Un château de cartes s’effondre…
Introduction : « l’argument qui dérange »
«
Une voiture-hyper-légère-bien-profilée (VHLBP), personne n’en voudra ». Cet argument illustre bien notre réelle difficulté à anticiper. En clair, aujourd’hui nous gaspillons l’énergie de manière éhontée alors que la réalité nous imposera demain de tels véhicules.
Effets pervers des solutions hypothétiques (heureusement réalistes pour une part d’entre elles) : ces solutions sont une invitation à ne pas nous « mobiliser », confort oblige, face à cette problématique.
Résumons : que de temps de perdu !
Autre piste, la « voiture électrique chargée pendant les heures creuses » ?
L’idée de charger des batteries de voiture lorsque l’électricité est perdue mérite d’être creusée. Mais ceci ne change en rien la problématique des fondamentaux « légèreté + aérodynamique » : si notre parc était 100% VHLBP dont une part électrique : cette électricité perdue permettrait d’alimenter alors 3 fois plus de voitures ! CQFD
Donc, à ce stade, électrique ou pas, une VHLBP est déjà un progrès immense et majeur !
Maintenant, comparons une VHLBP électrique heures creuses (approche A) avec une VLHBP fossile (ou agrocarburants) associée aux même batteries, non plus mobiles, mais qui servent de stockage au réseau (approche B) :
Pour ne pas pénaliser la consommation de la VHLBP électrique pour cause de masse des batteries, nous supposons que son autonomie se limite à une centaine de km.
Ce n’est pas parce que l’électricité est perdue pendant les heures creuses qu’elle n’émet pas de CO2. C'est-à-dire que nous reprenons ci-dessous les émissions moyennes de 0,128 kg de CO2 par MJ d’énergie finale.
Approche A, VHLBP électrique alimentée par des batteries :
Ce véhicule va consommer 33 MJ au cent (nota B) d’énergie finale qui rejetteront 4,2 kg de CO2 au cent (nota B et remarque ci-dessus). Cette énergie a nécessité 92 MJ d’énergie secondaire (nota B).
Approche B, VHLBP fossile et batteries (non plus dans le véhicule mais dans le « garage ») qui servent à alimenter le réseau pendant les heures pleines :
Notre VHLBP fossile va consommer 73 MJ au cent (nota A) de carburant qui rejetteront 5,3 kg de CO2 au cent (nota A).
Pendant les heures pleines, nos batteries vont permettre d’économiser -6,9 kg de CO2 sur la production des centrales fossiles (nota C).
Bilan :
L’approche A, VHLBP électrique heures creuses, rejette 4,2 de CO2 au cent
L’approche B, VHLBP fossile et des batteries dans le garage, rejette -6,9 (nota D) + 5,3 (nota A) = -1,6 kg de CO2 au cent !
Pourquoi ce chiffre est-il négatif ? Tout simplement parce que l’ajustement heures pleines est à dominante largement fossile (nota C).
Cette démonstration s’appuie sur les productions actuelles et à moyen terme. Si l’électricité était « zéro CO2 », ce qui est inenvisageable avec nos consommations actuelles, la voiture électrique serait bien entendu préférable.
En conclusion, il vaut mieux stocker de l’électricité (voir PS ci-dessous) pour la restituer au réseau pendant les heures pleines que de la consommer dans des véhicules électriques. C'est-à-dire, sauf erreur de ma part, la « VSEB électrique heures creuses » est un très mauvais choix quelque soit la performance des batteries (sauf changement radical de contexte).
L’erreur est humaine, à vos calculettes… (je vérifie plus tard et met à jour si nécessaire)
Michel Kieffer
PS : cette démonstration compare 2 solutions, ceci ne veut pas dire qu’un stockage par batteries est le meilleur moyen de stocker de l’électricité !
PS : VHLBP = véhicule hyper léger bien profilé, masse = environ 500 kg
Nota A - Voiture VHLBP fossile :
• Données : hypothèse consommation moyenne très petit moteur diesel : 2 litres au cent ; rendement 35% ; densité gasoil 0,85 ; énergie gasoil 43 MJ/kg ; rejets : 0,073 kg de CO2 par MJ de gasoil (3,16 kg / kg)
• Energie embarquée pour réaliser 100 km (U2) = 2 litres x0,85x43MJ = 73 MJ dont 35% (rendement moteur) d’énergie utile au déplacement, soit énergie utile (U1) = 26 MJ au cent. Ces 26 MJ servent à accélérer le véhicule, à vaincre la résistance aérodynamique, la résistance au roulement et les pentes. Le reste, 47 MJ, est perdu.
• Rejets : 73 MJ x 0,073 kg de CO2 par MJ = 5,3 kg de CO2 au cent (il s’agit d’une VHLBP)
Nota B - Voiture VHLBP électrique :
• Energie utile 26 MJ au cent (U1). Pour ne pas pénaliser la consommation de la VHLBP électrique pour cause de masse des batteries, nous supposons que son autonomie se limite à une centaine de km. Hypothèse rendement moteur électrique + charge / décharge batteries = 80% ou 0,8
• Energie finale (cette énergie doit être stockée dans les batteries) nécessaire pour réaliser 100 km avec une voiture électrique VHLBP = 26 MJ/0,8 (rendement) = 33 MJ au cent (U3) dont 80% d’énergie utile au déplacement pour accélérer le véhicule, vaincre la résistance aérodynamique, la résistance au roulement et les pentes.
• Rejets : 0,128 kg de CO2 par MJ électrique d’énergie finale (cf. page 26
http://cocyane.chez-alice.fr/pdf/electricite_et_co2.pdf ) x 33 MJ = 4,2 kg de CO2 au cent
• Energie secondaire nécessaire pour réaliser 100 km = 33 MJ x 2,8 = 92 MJ d’énergie secondaire
Nota C – Nous supprimons des centrales thermiques très polluantes et non pas des centrales hydrauliques ! Pour cette raison il ne faut pas prendre nos 0,128 kg de CO2 par MJ d’énergie finale mais 0,083 kilo de CO2 par MJ d’énergie secondaire fossile (c’est une moyenne, voir page 26
http://cocyane.chez-alice.fr/pdf/electricite_et_co2.pdf )
Nota D - Energie électrique économisable par restitution aux heures pleines par nos batteries :
• Energie secondaire économisée : 33 MJ (U3) x 0,9 (rendement distribution) x 2,8 (ratio secondaire/finale) = 83 MJ (U4)
• Rejets associés économisés : 83 MJ x 0,083 (voir nota C) = -6,9 kg de CO2 au cent (ce chiffre est négatif parce qu’il s’agit d’une économie)