8-E : EcologiE / EconomiE / EnergiE / ElectriquE: allemand

VT Essence de 1 300 kg (toutes les masse sont des « PTC »)
VT Diesel de 1 400 kg
VT Hybride à essence de 1 500 kg
VE Electrique de 1 800 kg, équipé d’une batterie de 60 KWh, chargé par de l’énergie électrique de 7 origines possibles :

Electrothermique au charbon
Electrothermique au fioul
Electrothermique au gaz conventionnel
Electrothermique au gaz à cycle combiné
Electronucléaire pure
Issue du mix moyen français de l’année 2017
Issue du mix moyen allemand

On aboutit donc à 10 configurations, dont 3 VT plus 1 VE rechargé selon 7 filières.

6.2. Hypothèses de modélisation adoptées

6.2.1. Energie mécanique requise aux 100 km : Nous y intégrons :

Travail de la force de roulement,
Travail de la force aérodynamique
Toute l’énergie cinétique créée pour les VT essence et diesel
Un tiers de cette énergie pour le VT hybride et le VE qui en récupèrent les deux tiers.
Aucune énergie potentielle

6.2.2. Rendement du « carburant » électrique

Ce rendement qui reste toujours bon prend en compte deux facteurs :

La batterie : toute l’énergie électrique y rentre et en sort avec un rendement estimé à 80%
Le moteur : son rendement baisse un peu quand le couple croît, mais ce dernier n’est pas toujours au maximum. On adopte 95%
Rendement global : 80% x 95% = 76%

6.2.3. Rendement du carburant thermique

La détermination du rendement qui est médiocre (principe de Carnot) est complexe. Nos hypothèses sont résumées ci-dessous :

Rendements moteur VT	Polyvalent 10 à 130 km/h	Urbain 10 à 70 km/h	Détermination
Diesel	34%	25%	Tableau ci-dessous
Essence	29%	22%	Coeff. diesel x 0,85
Hybride essence	37%	27%	Empirique

6.1.1.2. Calcul des énergies requises

Méthodologie :

Les paramètres déterminent les énergies, puis le « carburant » requis, mécanique ou électrique

Pour chaque masse, nous avons établi un tableau de 13 lignes, de V=10 Km/h à V=130 Km/h par incrément de 10 km/h. Quatre tableaux ont ainsi été établis pour 1300 Kg, 1400 Kg ci-dessous à titre de spécimen, 1500 Kg et 1800 Kg.

Les colonnes donnent les énergies mécaniques, rendements et énergie « carburant » requises par les véhicules :

VT D, VT E, et leur moyennes générales et urbaines
Rendements et rendements moyen général et urbain
Les moyennes pondérées sont calculées sur des plages de vitesse :

Polyvalent 10 à 130 Km/h
Urbain : 10 à 70 Km/h

Les deux colonnes de droite donnent les énergies en base 100 à 130 KM/h.

6.1.2. Tableau de calcul du CO₂ en usage polyvalent

Les énergies requises aux niveaux « Carburant » et « Mécanique » étant ainsi déterminées, la méthodologie de calcul du CO₂ émis figure ci-dessous. On notera que le rendement de Carnot, toujours mauvais, intervient dans les deux cas :

Au niveau du moteur thermique du VT
Au niveau de la centrale électrothermique pour le VE
Sauf dans le cas de l’énergie électrique hydraulique, éolienne et PV qui ne passent pas par l’énergie thermique, mais qui sont très minoritaires.

Codes couleur :

Fond vert : Entrées
Chiffres noirs : VT
Chiffres bleus : VE
Lignes rouges : résultats intermédiaires essentiels
Deux dernières lignes en gras : résultat final en termes de CO₂.

6.1.3. Résultats et graphes en usage polyvalent

Les consommation moyennes calculées selon ce tableau (7,2 l d’essence ou 5,5 l de gazole aux 100 km) sont largement supérieures aux consommations NEDC, mais elles seront reconnues par les utilisateurs comme étant conformes à l’utilisation réelle, ce qui valide les hypothèses adoptées.

Les émissions de CO2 de chaque configuration résultant de ce tableau en fonction du kilométrage parcouru, figurent ci-dessous ;

o en cumul (tonnes)

o et par kilomètre (gr/Km

Les écarts considérables d’émissions des VT par rapport aux chiffres NEDEC qui sont autour de 110 gr/km, s’expliquent aisément par la prise en compte :

De la réalité des consommations, soit +40 gr/km, pour un total de 150 g/km
Des émissions amont, évaluée à 20% (selon VE4), soit 30 gr/km, aboutissant à 180 gr/km, asymptote des courbes pour les kilométrages élevés
De la TC de fabrication, fixe, donc inversement proportionnelle au kilométrage, et donc extrêmement élevée en début d’utilisation

Le dossier « CO₂ Monde » des Echos du 4 décembre donne une moyenne de 259 gr/Km pour un VT essence, cohérente avec ce graphe

6.1.4. Conclusions sur les TC en usage polyvalent

Courbes en pointillés : véhicules tirant toute leur énergie du carburant.

