Voiture électrique, émissions de CO2 et pays par P.Langlois

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Christophe
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Voiture électrique, émissions de CO2 et pays par P.Langlois




par Christophe » 04/06/09, 10:34

Voici une analyse synthétique mais complète et pertinente sur les émissions de CO2 des voitures électriques et des véhicules électriques en général.

On ne le dira jamais assez: un véhicule électrique peut être compétitif sur le CO2 si et seulement si la source d'énergie primaire qui a produit l'électricité nécessaire à sa charge emet de faible émission de CO2! Mais heureusement: il n'y a pas QUE le CO2 dans la vie...

Les émissions de CO2 des voitures électriques

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Souvent, lorsqu’on parle de véhicules à motorisation électrique, on se demande si transférer les émissions des voitures traditionnelles vers les émissions des centrales électriques va réellement améliorer les choses concernant les gaz à effet de serre.

Pour répondre à ce questionnement, il faut d’abord considérer les émissions de CO2 des différents réseaux, exprimées en grammes de CO2 par kilowatt-heure d’électricité produite. Ces valeurs peuvent être obtenues via les statistiques des ministères ou départements de l’énergie ou de l’environnement des différents pays ou États, ou encore via les compagnies d’électricité d’État (EDF en France et Hydro-Québec au Québec).

Toutefois, les émissions de gaz à effet de serre données par ces organismes ou corporations sont souvent celles qui résultent de la combustion des carburants fossiles dans les centrales elles-mêmes. Il manque les émissions dues aux activités minières pétrolières ou gazières, pour aller chercher sous-terre les différents carburants, dont l’uranium pour les centrales nucléaires. Ces données ne tiennent pas compte non plus de la transformation des matières premières et de leur transport, ni de la construction des centrales. Il manque également les émissions qui résultent de la décomposition des arbres submergés dans les réservoirs des barrages hydroélectriques. Pour tenir compte de ces divers aspects, il faut effectuer une étude du cycle de vie d’un kiloWatt-heure d’électricité, de la terre à la prise. Diverses études nous apprennent, en gros, qu’il faut ajouter 15 % d’émissions pour le pétrole et le charbon et 25 % pour le gaz naturel. Pour ce qui est des centrales nucléaires, on compte généralement 15 gCO2/kWh, et il faut ajouter 18 gCO2/kWh pour les barrages hydroélectriques. En procédant de la sorte, on obtient pour la Californie, les États-Unis, la France, le Canada et le Québec les intensités d’émissions du tableau suivant.

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Maintenant, une voiture intermédiaire à motorisation électrique, construite en 2009 avec les meilleures technologies disponibles commercialement, consomme environ 17 kwh/100 km d’électricité stockée dans sa batterie. Par ailleurs, avec des moteurs-roues, un allégement de la voiture et une meilleure aérodynamique, la consommation devrait se réduire à 12 kwh/100 km d’électricité stockée dans la batterie, disons vers 2020. Mais, pour évaluer les émissions de CO2, nous supposerons une consommation de 15 kwh/100 km à partir de l’électricité stockée dans la batterie. Nous y ajoutons 6 % pour les pertes de la prise de courant (alternatif) à l’électricité stockée dans la batterie (continu), ce qui porte la consommation effective à 16 kwh/100 km, de la centrale aux roues. Pour obtenir les émissions de CO2 de la voiture électrique, il suffit de multiplier cette consommation effective par les émissions des réseaux du tableau précédent.

Les résultats sont présentés sur le graphique au début de ce billet. On y retrouve également les émissions de CO2 de voitures à essences pour fins de comparaison. La voiture intermédiaire à essence de 1500 kg (ligne bleue épaisse) est celle qui équivaut à la voiture intermédiaire électrique pour laquelle nous avons fait les calculs d’émission.

Pour obtenir les émissions de CO2 des voitures traditionnelles, nous supposons que l’essence est entièrement brûlée, ce qui dégage 2,36 kg de CO2 par litre. On tient compte du CO2 dégagé du puits de pétrole au réservoir de la voiture, en ajoutant 15 %, ce qui correspond aux évaluations des diverses études sur le sujet.

Il est particulièrement intéressant de constater qu’aux États-Unis, avec un parc de centrales qui brûlent des carburants fossiles pour produire 70 % de l’électricité (50 % de centrales au charbon et 20% de centrales au gaz naturel), les émissions de CO2 d’une voiture électrique sont malgré tout meilleures que celles d’une voiture consommant 5 litres/100 km, comme une Prius. En France et au Québec, des voitures électriques y émettraient beaucoup moins de gaz à effet de qu’une Prius, comme on peut le constater.

