Une étude prédit une croissance constante des tracteurs agricoles électriques

Apr 27, 2023

Malgré de grands défis, des machines de plus petite puissance trouvent leur place dans certaines fermes américaines.

1 juin 2023

Par Jacob Whitson

Les start-ups de tracteurs électriques comme Monarch Tractor et Solectrac, ainsi que les véhicules électriques de Kubota, New Holland et Fendt, transforment l'industrie des véhicules agricoles de 38 milliards de dollars aux États-Unis.

Selon Researchandmarkets.com, le marché américain des tracteurs agricoles électriques valait 220 millions de dollars en 2021. L'adoption, encore à ses débuts, se heurte à des difficultés en termes de coûts initiaux élevés, d'anxiété d'autonomie et de capacité de puissance. En supposant que ces problèmes soient réglés, où va le marché ?

CALSTART, une organisation à but non lucratif travaillant à développer des solutions de transport propres et efficaces, a mené des recherches en partenariat avec la société d'information commerciale Interact Analysis sur la pénétration des tracteurs électriques à batterie et hybrides. Au total, 57 tracteurs électriques à batterie ont été vendus aux États-Unis au cours des premiers mois de 2022, ce qui ne représente que 0,02 % des ventes totales de tracteurs aux États-Unis. D'ici 2029, cependant, les ventes de tracteurs électriques à batterie devraient dépasser la barre des 3 000 unités, ce qui représentera 1 % des ventes totales de tracteurs cette année-là.

Pendant ce temps, les ventes de tracteurs électriques hybrides devraient représenter environ 8 % des ventes totales de tracteurs en 2029, avec près de 22 000 véhicules vendus au secteur agricole. Cela représente environ 500 en 2022.

Projection des ventes annuelles de tracteurs aux États-Unis par type de groupe motopropulseur, source : Hayfield et Zhang, analyse Interact, 2021

En raison d'entreprises agricoles uniques axées sur les cultures spécialisées et les vignobles, l'État de Californie devrait ouvrir la voie, avec 12 % des quelque 8 000 ventes de tracteurs prévues en 2029 étant des modèles électriques à batterie, et 8 % supplémentaires électriques hybrides.

Les principaux acteurs du marché agricole américain électrifié - jusqu'à présent - incluent Solectrac, qui a présenté son tracteur électrique compact E25 ; Monarch, qui commercialise son tracteur Mark V 'driver optional' ; et New Holland, avec son tracteur T4 Electric Power.

Calstart pense que la technologie électrifiée passera progressivement au secteur de l'équipement agricole. Ce processus est connu sous le nom d'effet tête de pont et envisage la transformation technologique par le transfert. Par exemple, si vous regardez l'illustration ci-dessous, vous voyez des véhicules agricoles légers adoptés dans la vague 3, avec des équipements plus gros comme les moissonneuses-batteuses plus tard dans la vague 5.

Le modèle Beachhead, conçu par CALSTART et le California Air Resources Board (CARB), prévoit une transférabilité technologique compatible entre différents groupes de véhicules sur route et hors route, comme le montre la figure ci-dessous.

Tout est question d'avancées technologiques et d'économies d'échelle. Le résultat sera la réduction d'échelle du marché de la combustion interne à mesure que ces types de moteurs seront progressivement supprimés des applications sur route, avec un effet d'entraînement conséquent sur le marché du tout-terrain, car les groupes motopropulseurs et les pièces diesel traditionnels deviennent moins disponibles et plus chers.

Bien qu'il soit plus probable que cela affecte principalement les équipements agricoles plus légers à court terme, les acteurs du secteur agricole doivent être conscients que l'électrification de leur industrie devrait s'étendre aux équipements plus lourds, sous forme pure ou hybride - ceux-ci en plus des piles à combustible à hydrogène, déjà une source d'énergie éprouvée pour les équipements plus gros.

Infrastructure de recharge : À l'heure actuelle, les utilisateurs finaux sont confrontés à plusieurs obstacles importants. L'un des principaux défis de l'électrification agricole est l'installation de bornes de recharge électrique ou de ravitaillement en hydrogène. Les fermes peuvent être éloignées, avec un accès limité à l'électricité ; de plus, l'infrastructure de l'hydrogène, y compris son transport et son stockage, en est encore à ses balbutiements technologiques.