VT à essence, meilleur jusqu’à 40 000 km

VT diesel, meilleur de 40 000 km à 90 000 km

VT hybride, pénalisé par sa TC de fabrication plus élevée (batterie, double motorisation), meilleur au-delà de 90 000 km

Courbes en traits pleins, relatives au même VE selon l’origine de son énergie électrique de recharge

Française ou nucléaire ou renouvelable, le gain en CO₂ est massif au-delà de 45 000 km.
Issue du charbon, le VE émet deux fois plus que le VT.
Issue des autres filières fossiles, 3 courbes proches) : seule la mieux placée (gaz à cycle combiné) permet au VE de faire mieux que le VT :

A essence au-delà de 110 000 km,
Diesel au-delà de 150 000 km
Hybride à essence au-delà de 200 000 km.

Issue du mix allemand, le VE émet plus que le VT, même pour des kilométrages élevés !

Finalement, la seule configuration qui réduit significativement les émissions de CO₂ est celle qui réunit :

Le VE
Et les seules filières renouvelables et nucléaire

6.1.5. Et si on changeait de point de vue ?

« Carburant » requis selon la vitesse, base 130 km/h

Revenons sur les 2 colonnes de droite du tableau des énergies requises de 6.1.1.2., qui donne les besoins en carburant du VE et du VT D, avec base 100% conventionnelle à 130 km/h.

Partant de 130 km/h (au sens du tableau en 6.1.1.2. ci-dessus, comportant de la création et du gaspillage d’énergie cinétique), le carburant requis par le VE :

Décroît avec la puissance mécanique requise grâce à un rendement maintenu, voire amélioré à faible vitesse et à la récupération des 2/3 de l’énergie cinétique
Grâce à un faible impact énergie cinétique à vitesse basse, dont les 2/3 sont récupérés.

Pour le VT, au contraire, le carburant requis :

Décroît d’abord avec la force aérodynamique,
passe par un minimum vers 80 km/h,
puis ré-augmente à plus du 100% en raison du mauvais rendement moteur thermique à puissance très réduite ajouté au plein impact du gaspillage de l’énergie cinétique.

Tous les utilisateurs de VT le savent fort bien : on consomme plus dans les embouteillages que sur autoroute !

Conclusion évidente : le VE est mieux adapté à la ville qu’à la route. Nous reprenons donc la présente comparaison VE vs. VT en usage urbain dans le message suivant.

samedi 11 juin 2016

LAMPIRIS : une électricité verte ?

Table des matières du blog www.8-e.fr

Sujets connexes :

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Electricité et CO2 : le contre-exemple allemand

Ce distributeur fait actuellement beaucoup de publicité pour son énergie verte. Sur son site, il se présente :

« Lampiris est un fournisseur indépendant d’électricité renouvelable et de gaz naturel. Il est actif sur le marché belge depuis 2005 et y est aujourd’hui le troisième acteur derrière GDF-SUEZ et EDF.

Fort de 200 000 compteurs en France, Lampiris y commercialise depuis novembre 2011, du gaz naturel et de l’électricité 100% renouvelable aux particuliers et aux professionnels à des prix très compétitifs.

Avec Lampiris, les énergies renouvelables sont la solution d'avenir, sur le plan écologique, mais aussi économique! »

Ses publicités comportent en petites lettres, illisibles sur leur site, mais lisibles sur les affiches, des précisions juridiques importantes :

« *Electricité 100% verte = Electricité 100% renouvelable d’origine française produite à partir d’installation hydraulique : la totalité de l’électricité vendue aux clients Lampiris est couverte par des garanties d’origine achetées en fin d’année civile. A l’aide de ce mécanisme, Lampiris garantit que de l’électricité d’origine renouvelable a été produite et injectée sur le réseau en quantité équivalente à la consommation des clients de Lampiris. Détails sur lampiris.fr . »

Que faut-il en penser ?

Mix énergétique

L’énergie électrique de réseau ne pouvant pratiquement pas être stockée (à l’exception des STEPs limitées par les sites possibles), la production injectée dans le réseau est simultanément consommée de façon indifférenciée par l’ensemble des utilisateurs. L’excellent site « eco2mixrte » de l’opérateur de réseau RTE donne en temps réel, par pas de ¼ d’heure, tous les détails du mix énergétique français et des transferts entre régions, avec leur historique sur plusieurs années.

A chaque instant, la production est assurée par de nombreuses filières auxquelles l’opérateur de réseau fait appel selon la consommation constatée, dans un ordre bien déterminé :

D’abord l’éolien et le photovoltaïque, fatales puisqu’on ne maîtrise pas leur production, qui bénéficient d’une priorité d’écoulement en dépit d’un prix garanti très élevé,
Puis les énergies dont le coût est le plus bas : hydraulique au fil de l’eau et nucléaire,
Puis, si nécessaire, les énergies utilisant des énergies fossiles : charbon, fioul, gaz et aussi les centrales hydrauliques de pointe (haute chute) ou éclusées (basse chute).
Sans oublier des disparités régionales dues aux coûts et aux limites de capacité de transport du réseau.

