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Quels seront les carburants de demain pour nos voitures ?

Voiture électrique et voiture 2.0

Article publié le 9 février 2009

"Un jour, quand nous raconterons à nos petits-enfants que nous circulions dans des gros engins bruyants qui crachaient de la fumée toxique en permanence, ils auront du mal à nous croire." - Elon Musk

De Shangaï à Los Angeles, de Paris à Mexico, les citadins du monde entier sont aujourd’hui asphyxiés par la pollution automobile. Les fameux et fumeux moteurs à combustion interne des véhicules actuels posent de sérieux problèmes au niveau sanitaire, ils émettent des particules et des gaz toxiques et sont très bruyants. Selon la commission européenne, plus de 400 000 européens meurent prématurément chaque année à cause de la pollution atmosphérique, et cette pollution  a également un impact sur la productivité des travailleurs, impact dont les conséquences se chiffreraient à plusieurs milliards d’euros. La pollution automobile tue davantage que les accidents de la route. De plus, ces moteurs thermiques ont intrinsèquement un rendement très faible, 20% en usage normal (18% pour le moteur essence, 23% pour le moteur diesel [1] ). Cela signifie que quand vous achetez un litre de carburant, seul un cinquième de ce litre fera effectivement avancer votre véhicule, le reste sera perdu. Intéressant pour celui qui vend le carburant, beaucoup moins pour celui qui l’achète...

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Cap vers l’économie de l’électron 

Venons-en à présent à la solution de loin la plus satisfaisante sur le plan énergétique, sanitaire et environnemental : la voiture 100% électrique. Lors du récent sommet de Poznan sur le réchauffement climatique, Nathalie Kosciusko-Morizet, ex (et regrettée ;) ) secrétaire d’Etat chargée de l’Ecologie, a pronostiqué que "la moitié de la production automobile chinoise sera faite de véhicules électriques en 2020". Cette concurrence asiatique pousse les constructeurs automobiles occidentaux à s’y mettre aussi, remettant ainsi en cause, parfois avec difficulté, leurs alliances historiques et juteuses avec les compagnies pétrolières. S’ils ne réagissent pas, ils savent qu’ils prennent le risque de se faire écraser par les asiatiques car la voiture électrique est beaucoup plus intéressante que la voiture thermique pour l’automobiliste : carburant 5 à 10 fois moins cher, accélération puissante, nuisance sonore nulle, zéro pollution toxique, image de modernité, etc. Michel Freyssinet, directeur de recherche au CNRS et spécialiste de l’industrie automobile, prévient : "Aujourd’hui, on rit des modèles chinois ou indiens mais il ne va pas falloir rire trop longtemps…(...) On va connaître un véritable basculement vers la motorisation alternative dans la décennie qui s’ouvre. Il y aura les voitures hybrides, mais il y aura plus significativement encore les voitures électriques avec batteries. Les Chinois et les Indiens s’y intéressent depuis longtemps. Leurs constructeurs ne font pas reposer leur développement futur sur le moteur à explosion. Or la technologie de l’électrique change radicalement la conception d’un véhicule. Les constructeurs européens traditionnels bénéficient d’un acquis technique qui ne leur sera pas forcément d’un grand secours dans cette nouvelle donne (...) le véhicule électrique est désormais sur une dynamique sur laquelle on ne devrait pas revenir (...) " [14]. Signal très fort sur le marché de l’imminence de la révolution électrique, l’homme le plus riche de la planète, Warren Buffet, a investi massivement dans le capital du constructeur chinois BYD spécialisé dans l’électrique [15] (Photo ci-contre : modèle 100% électrique baptisé e6 par BYD, Beyond Your Dreams). Depuis quelques mois, tous les constructeurs (General Motors, Ford, Chrysler, Renault, Volkswagen, Porsche, Fiat etc.) se bousculent dans les salons automobiles pour sortir des cartons leurs modèles électriques et tenter de montrer qu’ils sont les champions de l’écologie. La réalité est qu’ils sentent venir les flammes du dragon chinois.
 

