La voiture du futur

[Michel Kieffer]

Elec,

242/248 grammes de CO2 par kWh = 67/69 grammes de CO2 par MJ : c’est ma base de calcul (73 grammes) cf. pages 21-22 « voiture électrique et CO2 » http://cocyane.chez-alice.fr/energie.html

Michel

[Elec]

Et bien tu vois, on va finir par être d'accord avec ceci:

La filière électrique a un meilleur bilan CO2 que la filière carburant liquide (quel que soit le carburant).

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Europe:

The EU‑25 average CO2 intensity of electricity (and heat) production in 2004 stood at 370 gCO2/kWh

Référence: Agence Internationale de l'Energie
CO2 Emissions from Fuel Combustion 1971‑2004 (IEA, 2006 edition)

the amount of elemental carbon per unit of energy is around 67 grammes for gasoline and 68 grammes for diesel. A molecule of carbon dioxide weighs 44/12 times more than a carbon atom. Therefore, assuming an oxidation factor of 99% to account for the small portion of fuel which is not oxidised to form CO2, we multiply those carbon contents by 0.99 x 44/12 to arrive at 242 gCO2/kWh for gasoline and 248 gCO2/kWh for diesel.

Efficacité des filières carburant liquide et électrique:



CO2 intensity of motive energy (Intensité CO2 par kWh d'énergie motrice):

Filière carburant liquide: 245 / 0.17 = 1441 gCO2/kWh
Filière électrique Europe: 370 / 0.365 = 1032 gC02/kWh

En fait le bilan est encore meilleur en Europe car une part de l'électricité est d'origine renouvelable et nucléaire.

[Michel Kieffer]

N’oublions pas…

Un véhicule électrifié sur une base actuelle n’apportera rien par rapport à un véhicule-hyper-léger-bien-profilé (VHLBP), que ce dernier soit thermique ou électrique (mais ça, nous le savons). En clair, commençons par faire des VHLP thermiques tels que nous les avons faits par le passé, et nous aurons fait l’essentiel. Il sera toujours temps plus tard, et seulement à ce moment, d’éventuellement électrifier une partie des VHLBP. Et encore faudrait-il que l’électricité du futur soit nettement moins émettrice de CO2 qu’aujourd’hui... mais nous n’en prenons pas le chemin !

MK

[Elec]

En résumé, comme souligne à juste titre le WWF dans son rapport, il est urgent d'électrifier le parc automobile mondial.

Des centaines de millions de voitures électriques sont une véritable opportunité pour le développement des énergies vertes: pour recharger une batterie, une source intermittente n'est pas un problème.

[Michel Kieffer]

Elec,

Erreurs et manques à ton tableau ci-dessus :
- Les rendements véhicules thermiques sont sous-estimés (20% en moyenne, faut quand même pas exagérer)
- Dans la colonne électrique, il manque le rendement « du puits à la centrale » (où ont-ils donc la tête ?), ils affichent un rendement moyen de 47,5% pour les centrales thermiques (faut quand même pas rêver) et ils ne font pas la part « fossile / non fossile » (çà, c’est à leur avantage, mais ils l’ont quand même oublié !)

Ce qui nous fait :
- Véhicule thermique : 0,83x0,35 (hypothèse rendement moyen diesel : moyenne 26/35% ville/route) = 0,29
- Véhicule électrique : 0,83x0,40 (rendement moyen centrales) x 0,9 (rend distribution) x 0,8 / 1,08 (coefficient surmasse de batteries pour un bonne centaine de km) = 0,23 Toutefois, 45% de l’énergie initiale est d’origine non fossile.

Au final, tu retrouves les rejets de CO2 de ma BD « voiture électrique et CO2 ».

Michel

[Michel Kieffer]

Elec,

1032 gr de CO2/kWh d’énergie secondaire, finale… ? = 0,287 gr de CO2 par MJ

Si il s’agit d’énergie finale, dans la BD « électricité et CO2 » page 26, tu trouves 0,128 kg CO2 / MJ d’électricité finale (EF) = 0,46 kg de CO2/ KWh d’EF, valeurs démontrées

En clair, 1032 gr de CO2 / kWh est largement sur estimé en défaveur de l’électricité !

