gotty

04 septembre 2008

Quelques précisions sur la voiture électrique

Comme souvent quand je parle d'énergie, j'ai fait quelques raccourcis rapides dans mon dernier billet sur les voitures électriques, et je me suis un peu emmêlé les pinceaux. Alors, je précise.

Tout d'abord, ma réflexion dans l'article était erronée, comme me l'a fait remarqué Val : raisonner sur la quantité d'énergie utilisée par une voiture "classique" et essayer de le convertir en énergie électrique ne vaut pas. En effet, le rendement du moteur n'est pas du tout le même : le rendement d'un moteur thermique (à essence ou diesel) est de l'ordre de 30% alors que celui d'un moteur électrique est plutôt de l'ordre de 80%. Cela veut dire que pour 100 d'énergie dans le réservoir, seul 30 sera effectivement utilisé pour déplacer la voiture avec un moteur thermique, alors que 80 seront utilisés dans une voiture électrique. Pour parcourir une distance donnée à une vitesse donnée, la voiture électrique consommera donc moins d'énergie que la voiture classique. A l'inverse, il y a des pertes énergétiques lors de la recharge de la batterie que l'on n'a pas quand on fait le plein : pertes lié au transport de l'électricité, au processus de recharge de la batterie...

Donc, comparer voiture électrique avec voiture à moteur thermique sur ce point là est assez absurde. Val me suggérait donc, à juste titre, de regarder plutôt la consommation (au kilomètre) des voitures électriques, et de refaire le calcul à partir de là. C'est ce que j'ai fait dans mon commentaire, mais ma réflexion comporte une erreur que je me dois de vous expliquer.

L'énergie primaire est l'énergie qui est disponible dans la nature, avant toute utilisation : le soleil, le bois, le pétrole sont des sources d'énergie primaires. L'énergie secondaire est l'énergie produite à partir de ces sources ; nos centrales n'ont en effet pas un rendement de 100% : pour le solaire, le rendement est plutôt de l'ordre de 15%, pour le nucléaire de 30% et pour les centrales à charbon de 45%. Enfin, l'énergie consommée est l'énergie secondaire, à laquelle on soustrait les pertes dues à l'utilisation de l'objet (pertes sur le réseau essentiellement) : les pertes sont assez minimes (de l'ordre de 10%) donc on peut les négliger. Le schéma ci-dessous devrait éclairer votre lanterne.

Dans mon commentaire, je calcule et calcule, et arrive à dire : le parc automobile, s'il n'utilisait aujourd'hui que des voitures électriques, consommerait 33 000 GWh (énergie consommée). Par contre, parler ensuite d'énergie primaire n'a pas de sens ! En effet, pour passer de l'énergie consommée à l'énergie primaire, il faut passer par le rendement de la centrale que l'on étudie. Or, je suppose que ce sera du nucléaire, mais ce qui n'est pas forcément vrai : peut-être que nous pouvons augmenter notre part d'éolien, ou au contraire utiliser beaucoup de pétrole. Mais surtout, les puissances des centrales sont en énergie consommée, pas en énergie primaire : quand on dit qu'une centrale a une puissance de 1GW, cela veut dire que si l'on fait tourner la-dite centrale pendant une heure, on obtiendra 1GWh d'énergie secondaire (qui est presque de l'énergie consommée, à 10% près).

Donc, après calcul, avec notre situation technologique actuelle, passer l'ensemble des voitures en électrique voudrait dire consommer l'énergie de 5 EPR, ou 3000 éoliennes nouvelle génération, ou 10km² de panneaux solaires. Mais encore une fois, tout n'est pas si simple. En effet, l'un des gros problèmes c'est que l'électricité produit ne se stocke pas, ou alors très mal. Ainsi, 5 EPR produisent effectivement l'énergie requis sur une année à condition de tourner 24h/24h. Mais, il est plus que probable que les recharges de voiture se fassent en majorité la nuit (il faut 10h pour recharger une voiture). Donc, si vous n'utilisez vos EPR que 12h sur 24, c'est 10 EPR qu'il vous faudra ! Les éoliennes et les panneaux solaires qui ne produisent de l'électricité que par intermittence (et surtout le jour pour les panneaux) ne seraient pas du tout adapté à ce genre d'utilisation.

Voici les précisions faites. La conclusion, elle, reste au finale inchangée. L'électricité, c'est bien, ça n'émet pas de gaz à effet de serre à utiliser. Par contre, la production n'est pas forcément propre (déchets nucléaires, centrales à charbon...) mais surtout, il faut en permanence que la production et la consommation s'équilibre. Transférer notre consommation de pétrole en consommation d'électricité n'est pas forcément "propre" : tout dépend de comment nous produisons notre électricité.

01 septembre 2008

La voiture électrique : la panacée ?

Les nouvelles sont bonnes, mais en fait pas trop : les voitures européennes émettent globalement moins de CO2 que l'année passée, mais la réduction n'est pas assez significative pour remplir les objectifs communautaires. Du coup, ça râle...