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Les voitures électriques modernes ont un rendement (rendement de la prise à la roue) 4 fois plus élevé (> 80%) que celui des voitures thermiques (20%, rendement de la pompe à la roue) en usage normal. Cela signifie que quand vous faites le plein d’électricité, plus de 80% de l’énergie de ce plein sera effectivement utilisée pour faire avancer votre véhicule. Le révolutionnaire moteur-roue de Michelin (« rien sous le capot, tout dans les roues »), qui équipera notamment la Will (partanariat Heuliez/Michelin/Orange) offre des perspectives encore plus intéressantes pour la voiture électrique sur le plan efficacité énergétique [16]. Michelin vient d’ailleurs de signer un contrat avec un constructeur chinois [17]. Le moteur électrique synchrone à aimants permanents (PMSM, Permanent Magnet Synchronous Motor ou Permanent Magnet Brushless DC motor) a un rendement maximal, hors électronique de puissance, de 98% [17’] (record à 98,2% [page 14, 17’’]). Le moteur-roue (active wheel) Michelin de la Will utilise cette technologie, de même que l’iMIEV Sport de Mitsubishi. Cette dernière "dispose de 2 moteurs-roue synchrone à l’avant de 20kW chacun et un moteur synchrone de 47 kW à l’arrière, le tout étant asservi et contrôlé par une électronique de type S-AWC (Super All Wheel Control, le système de commande dynamique de véhicule de Mitsubishi)" [17’’’]. Les voitures électriques 100% solaires utilisées pour les compétitions utilisent également cette technologie PMSM [17’’’’].

Il existe de nombreuses façons de produire l’électricité : centrales thermiques (charbon, gaz…), centrales nucléaires, centrales à énergie renouvelable (éolien, solaire, géothermie, énergie de la mer etc.). Les centrales à charbon ayant un rendement électrique supérieur à 35%, et les pertes électriques en ligne à l’échelle mondiale étant de 8% (moyenne mondiale), on arrive alors à cette conclusion des experts de l’agence internationale de l’énergie et du WWF [1] : même avec une électricité 100% charbon, le rendement du puits à la  roue de la chaîne électrique est meilleur que celui de la chaîne combustible liquide (à noter que les pertes du puits à la pompe des carburants pétroliers sont de 17%). Les centrales à charbon ayant un rendement électrique (35 à 40%) plus faible que les centrales à gaz, des développements sont en cours pour mettre en œuvre des IGCC (Integrated Gasification Combine Cycle [18] ) ; ce sont des centrales où le charbon est gazéifié (ce qui conduit à diminuer considérablement les émissions de dioxyde de soufre et de particules) pour permettre d’employer un cycle combiné et d’augmenter le rendement de conversion à plus de 45%. 

Au niveau CO2, le bilan de la filière électrique est également meilleur (et largement) comparé à celui de la filière carburant liquide, quel que soit le carburant utilisé. En moyenne, l’intensité carbonique par unité d’énergie mécanique (CO2 intensity of motive energy) est de 1600 gCO2/kWh (grammes de CO2 par kilowattheure) pour un véhicule essence et de 1350gCO2/kWh pour un véhicule diesel. Aux USA, un véhicule électrique à batterie a en moyenne une intensité carbonique de 1037gCO2/kWh et pour l’Union européenne, de 619 gCO2/kWh [ 1 ; Fig16 page 91]. A noter qu’1 kWh de capacité de stockage au lithium coûte environ 400 kWh d’énergie primaire aux USA [42]. Une batterie avec capacité de 20kWh a nécessité un investissement énergétique de 8 MWh. Cette batterie, après 2000 cycles [19], aura transfèré 40 MWh. Pour tenir compte de la construction de la batterie, il faut donc corriger les données de 20% : le bilan reste très favorable à la filière électrique.

Ajoutons que l’intérêt sanitaire de la filière électrique est considérable. Imaginez-vous Paris, Athènes ou Madrid sans pollution automobile chimique et sonore ?

Elon Musk, PDG de SolarCity en Californie, prophétise : "Un jour, quand nous raconterons à nos petits-enfants que nous circulions dans des gros engins bruyants qui crachaient de la fumée toxique en permanence, ils auront du mal à nous croire." Pour alimenter les moteurs thermiques, les pires solutions sont en cours de développement : pétrole non conventionnel (sables bitumineux de l’Alberta par exemple), charbon liquéfié, huile de palme, éthanol cellulosique. La Chine construit actuellement le plus grand centre de liquéfaction du charbon du monde [20]. Même si les centrales électriques au charbon ne constituent pas une solution satisfaisante pour alimenter les voitures électriques, il est possible de séquestrer les gaz émis par ces centrales, alors que c’est impossible avec une voiture thermique qui carbure au charbon liquéfié. D’ailleurs, aucun mix électrique dans le monde est 100% basé sur le charbon. Le mix électrique français comporte moins de 10% de fossiles.  Enfin, la part des énergies renouvelables va croissante en Europe, aux USA, en Chine et dans le monde entier.