Contractuellement vert ou pas ?

Le caractère vert de ces filières est très différentié :

Les énergies fossiles émettent beaucoup de CO₂, particulièrement le charbon, le gaz étant de loin meilleur, mais pas exempt.
Le nucléaire n’en n’émet pas, il est « décarboné », mais pas tout à fait renouvelable car les réserves mondiales d’uranium ne sont pas infinies, quoique de très longue durée à travers des variantes techniques (surgénérateurs, thorium).

Si l’on veut être strictement vert, il ne reste plus que quatre filières :

L’hydraulique, en partie aléatoire
L’éolien, aléatoire et peu prévisible
Le photovoltaïque, contra-cyclique et dont la prévisibilité n'est limitée que par la nébulosité.
La géothermie profonde, encore balbutiante, et limitée à certaines régions favorables.

Malheureusement, mêmes prises toutes ensemble, elles ne peuvent assurer ni le volume, ni même la continuité de la production. Dans ce contexte, prétendre ne vendre que de l’énergie électrique verte est une gageure ! Comment fait Lampiris ?

La réponse est simple : il ne le fait pas, car il ne s’est pas engagé à la faire !

Relisons attentivement son engagement :

Cet engagement est clair, mais limité : une production verte équivalente a été injectée sur le réseau, mais il n’est dit nulle part que cette injection ait été simultanée avec la consommation. Il ne dit pas non plus que l’électricité vendue au client est verte, mais seulement qu’elle est couverte par de l’électricité d’origine hydraulique, supposée verte, injectée antérieurement dans le réseau.

Lampiris tient certainement ses engagements contractuels ainsi rédigés, qui sont trop subtils pour être compris par le particulier. Ce système de couverture pourrait être vert uniquement si :

L’énergie électrique était stockable, ce qui n’est pas nullement le cas,
Ou si le mix énergétique était constant, ce qui n’est pas le cas non plus, et de loin.

Les consommations et les mix énergétiques sont constamment variables selon les circonstances (température, activité, hydrologie, vent, soleil, marées…) et selon les régions. Les différents producteurs injectent leur puissance dans un réseau unique. Le pompage, en France ou en Suisse, utilise l’énergie nucléaire française pour produire un supplément d’énergie hydraulique (verte ?). Seuls les chiffres globaux ont un sens, et aucun distributeur ne peut alléguer que son électricité, qui vient du réseau unique, est plus verte que celle de ses concurrents : tout dépend du moment et du lieu de consommation par l’utilisateur, ce dont le distributeur ne peut pas préjuger !

La publicité de Lampiris est critiquable en ceci que la définition « sur mesure » citée plus haut de « L’électricité 100% verte » ne correspond pas au sens commun : dans le texte ci-dessous, aucun utilisateur ne comprendra que l’énergie qui lui sera vendue n’a rien à voir avec elle qui a été acheté par Lampiris : elle sera au contraire évidemment fournie par un réseau dont le mix est ce qu’il est au moment de la consommation, y compris pendant les pointes au cours desquelles les filières fossiles tournent à plein, et l’électricité importée est issue de filières généralement pas vertes. Par surcroît, l’origine 100% française sera alors inexacte. Aucun lecteur ne remarquera que la garantie porte sur "chaque MWh produit" (avant et ailleurs), et non pas "vendu"!

Que faire ?

Ceci étant, l’électricité revendue par Lampiris n’est pas non plus moins verte que celle de ses concurrents, et l’utilisateur préoccupé par la planète pourra donc s’abonner chez eux après avoir vérifié l’avantage compétitif mis en avant par Lampiris, ce que nous n’avons pas cherché à faire. Il se consolera en se rappelant que le MWh français est le moins émetteur de CO₂ de la planète, et notamment 10 (DIX) fois moins émetteur qu’un MWh allemand, malgré les énormes parcs éolien et photovoltaïque de ce pays. Il peut donc être consommé sans se poser trop de questions !

Pour accroître la part d’électricité verte de sa consommation, l’écologiste intégriste devra :

Habiter en France,
Mais ni en Bretagne, ni en PACA dépourvues de centrales nucléaires et donc plus émettrices de CO₂,
Avoir en permanence le graphe du mix énergétique RTE sur l’écran de son ordinateur
Couper tous ses consommateurs dès que la part fossile dans le mix dépasse un seuil qu’il aura lui-même fixé (évidemment à moins de 8% qui est la moyenne annuelle nationale)
Accepter de consommer de l’électricité nucléaire toujours majoritaire en France, ou résilier son abonnement !

Bon courage !

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mercredi 30 janvier 2019

VE6 Comparaison VE / VT polyvalent

samedi 11 juin 2016

LAMPIRIS : une électricité verte ?