus en plus les trajets en voiture et la part des trajets à vélo effectués par des vélos électriques augmente.

    La pandémie mondiale qui a commencé en 2020 a vu un virage vers le vélo et en particulier les vélos électriques pour les loisirs et pour remplacer les déplacements qui auraient été effectués en transport en commun. Les vélos électriques et les vélos se sont vendus dans de nombreux endroits du monde, et plusieurs gouvernements ont commencé à offrir des incitations pour remplacer les vieilles voitures par des vélos électriques. Des pistes cyclables temporaires ont fait leur apparition partout dans le monde. Les décideurs politiques tentent de rendre ce changement permanent.

    La diminution des trajets en voiture et l'augmentation des trajets à vélo ont des effets bénéfiques concomitants sur la congestion, la qualité de l'air, le bruit, le stress et les retards de déplacement. En plus des impacts climatiques, les vélos électriques sont moins chers, émettent moins et utilisent moins de matériaux que les voitures ; ne provoque pas de congestion ; et peut être plus rapide dans les embouteillages que les voitures. Les avantages supplémentaires des vélos électriques comprennent des améliorations pour la santé et des impacts positifs sur l'économie locale, car les utilisateurs de vélos ont tendance à faire leurs achats dans leur communauté locale.

Les références

Agence internationale de l'énergie (AIE) (2018). Émissions de CO2 dues à la combustion de carburant Faits saillants de 2018. http://www.indiaenvironmentportal.org.in/files/file/CO2_Emissions_from_Fuel_Combustion_2018_Highlights.pdf