 


imageLe concept BetterPlace et la révolution de la voiture 2.0

[La photo ci-contre est tirée d’un diaporama [21] du scientifique Ulf Bossel, père du concept d’"Electron economy" : concernant les transports terrestres, nous sortons du pays de l’énergie chimique (pétrole, agrocarburants) pour entrer dans celui de l’énergie physique (électricité d’origine renouvelable alimentant les voitures électriques).]

Plusieurs critiques sont récurrentes à propos de la voiture électrique. En premier lieu, à propos de son autonomie. Notons pour commencer que la technologie des batteries a fortement évolué ces dernières années (batteries Lithium nanophosphate etc.) et elles sont devenues complètement sûres, contrairement aux premiers modèles lithium qui pouvaient prendre feu. La Tesla Roadster (en vente aux USA et bientôt en Europe) a une autonomie de 350km. Mais une telle autonomie n’est pas utile avec un réseau de bornes de recharge et de stations d’échange de batterie (échange de batterie en 3 minutes). Au Danemark, l’entreprise californienne BetterPlace, en partenariat avec l’énergéticien DONG Energy (éolien), installe par exemple en ce moment 100 000 bornes de recharge sur tout le territoire national (idem en Israël, tandis que l’Australie en installe 600 000 sur la côte est ; la Californie, Hawaï, l’Ontario et Tokyo ont également signé avec BetterPlace). Erik Rasmussen, le fondateur du Copenhagen Climate Council est enthousiaste : « Ré-inventant notre infrastructure de transport et éliminant complètement les émissions nocives en ayant recours aux énergies renouvelables, BetterPlace rend vraiment obsolètes les technologies de transition telles que celles qui visent à rendre moins médiocre le rendement des véhicules thermiques ou celles qui consistent à hybrider les véhicules. ». [21’] Pour un pays importateur de pétrole, comme les USA, Israël, ou la France, l’investissement du réseau BP correspond à la facture de 2 mois d’importation de pétrole. Shaï Agassi, PDG de BP (et l’un des "Heroes of the Environment 2008" pour Time Magazine [21’’]), a mis en avant ce coût relativement modeste dans un article destiné au Président des USA : "un plan Betterplace à l’échelle des USA coûtera 100 milliards de dollars, l’équivalent de 2 mois d’importations US de pétrole" [22]. Installer ce réseau collectif coûtera beaucoup moins cher qu’hybrider individuellement l’ensemble des véhicules, hybridation qui conduit d’ailleurs à alourdir le véhicule (à quoi sert-il de se balader en permanence avec un générateur électrique [23] et 50 litres de carburant s’il est possible d’échanger sa batterie en 3 minutes ?) et à le rendre plus cher à l’achat qu’un véhicule 100% électrique dans le cadre d’un forfait BetterPlace.

 Partout où votre véhicule électrique sera stationné, il aura la possibilité d’être rechargé. Une voiture est stationnée 23 heures sur 24. BetterPlace s’engage à ce que ses bornes fournissent exclusivement de l’électricité verte. Les batteries des voitures électriques connectées au réseau pourront d’une part absorber les pics de production en provenance des centrales à énergie renouvelable et d’autre part injecter de l’électricité sur le réseau (concept V2G/G2V, Vehicule to grid/grid to vehicule). Comme le souligne le président d’HydroQuébec, « un million de batteries connectées au réseau, c’est mieux qu’un barrage hydroélectrique pour gérer les périodes de pic de consommation ». [24] Renault-Nissan s’est allié à BP et alimentera le marché danois et israëlien avec une gamme de 9 modèles 100% électriques équipés de batteries offrant une autonomie de 200km. Dans le passé, l’introduction de la voiture électrique a échoué notamment parcequ’aucune infrastructure n’était en place. Une voiture à essence dans un pays sans stations à essence est inutile, de même qu’un téléphone portable est inutile dans un pays qui ne possède pas d’antennes relais pour transmettre les signaux ; on est alors contraint de jouer au talkie walkie, en appelant un ami situé à moins d’un kilomètre de soi. Une voiture électrique sans borne de recharge est, de la même manière, condamnée à la marginalité. L’approche BetterPlace est donc à ce titre particulièrement pertinente.