Le Québec apparaît, en fait, comme un endroit quadruplement privilégié pour implanter la mobilité électrique en Amérique, dû à

- l’importante diminution des gaz à effet de serre qui en résultera,

- à l’abondance de l’électricité qu’on y retrouve et son aspect renouvelable,

- à son faible coût (0,07 $ / kWh),

- et à l’économie très importante sur les importations de pétrole (100% d’importation)

Pour mieux voir la différence entre les divers types de centrales électriques, le graphique suivant nous présente les émissions de CO2 d’une voiture électrique intermédiaire dont on rechargerait la batterie avec l’électricité issue des différents types de centrales.

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La méthode de calcul est identique à celle du graphique précédent, à l’exception de l’intensité des émissions qui ne sont plus celles des réseaux dans leur ensemble, à différents endroits, mais plutôt les intensité d'émissions de GES des divers types de centrales, de la terre à la prise. Le tableau suivant regroupe les résultats obtenus en utilisant le calculateur de cycle de vie GHGenius développé pour Ressources naturelles Canada ( http://www.ghgenius.ca )

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Donc, comme on peut le constater, les émissions de CO2 des véhicules électriques ou hybrides branchables en mode électrique sont toujours considérablement inférieures à celles des véhicules traditionnels utilisant les carburants pétroliers. Le dernier graphique nous montre également l’importance d’utiliser les énergies renouvelables pour réduire de façon draconienne nos émissions.


Source: le blog de P. Langlois

Il faut nuancer ce raisonnement car je le trouve un peu trop plein d'excès d'optimisme notamment sur les chiffres de 16 kWh/100 km de la centrale à la roue (voir ci dessous) et sur les chffres des émissions de kWh en France (j'avais 90 g/kWh en tête).

De plus si on doit prendre en compte la construction des centrales: quid de la durée de vie encore limité des accus? En 2020 ca sera peut être différent? Je l'espère! Un directeur de Mitsubishi a avoué que seul la farbication des accus émettait déjà 40g CO2/km, voir ici: https://www.econologie.com/forums/mitsubishi ... t6280.html

Equivalence entre 16 kWh/100 km et consommation d'essence à rendement "véhicule" égal

16 kWh de la centrale à la roue ca donne, d'apres l'auteur, 15 kWh de la batterie à la roue (6% c'est déjà très faible comme diverses pertes centrale --> batterie mais peu importe).

Ces 15 kWh donneront (90% de rendement) 13.5 kWh mécaniques utiles.

Cette valeur correspond à la consommation avec un bon moteur diesel moderne (35% de rendement moyen) à 13.5/(0.35*10) = 3.86 L/100 km. C'est peu mais réaliste avec un petit véhicule. On obtient donc des émissions de 3.86 * 2.6 = 100 gr CO2/km et on passe donc en dessous de la barre des 114 gr/km...

Bref c'est pas simple de trancher sur le CO2 avec la propulsion électrique mais il est plus facile de produire de l'électricité dans son jardin que de forer un puit de pétrole...Si vous voyez ce que je veux dire! Et d'une manière générale je pense que c'est une erreur de se limiter au seules émissions de CO2 quand on parle de transport électrique: n'y a-t-il pas d'autres polluants dont la supression est un avantage considérable pour la santé publique?
Dernière édition par Christophe le 11/10/10, 09:59, édité 1 fois.
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par Capt_Maloche » 04/06/09, 13:56

EH ! je suis à 7.1 L/100 de moyenne à 140 avec mon char de 1680 kg :D et 8.xx sur autoroute d'aprés le constructeur

le 1er tableau concerne sûrement des Monospaces avec une forte prise au vent

Renault Vel Satis 2.0 DCI 150 FAP CARMINAT 2007

ConsommationConsommation urbaine : 9.2 l / 100 km
Consommation mixte : 7.3 l / 100 km
Consommation extra-urbaine : 6.4 l / 100 km
Réservoir : 80 l
CO2 : 194 g/km E

AÉRODYNAMISMES (m²)/Cx 2,37/0,335


pour un espace : AÉRODYNAMISMES (m²)/Cx 2,8/0,325

il y a 0.40m² de surface de différence entre une Vel et un espace quand même


Quoi qu'il en soit, en effet, l'origine de la production d'électricité doit être "verte"
Une bonne répartition de panneaux Photovoltaïques, d'éoliennes et consors permettra d'atteindre cet objectif
Dernière édition par Capt_Maloche le 04/06/09, 14:15, édité 1 fois.
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"La consommation s'apparente à une recherche de consolation, un moyen de remplir un vide existentiel croissant. Avec, à la clé, beaucoup de frustration et un peu de culpabilisation, accrue par la prise de conscience écologique." (Gérard Mermet)
OUCH, OUILLE, AÏE, AAHH! ^_^
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par Christophe » 04/06/09, 13:59

Il concerne surtout les voiture ESSENCE (majoritaire au canada tout comme aux USA).