Michel

[citro]

Analyse 106 électrique sur base des données « Citro »… mais il serait utile « qu’il » valide ces données :

Energie disponible, donnée Citro à valider : 55 Wh/kg
55 Wh/kg = 0,2 MJ/kg, à,raison de 260kg de batteries, nous obtenons 0,2x260 = 52 MJ

Je vais partir des données officielle. La 106 possède 20 batteries 6V 100Ah soit 12kWh embarqués soit 43.2MJ (donnée à valider par MK) :wink:

Consommation au cent, donnée Citro à valider : autonomie 60km (avec 52 MJ)
Autonomie 60km avec 52 MJ => 52 MJ / 0,6 (60 km) = 87 MJ au cent

Encore une approximation. Nos trajets quotidiens sont de 30 à 90km. 60km est une valeur moyenne, j'ai parcourru plusieurs fois 75 km sur une charge, certains "champions" dépassent les 100km. Ma femme conduit de façon normale dans le traffic. Je raisonne donc plutôt avec mes consommations mesurées à la prise: 200Wh/km soit 720J/km soit 72MJ/100km (donnée à valider par MK)

Energie utile au cent, hypothèse MK à valider par Citro : rendement batteries + charge… = 0,8 ? ; rendement moteur de la 106 = 0,85 ?
Ceci nous donne un rendement global de 0,8x0,85 = 0,68 ?
Et nous en déduisons l’énergie utile au déplacement = 87 MJx0,68 = 59 MJ

Le rendement moteur est de cet ordre, Peut-on extrapoler le rendement global avec les seuls éléments que je donne.

Energie utile au véhicule équivalent avec un moteur diesel, il s’agit d’intégrer l’influence de la surmasse des 260 kg de batteries :
Hypothèses : la 106 électrique perd 100 kg (delta moteur élec / diesel) de moteur mais prend 260 kg de batterie = + 160 kg. A raison de +0,5 l au cent par 100kg, ceci nous fait une consommation de 0,8 litre au cent en moins pour la 106 fossile. Sur une base de consommation de 6 litres au cent pour un usage équivalent, notre 106 fossile consomme 12% d’énergie utile en moins. C'est-à-dire que l’énergie utile à la 106 fossile équivalente = 59 MJ -12% = 52 MJ

Quel est le rendement du véhicule équivalent avec un moteur diesel :
(Energie utile (MJ) 106 fossile) / rendement moteur thermique (inconnue) = énergie fossile au cent (MJ) 
Rendement moteur thermique (inconnue) = Energie utile (MJ) / énergie fossile au cent (MJ) 
Hypothèse, pour le même usage (Citro : quel est ton usage : plutôt ville ou route...?)

C'est un mix de rocade à 90kmh et de ville, urbain+périurbain, je ne saurait donner de répartition...

: la 106 diesel consomme 6 litres au cent pour le même usage, ce qui nous donne :
Rendement moteur thermique (inconnue) = (52 MJ) / 6 litres x 0,85 (densité) x 43 MJ = 0,24 soit un rendement de 24% !
Ce chiffre est à recouper avec le rendement usage urbain de 26% calculé pages 5-6 de la BD voiture électrique et CO2 http://cocyane.chez-alice.fr/energie.html

Reste à Citro à vérifier des données ci-dessus (en rouge)

L’erreur est humaine, à vos calculettes…

Michel Kieffer

PS : …et Citro aura gagné sa médaille d’expérimentateur en chef !

Je ne cours pas après les médailles. Acquérir des connaissances et les partager me suffit. Le VE est bien méconnu du grand public.
Ce sujet débattu par des contributeurs de qualité apporte beaucoup d'eau au moulin

[Michel Kieffer]

Les dangers de la voiture électrique

Croyez-vous que nos constructeurs vont nous concevoir des VHLBP électriques ? Sous couvert de « zéro CO2 », ils vont se contenter d’électrifier nos « monstres » actuels.

C'est-à-dire que la voiture électrique décourage nos constructeurs de nous concevoir des VHLBP ou fossiles ou électriques.

Et vive le confort dans nos « tanks électrifiés », et advienne qui pourra pour nos descendants s’ils survivent !

MK

[Michel Kieffer]

Citro,

Même sans médaille, merci infiniment pour ton travail qui va nous permettre à tous de mieux comprendre. J'exploite tes données, met en ligne dès que possible. et met à jour mes BD si nécessaire.