 

Une deuxième critique courante à propos de la voiture électrique : son coût à l’achat. Là encore, BetterPlace apporte une solution séduisante : la séparation de la voiture électrique de la batterie. Une voiture électrique sans la batterie coûte moins cher que son équivalent thermique à essence. Imaginez que lors de l’achat d’une voiture à essence, on fasse payer à l’automobiliste la totalité de l’essence qu’il va consommer dans les 10 ans à venir, et qu’on ajoute aussi une part correspondant à l’investissement de la plateforme offshore d’extraction du pétrole ainsi que l’investissement du pétrolier, des camions-citernes et des stations-service…Personne n’achèterait de voiture à essence ! Pour Shaï Agassi, PDG de BetterPlace, une batterie c’est de l’e-gasoline. Avec BetterPlace, opérateur de mobilité verte, l’automobiliste achète des kilomètres, de la même manière que l’on achète des minutes de communication à un opérateur de téléphonie mobile. Avec BetterPlace, un mile (1,6 km) sera vendu $6 cents (1 euro = 1,28 dollar). $4 cents pour la batterie, $1 cent pour l´electricité, le reste pour BetterPlace qui devra d’ailleurs dans un premier temps rembourser l’infrastructure mise en place. En Europe, le carburant d’une voiture thermique coûte 6 eurocents par kilomètre (dans l’hypothèse d’un prix du carburant d’1 euro le litre et d’une voiture qui consomme 6 litres aux 100km), soit $12,3 cents par mile.  L’automobiliste qui souscrit à un forfait BetterPlace a la liberté de recharger la batterie de sa voiture où il veut : à la maison, ou sur l’une des bornes de recharge du réseau (au supermarché, au parking en ville, etc.). Lors des grands trajets, il a la possibilité d’échanger la batterie vide pour une batterie pleine d’énergie verte. Michael Bernstein, premier directeur général de Macquarie Capital Markets Canada Ltd., a déclaré le 15 janvier 2009 à l’occasion du lancement de BetterPlace-Ontario : "Le modèle d’affaires de Better Place représente une occasion du tonnerre pour que l’industrie de l’automobile nationale, le domaine de l’énergie propre et le secteur public contribuent à l’élaboration d’un marché du transport écologique au Canada" [25]. Trois experts de la Deutsche Bank qui ont enquêté à propos du business model de BetterPlace (BP) arrivent à cette conclusion : "En analysant le modèle BP, nous concluons que la voiture 100% électrique ne coûtera pas plus cher que son équivalent essence ou diesel (...) Le modèle BP a le potentiel pour éliminer le moteur à combustion interne" [26

 


Vidéo : Qu’est-ce que BetterPlace ?
 