N'empeche MOI je roule DEJA au solaire! Hé oui!! Image

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J'ai pas roulé beaucoup mais c'est quand même au solaire (c'est l'intention qui compte hihihiih)!! J'ai dû au moins faire...500 m depuis que j'ai finis le montage ! Au moins oui Messieurs!! :idea:
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Détails ici: https://www.econologie.com/forums/reparation ... 9-100.html
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par Christophe » 04/06/09, 14:04

[Mode Parano] Et si c'était justement ce que voulaient sournoisement empêcher les politique: qu'on recharge nos voitures au solaire (donc intaxable et incontrôlable...du moins au début) ?

Pour éviter ceci, on a inventé LA SUBVENTION sur le PV pour des utilisation moins "génante"...[/Mode Parano]
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par renaud67 » 04/06/09, 14:09

D'accord avec ce pont de vue parano : s'agissant d'électronique on trouvera toujours des montages pour se fabriquer un chargeur, pour au moins chargé partiellement sa voiture : que se passerait-il, disons, si il ne rentrait plus que la moitié de la TIPP ...
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par Christophe » 04/06/09, 14:14

Alors là ne t'inquiète pas pour ceci! On en a déjà parlé et les gouvernement savent être TRES TRES inventif quand il s'agit de mettre en place des systeme de taxation!!

Si il faut mettre d'origine un tracker GPS avec liaison GSM pour communiquer en temps réel (ou presque disons toutes les 24h ou semaine) les km parcourus, cela sera fait...et ca sera facturé "plus tard"...

N'ayons aucune inquiétude à ce sujet...seul les 1er utilisateurs seront privilégié, un peu comme pour toutes les nouvelles technologie...
Dernière édition par Christophe le 23/10/09, 13:29, édité 1 fois.
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par Christophe » 02/09/09, 12:58

Bonnjour à tous

Pour ceux qui n’auraient pas vu le reportage d’hier à RDI sur les voitures à motorisation électrique, auquel j’ai participé, vous pouvez le regarder en différé à l’adresse

http://www.radio-canada.ca/emissions/24 ... 2008-2009/

Cliquez sur «Regardez l’intégrale» du jeudi 6 août 2009 et faites avancer le compteur en bas jusqu’à 4/5 (encerclé en rouge sur l’image ci-dessous).

Pierre Langlois, Ph.D.
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par Christophe » 23/10/09, 13:27

Interview intéressante de l'IFP:

Août 2009

Pour réduire les émissions de CO2 et la dépendance pétrolière du secteur transports, les véhicules électrifiés présentent un potentiel important.

De l'hybride simple à l'hybride plug-in en passant par le véhicule entièrement électrique, les configurations sont nombreuses et elles tendent toutes vers des performances environnementales améliorées.

Philippe Pinchon, Directeur Moteurs-Energie à l'IFP, nous explique pourquoi l'électrification du véhicule va être progressivement augmentée et quels en seront les bénéfices.

Quels types de véhicules électrifiés vont se développer à l'avenir ?

Ph. P. : Les perspectives pour le marché mondial de l'hybride sont estimées entre 6 et 7 % des ventes à l'horizon 2018. Différentes configurations de véhicules hybrides, avec des puissances électriques disponibles à bord très variables, vont se développer. Selon leur configuration respective, et particulièrement les caractéristiques de leur batterie, les différents modèles vont avoir une autonomie électrique variant typiquement entre 5 et 200 kilomètres. Il faudra également compter dans les années à venir avec les véhicules purement électriques pour des usages essentiellement intra-urbains.
Selon le segment de marché et les usages visés, le choix s'orientera vers la solution offrant le meilleur compromis entre les gains en consommation énergétique et le surcoût du système embarqué et des infrastructures.

Quels sont leurs avantages en terme environnemental ?

Ph. P. : Les véhicules hybrides qui associent un moteur thermique, une machine électrique et leurs stockages d'énergie respectifs (réservoir de carburant et batterie) présentent un potentiel élevé en termes de réduction des émissions de CO2. Cette association permet en effet de choisir le mode de fonctionnement optimal (thermique, électrique ou combiné) selon le profil du trajet, et notamment de réserver l'utilisation du moteur thermique dans ses zones de bon rendement.

Mais la réduction de consommation de carburant et donc d'émissions de CO2 est fonction du degré d'électrification du véhicule : 3 à 7 % pour les modèles Stop&Start qui stoppent le moteur thermique à l’arrêt du véhicule; 20 à 35 % pour les modèles Full hybrid (capables de fonctionner en mode tout électrique sur de très courtes distances, entre 1 et 5 kilomètres), grâce notamment à la récupération d’énergie électrique lors du freinage. Quant aux futurs modèles rechargeables sur le réseau électrique et pouvant fonctionner en mode tout électrique sur des distances importantes, ils pourraient voir leurs émissions de CO2 réduites de 50 à 90 % en usage urbain et à condition toutefois que l'électricité soit produite à partir d'une source bas carbone comme en France. Enfin, avec les voitures électriques, des réductions moyennes d'émissions de CO2 de 50 % sont possibles en Europe.