Michel

[Elec]

- Les rendements véhicules thermiques sont sous-estimés (20% en moyenne, faut quand même pas exagérer)
Ce qui nous fait :
- Véhicule thermique : 0,83x0,35 (hypothèse rendement moyen diesel : moyenne 26/35% ville/route) = 0,29

WWF, page 82: Why is the mechanical powertrain so dismally wasteful?
An underlying characteristic of the ICE is that maximum efficiency is attained near the maximum load point. Automotive engineering consultant Ricardo estimates that modern gasoline and diesel engines operating at full throttle typically achieve efficiencies of around 28% and 33% respectively; most of the wasted energy is transferred to the exhaust, coolant, lubricant, and radiated heat.137 However, automotive engines seldom function at maximum power due to variable speeds and idling – especially in the urban environment – which makes their mean operating efficiency much lower in practice. At partial load, those automotive engine efficiencies drop to around 23% for gasoline and 30% for diesel.138 This explains why, for conventional vehicles, official fuel consumption figures are far more impressive in the extra-urban rather than the urban test cycle. Further losses mount up: according to energy expert Vaclav Smil, idling at red lights and in congested traffic can easily account for 5‑10% of the initial energy input, with a further 5% cannibalised by friction in the transmission. Hence, in practical terms, it is reasonable to assume mechanical powertrain efficiencies of 18% for gasoline and 23% for diesel.
http://assets.panda.org/downloads/plugg ... _final.pdf

Essence:
- route non encombrée: 23%
- environnement urbain: 18%

Diesel:
- route non encombrée: 30%
- environnement urbain: 23%

* Etant donné que la très grande majorité des trajets est effectué en environnement urbain ou sur routes encombrées, et que la majorité des véhicules dans le monde sont à essence, il est raisonnable de retenir le chiffre de 20%.

* Si le parc automobile mondial était 100% diesel, il serait raisonnable de retenir le chiffre de 25%.

* Et si l'on obligeait tout les automobilstes à rouler au diesel et de plus, si on leur interdisait de rouler en environnement urbain et sur les routes encombrées, alors c'est le chiffre de 30% qu'il faudrait retenir.

En clair, 1032 gr de CO2 / kWh est largement sur estimé en défaveur de l’électricité !

Comme précisé, c'est une valeur pour le mix électrique de l'UE.
Pour la France, c'est bien entendu beaucoup moins étant donné que la part des fossiles dans le mix en France est inférieure à 10%.

ils ne font pas la part « fossile / non fossile » (çà, c’est à leur avantage, mais ils l’ont quand même oublié !)

Tout à fait: l'objectif est de montrer que même avec un mix 100% fossile, le bilan de la filière électrique est meilleur que celui de la filière carburant liquide, quel que soit la carburant liquide.

Ce qui nous fait :
- Véhicule thermique : 0,83x0,35 (hypothèse rendement moyen diesel : moyenne 26/35% ville/route) = 0,29
- Véhicule électrique : 0,83x0,40 (rendement moyen centrales) x 0,9 (rend distribution) x 0,8 / 1,08 (coefficient surmasse de batteries pour un bonne centaine de km) = 0,23 Toutefois, 45% de l’énergie initiale est d’origine non fossile

Désolé Michel mais tu te plantes: tu ne pars pas des bons chiffres (et de plus tu ne considères que l'hypothèse diesel).

- prendre 17% de perte pour l'extraction du charbon et son transport vers une centrale à charbon est largement surestimé (le charbon chinois est consommé localement, idem aux USA). Une valeur de 5% me semble bien plus réaliste (je vais apporter des refs à ce sujet). Pour les carburants liquides, il y a une étape consommatrice d'énergie: le raffinage.

- prendre 35% de rendement moyen diesel pour la moyenne des usages est surestimé. C'est 25% la valeur correcte pour le diesel en usage moyen.

- prendre 10% de perte sur le réseau est surestimé. La moyenne mondiale est de 8% (Source: Agence Internationale de l'Energie)

Scénario de Michel, 100% du parc automobile Diesel:
83% x 25% = 20,75%

Scénario de Michel, 100% du parc automobile Diesel et interdiction de circuler en environnement urbain et sur routes encombrées:
83% x 30% = 24,9%

Electrique (mix 100% fossile):
95% x 40% x 92% x 80% = 27,9%

Si on ajoute ton "coefficient de surmasse" batterie de 8% de perte (ce qui est une erreur car le rendement est indépendant de la forme et de la masse du véhicule; et ce qui est très exagèré et non pertinent avec un réseau type BP en place; et deplus avec la voiture thermique il te faut alors prendre en compte le coeff de surmasse de tout le bazard autour du moteur thermique et le poids du carburant liquide):

95% x 40% x 92% x 80% x 92% = 25,6%

25,6 > 20,75
et
25,6 > 24,9

Précisons que l'on est ici dans la pire des hypothèses pour l'électrique: un mix électrique 100% basé sur les fossiles.

Et n'oublions pas le critère santé etc...