Une solution souvent présentée comme idéale est la voiture électrique : elle n'émet pas de CO2, fait peu (ou pas) de bruit, une conduite souple, agréable... Alors j'ai fait un petit calcul de coin de table, juste pour voir.

Tous les chiffres donnés ici sont volontairement minimisés, pour que le résultat soit un minimum nécéssaire. En France, 20 millions de voitures parcourent en moyenne 10000km par an. Cela fait donc 200 milliards de km par an.

Une petite voiture consomme environ 5L au 100km parcourus, cela fait donc 10 milliards de litre d'essence par an. Pour convertir ces litres en énergie, on utilise la tonne équivalent pétrole (tep) : c'est l'énergie contenue dans une tonne de pétrole. La tep est bien une unité d'énergie. En gros, un litre d'essence fait un kilo (un peu moins en fait : rappelez vous que l'essence flotte, donc est moins dense que l'eau) et est constitué très majoritairement de pétrole, donc une tep correspond à 1000 litres d'essence. 10 milliards de litres font 10 millions de tep : 10 millions de tep sont donc consommées chaque année pour le transport des particuliers.

Je rappelle 10 millions de tep, cela représente une énergie. Cette énergie, produite par une centrale nucléaire, serait de 100 millions de MWh, ou encore 100 000 GWh.

Un réacteur de nouvelle génération produit, au maximum, 10 000 GWh/an.

Donc, en ne prenant pas en compte de changements technologiques fondamentaux dans les rendements des moteurs, il faudrait construire de l'ordre de 10 nouveaux réacteurs nucléaires pour alimenter en électricité les voitures françaises (sachant qu'il y a environ 50 réacteurs en ce moment). Ce n'est pas exactement ce qu'on pourrait appeler une mesure écologique...

On le voit ici, comme on peut le voir dans beaucoup de domaines : ce n'est pas la science qui parviendra à résoudre fondamentalement le problème. Les vrais solutions sont une combinaison d'améliorations technologiques et une réduction de la consommation (la sobriété). Raaah, on va encore me taxer de décroissant.

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Photo : Malaurie Family sur Flickr

07 juillet 2008

Malus annuel durable

J'ai eu plusieurs commentaires "privés" sur mon article sur le malus annuel. Avant d'y répondre, j'aimerais préciser qu'il serait préférable que tout le monde fasse ses commentaires sur le blog plutôt qu'en aparté : d'une part, ça flatterait mon égo de voir "412 commentaires" sous un de mes articles, mais surtout, cela permettrait d'avoir une discussion entre les lecteurs, autrement plus riche qu'une discussion entre moi et mes lecteurs. Je referme la parenthèse.

Je disais donc que j'avais reçu plusieurs commentaires à ce sujet, me demandant notamment de bien prendre en compte l'aspect social d'une hausse du prix de l'essence qui risque de frapper les ménages les plus fragiles, alors que le malus annuel est plutôt à destination des ménages fortunés puisqu'il s'appliquera uniquement aux voitures neuves les plus polluantes - voitures en règle générale les plus chères. Quelqu'un m'a notamment écrit :

"Sinon,augmenter le prix de l'essence ne peut amener à une réduction des GES [NDLR : Gaz à effet de serre] que si ça entraîne les gens à effectivement moins prendre leur voiture. Or, il y a une énorme part des déplacements qui sont des contraintes (domicile-travail et déplacements professionnels), pour lesquels il n'existe pas d'alternative efficace (les transports en commun doublent la durée du trajet), et donc qui continueront à avoir lieu même avec une essence + cher."

Ce à quoi je réponds : lisez l'article de jeudi dernier ! La situation est simple : nous ne pouvons pas consommer plus de 2tCO2/an par personne. De même, le corps humain est limité au niveau de son alimentation. Disons qu'on peut ingurgiter sans problème 2500kcal par jour (chiffre approximatif) : si vous mangez trop, disons 5000kcal par jour, vous pouvez certes vous faire plus plaisir, mais les effets sur votre santé se feront sentir à plus ou moins long terme. Et votre nutritionniste n'est pas pour autant un intégriste de l'anorexie et du stoïcisme : il connait tout simplement vos limites naturelles, et sait que les dépasser vous fait courir un danger. Il en va de même pour l'environnement : dire que nos activités sont limitées n'est pas une "lubie écologiste", c'est une simple constatation des limites de la nature.

Donc, 2tCO2/an... Dès lors, toutes nos "contraintes économiques" se heurtent en vérité à cette "contrainte naturelle" : sachant que l'on ne peut pas, du moins à moyen terme, changer la seconde, c'est à la première que nous devons nous attaquer. Les déplacements domicile-travail ou professionnels sont des contraintes de notre société actuelle : si celle-ci va à l'encontre des limites naturelles, nous devons donc changer notre organisation du travail. Encore une fois, je ne suis pas communiste ou anti-capitaliste, je suis pragmatique : notre société est incompatible avec le fonctionnement de la Terre, nous devons "changer la société".