Coût : Les chargeurs électriques peuvent être très chers, avec de puissants chargeurs rapides coûtant jusqu'à 100 000 $ par unité. Les batteries nécessaires pour faire fonctionner de gros équipements sont actuellement trop volumineuses pour être intégrées de manière réalisable dans ces équipements.

Cycle de service (pourcentage de temps pendant lequel un appareil fonctionne sur une période donnée) : un retour sur investissement positif sur un équipement agricole électrifié coûteux (en particulier un équipement plus gros déployé pour la gestion des cultures) est difficile à obtenir lorsque l'équipement est inactif pendant une grande partie de l'année. Lorsqu'ils sont utilisés, les longs cycles d'utilisation de l'aube au crépuscule de certains équipements agricoles empêchent l'utilisation de la technologie de batterie actuelle, étant donné que les batteries ne conserveront pas une charge suffisante pour répondre à ces cycles d'utilisation. S'arrêter pendant plusieurs heures pour se recharger n'est pas une option lorsque des prévisions météorologiques défavorables signifient que l'équipement peut être nécessaire 24 heures sur 24.

Taille de la batterie : la technologie de la batterie est une contrainte pour l'électrification des gros véhicules agricoles - à la fois en termes de taille de batterie qui serait nécessaire pour les plus gros véhicules et les problèmes soulevés par les exigences de récolte intensives périodiques de l'aube au crépuscule de certains types d'agriculture. Des batteries de la taille nécessaire pour alimenter les plus gros véhicules semblent loin (bien qu'un rapide coup d'œil au graphique du modèle de tête de pont ci-dessus montre que la vague quatre a déjà été atteinte dans de nombreux cas - et qui aurait pu imaginer il y a quelques années à peine que Scania aurait sorti un camion électrifié de 66 tonnes d'ici 2023 ?). Le problème n'est pas seulement qu'il est difficile de monter des batteries aussi grosses sur des machines, mais aussi que, même si vous le pouviez, leur poids pourrait provoquer un compactage du sol.

Alors que l'électrification des plus gros véhicules agricoles n'est clairement pas aussi imminente que l'électrification des véhicules compacts, CALSTART reste confiant que cela se produira. Si la technologie des batteries s'avère incapable de répondre à la tâche, la solution sera soit les piles à combustible à hydrogène, soit les moteurs à combustion interne à hydrogène (ICE). En fin de compte, l'ICE standard est sur le point de disparaître, et il est très peu probable que l'économie du maintien des ICE en production reste viable si le seul marché pour eux était le plus grand des machines agricoles.

L'infrastructure a également été notée comme un défi majeur pour l'électrification de l'industrie agricole, et c'est un défi qui ne peut être relevé que par des initiatives fédérales et étatiques ; une telle initiative est le projet de 96 millions de dollars de l'administration Biden annoncé en juillet 2022 pour faire avancer la technologie et l'infrastructure de recharge pour les équipements tout-terrain, y compris les véhicules agricoles.

En Californie, nous avons vu l'émergence de Gridtractor, une filiale de Polaris Energy Services. Gridtractor étudie l'infrastructure électrique agricole existante et les types d'équipements utilisés, quantifie les avantages de l'électrification et présente un plan aux agriculteurs basé sur les tarifs, l'utilisation de l'équipement, les incitations disponibles et les économies de coûts, leur permettant de décider quel équipement agricole électrifier.

L'entreprise développe encore du matériel et des services à distance qui permettront aux agriculteurs de déployer des flottes de tracteurs et d'autres équipements de manière à optimiser la consommation et le stockage de l'énergie. Gridtractor prévoit de s'étendre à l'échelle nationale, mais se lance initialement en Californie, où les fermes bénéficient déjà d'une infrastructure d'électrification étendue et d'incitations offertes par l'État.

Whitson est responsable du programme CORE chez CALSTART, une organisation américaine à but non lucratif de transport propre.

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