Il ne faut en effet pas oublier que les marges de progrès sont très variables selon la source d’énergie électrique utilisée, la France avec une électricité d'origine nucléaire étant plutôt bien positionnée.


Y a-t-il encore des défis à relever avant une mise sur le marché à grande échelle ?

Ph. P. : Les batteries, dont la densité d’énergie et de puissance doit être augmentée et le coût abaissé tout en assurant les meilleures conditions de sécurité, nécessitent encore beaucoup de travaux de R&D. Les batteries lithium-ion et lithium-polymère constituent un réel progrès en termes de puissance embarquée comparées aux batteries nickel-métal-hydrure. Mais elles sont plus coûteuses et posent plus de problèmes de sécurité.

Des progrès doivent aussi être réalisés sur le moteur électrique lui-même, encore trop couteux et peu adapté à la grande série automobile. Autre point clé, le superviseur, véritable cerveau de l'automobile qui gère l’énergie à bord, les systèmes de climatisation, le freinage et les infrastructures de recharge. De fait, les architectures des véhicules hybrides sont complexes. De nombreux modes de fonctionnement sont possibles, du 100 % thermique au 100 % électrique en passant par la récupération d’énergie au cours du freinage où l’inertie du véhicule permet de recharger la batterie.
Les deux systèmes de motorisation peuvent aussi être utilisés en même temps, "en parallèle", pour disposer d’un supplément de puissance.
Tout ceci doit donc être piloté en temps réel par des logiciels intégrés dans les contrôleurs embarqués dans le véhicule pour, qu'à chaque instant, soit prise les meilleures décisions pour optimiser la charge de la batterie, diminuer la consommation et assurer le meilleur agrément de conduite.

Quels sont les travaux et les compétences de l'IFP dans ce domaine ?

Ph. P. : Bénéficiant de compétences clés en technologies moteurs, modélisation, simulation et contrôle, l'IFP a engagé des travaux importants, en partenariat avec les industriels, dans le domaine de l'hybride et l'électrique. Les recherches s'articulent autour des axes suivants : la conception de moteurs thermiques dédiés au véhicule hybride, la mise au point de stratégies de contrôle pour optimiser la gestion de l'énergie à bord et opérer le choix, en fonction de l'usage du véhicule, de la répartition de la puissance entre le moteur thermique et la machine électrique et, enfin, l'amélioration de la gestion des batteries et en particulier du diagnostic de l'état de charge pour étendre leur plage de fonctionnement. Pour réduire les coûts et délais de développement, l'IFP a adopté une démarche innovante qui associe le travail sur des maquettes virtuelles via la simulation sur ordinateur et des moyens d'essais réels.

L'IFP participe à de nombreux projets dans ce domaine qui réunissent partenaires industriels et académiques (projets ANR, projets du Fonds démonstrateurs de l'Ademe, etc.). Un projet de plate-forme de recherche, qui sera située près de Versailles et regroupera de nombreux moyens d'essais et de calculs est en cours de montage. L'IFP en est un acteur important. On assiste actuellement à une véritable mobilisation autour de la thématique des véhicules hybrides et électriques qui devrait permettre une mise sur le marché accélérée de ces technologies.


Sources + liens pour en savoir plus : http://www.ifp.fr/espace-decouverte-mie ... lectrifies
http://www.ifp.fr/axes-de-recherche/vehicules-economes
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par Capt_Maloche » 22/02/10, 11:32

ça c'est drôle :

L'avenir est aux véhicules hybrides Hackés, c'est fou non?

Certes, pour le boulot, je peux faire 50+100km par jour, rarement plus, après, ce sont quelques trajets occasionnels de 300bornes max, si plus, ce sera l'avion ou le train.

pour moitié, mes déplacement représentent environ 60Km/jour

pour moi et beaucoups de Français, cette autonomie électrique serait suffisante, 150 serait le top

Par contre, pour un VRP ou commercial, c'est clairement insuffisant.
La recharge par un petit diésel + générateur serait l'idéal
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par Christophe » 22/02/10, 11:36

Oui Maloche et ca ils SAURAIENT le faire facilement à bas prix.

1ere voiture = thermique
2ieme = électrique

Voir le 1er message ici: https://www.econologie.com/forums/voiture-et ... 3-240.html

Le débat de la voiture électrique est plus POLITIQUE que TECHNOLOGIQUE...


Après y a toujours des lobbyistes qui veulent nous faire croire que c'est un probleme technologique la VE...je pense qu'il est polito economique :)

Pourquoi certaines associations font mieux en auto construction que les protopipos des constructeurs autos?
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