En ce qui concerne plus spécifiquement les transports, il faut donc diminuer notre mobilité (responsables pour environ un quart de nos productions de gaz à effet de serre, soit environ 1,5tCO2/an pour un français). On peut soit se fonder sur la bonne volonté des gens, soit passer à un système d'incitation-contrainte : l'histoire nous a prouvé que c'est cette dernière méthode qui est souvent la plus efficace.

Ma préconisation serait donc simple : augmenter le coût de l'essence et obliger les entreprises à rembourser les trajets domicile-travail à leurs salariés. Cette double action permettrait à la fois de limiter les trajets inutiles, de relocaliser l'économie, mais également de ne pas pénaliser les ménages les plus modestes.

Vous avez dit utopique ?

02 juillet 2008

Malus annuel

Hier, Jean-Louis Borloo indiquait dans Le Parisien que les véhicules les plus polluants seraient désormais taxés à l'année, et non plus seulement à l'achat : "Nous allons amplifier le bonus-malus. Le malus des véhicules extrêmement polluants sera payé, non plus simplement à l'achat, mais tous les ans".

Les véhicules extrêmement polluants sont définis comme ceux émettant plus de 250g de dioxyde de carbone (C02) par kilomètre parcouru. Que signifie ce chiffre ?

Le carbone, de symbole chimique C, est un élément présent naturellement dans tous les êtres vivants sur Terre : on appelle d'ailleurs la chimie du carbone la chimie "organique". Comme tous les éléments chimiques, le carbone est toujours présent dans les mêmes quantités sur terre, c'est sa forme qui change à cause de réactions chimiques (c'est ce qu'on appelle le cycle du carbone, que l'on verra un peu plus tard). Par exemple, si un arbre contient 1 tonne de carbone, 1 tonne de carbone s'en échappera lors de sa combustion. Cela peut être sous forme de dioxyde de carbone (C02), de méthane (CH4), de monoxyde de carbone (CO), cela n'a pas d'importance : il y avait une tonne de C au départ, il y aura une tonne de C à la fin. Notez que la masse du produit final peut être plus grande que la masse du produit initial, c'est la masse de carbone qui est constante. C'est la même chose quand vous cuisinez : avec 1kg de fraise, vous pouvez faire 400g de compote ou 2kg de clafoutis, vous aurez toujours la même masse de l'élément fraise dans votre dessert. Lavoisier disait "Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme".

Le pétrole contient du carbone, il en contient même beaucoup : environ 80% de sa masse est du carbone. Entre l'essence qui entre dans votre moteur et les gaz qui sortent de votre pot d'échappement (principalement du CO2), la quantité de carbone se conserve. C'est comme cela qu'on calcule la quantité de dioxyde de carbone émis par votre véhicule : si votre moteur consomme un litre d'essence, on considère que vous émettez 2,35kg de CO2. Pour un diesel, c'est un peu plus : un litre de diesel équivaut à 2,65kg de CO2.

Vous voyez dès lors qu'on peut établir une relation quasi-automatique entre la consommation d'une voiture (exprimée en L/100km) et les émission en dioxyde de carbone (gCO2/km). Les données d'émissions en dioxyde de carbone sont complètement reliées à la consommation en cycle mixte de votre voiture. J'ai ainsi placé dans le graphe ci-dessous l'ensemble des véhicules de Renault en fonction de leur consommation et de leurs émissions de CO2 (données ADEME). La relation apparaît clairement.

Donc, qu'est-ce qu'une voiture émettant 250g de CO2 par kilomètre ? En regardant le graphique, on peut tout de suite trouver la réponse : c'est une voiture consommant environ 11L/100km en cycle mixte. Chez Renault, cela correspond à une Laguna Estate V6.

Une fois que l'on a compris la relation entre consommation et émissions de CO2, on peut s'interroger sur la démarche de Jean-Louis Borloo. En effet, ce "malus annuel" est un malus sur la propriété, pas sur la consommation : j'ai une voiture qui en théorie consomme beaucoup, donc je paye une taxe. Même si je ne m'en sers pas. Ainsi, le berger qui utilise son 4x4 pour parcourir 20km par jour payera la taxe. A l'inverse, le VRP qui possède une Clio émettant peu de C02 (environ 150g/km) mais qui parcourt 200km par jour, lui, ne la payera pas. Le premier émet 5kg de CO2 par jour, le second 30kg de CO2. Pour le principe pollueur-payeur, on repassera...

La solution est pourtant simple, mais comme toute solution simple, elle n'est pas populaire : il suffit de taxer ceux qui émettent beaucoup de CO2, c'est-à-dire ceux qui consomment beaucoup d'essence. En bref, augmenter la TIPP.