Troisième critique courante : « on aura pas assez de lithium ». Le lithium est le 23ème élément le plus abondant sur terre.  Le carbonate de lithium (principalement produit aujourd’hui au niveau  des déserts de sel) coûte aujourd’hui 8 dollars le kg. Il ne représente que 2% du coût d’une batterie au lithium. Le carbonate de lithium obtenu par la filière eau de mer coûte aujourd’hui (2007) environ 80 dollars, soit 10 fois plus qu’avec la "filière désert de sel" (continental brine). Cela veut dire que passer du carbonate de lithium des déserts de sel au carbonate de lithium issu de la filière eau de mer n’a qu’un impact modéré sur le coût d’une batterie : une batterie qui coûtait 7000 dollars passe alors à 8400 dollars. Les réserves mondiales de Lithium de l’eau de mer ont le potentiel d’équiper 18000 milliards de voitures électriques type Tesla Roadster [27].  Et même sans considèrer le lithium de l’eau de mer, les ressources terrestres (évaporites des lacs salés, évaporites géothermales, pegmatites, hectorite etc.) sont largement suffisantes [28]. Les réserves mondiales exploitables (à un coût acceptables selon les critères du marché) de carbonate de lithium (Li2CO3), hormis le lithium de l’eau de mer, sont estimées entre 58 et 150 milliards de kilogrammes, et il n’y a pas eu de véritable exploration compte-tenu de l’abondance de la ressource.  Le pourcentage massique en carbonate de lithium d’une batterie Lithium ion est de 8% (une batterie de 200kg contient environ 16kg de carbonate de lithium)...Et le Lithium est recyclable à hauteur de 98% ! [29] On le voit, la pénurie de lithium, ce n’est vraiment pas pour demain. La seule menace qui pèse sur les batteries lithium, c’est l’émergence de batteries sans lithium meilleur marché et encore plus performantes ! William Tahil, de l’institut Meridian, estime par exemple que les batteries ZnAir et NaNiCl ont un potentiel encore plus élevé que les batteries lithium [29’]. Juan Carlos Zuleta, économiste bolivien spécialiste du lithium déclare lucidement dans le New York Times du 2 février 2009 : “Nous avons [en Bolivie] les plus belles réserves du monde en lithium, mais si nous n’entrons pas la course maintenant, nous perdrons notre chance. Le marché trouvera d’autres solutions pour subvenir aux besoins du monde en batteries.” [29’’] A noter que la concentration lithosphérique en lithium est de 62ppm, ce qui correspond à une quantité globale vraiment énorme, en plus du lithium océanique et du lithium évaporitique et pegmatitique sus-mentionné. 

Une technologie très prometteuse émerge en parallèle aux batteries pour le stockage de l’énergie nécessaire aux véhicules électriques : les supercondensateurs. Un supercondensateur se charge en une seconde. Et on peut le charger et décharger un million de fois. EEStor, basée à Cedar Park au Texas, serait en mesure de commercialiser prochaînement une unité de stockage de l’énergie électrique (Electrical Energy Storage Unit, EESU) offrant une densité d’énergie trois fois supérieure à celle des meilleures batteries au lithium sur le marché. ZENN Motor, un constructeur basé à Toronto annonce la sortie des premières voitures électriques équipées de la technologie EEStor pour l’automne 2009. Et General Motors serait en négociation avec EEStor [29’]. La revue technologique du MIT (Massachusetts Institute of Technology, un centre de recherche de premier plan à l’échelle mondiale) a consacré plusieurs articles sur cette technologie potentiellement révolutionnaire, dont "Better Batteries Charge Up - A startup reports progress on a battery that stores more energy than lithium-ion ones", 5 août 2008 [29’’]. A suivre, donc... 


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Précisons que l’électromobilité individuelle est complémentaire à l’électro-mobilité collective (tramway, métro, bus électrique [29a] [29b]). Pour les centre-ville engorgés, le concept CityCar [29c] est également séduisant. Plusieurs électro-innovations favorisent d’ailleurs l’intermodalité : Easyglider [29d], BikeBoard [29e], Segway [29f]. Organiser le traffic en ville relève de la compétences des autorités, pas directement des citoyens (indirectement, par leur vote). Et libre à chaque citoyen, dans le cadre de cette organisation collective, d’opter pour le mode de transport de son choix.


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Quatrième critique, sans fondements : « nous ne pourrons jamais produire toute l’électricité nécessaire pour alimenter un parc automobile intégralement électrique avec les énergies renouvelables ». Les USA ont construit 300 000 avions pendant la seconde guerre mondiale. L’Amérique de Barack Obama sera-t-elle capable de construire 80 000 éoliennes de 5 MW (soit 1600 par état en moyenne) pour produire l’électricité nécessaire pour alimenter le parc automobile américain 100% converti à l’électrique et réduire ainsi de 32,5% ses émissions de CO2 ? HydroQuébec a publié une étude sur le sujet : « l’électrification du quart du parc automobile du Québec (1 million de véhicules) ferait augmenter la consommation d’environ 2,3 TWh (2,3 milliards de kWh). Cela représenterait une infime portion des ventes annuelles d’électricité au Québec, soit 1,3 % des 173 TWh livrés l’an dernier. » [30] L’Institut Fraunhofer a calculé [31] qu’il faudrait fournir 80 TWh pour alimenter le parc automobile allemand entièrement convertit à l’électrique. Le potentiel éolien de la mer Baltique est de 2600 TWh [32] et la technologie HVDC (High-Voltage Direct Current) permet de transfèrer l’électricité sur de grandes distances, avec moins de 3% de perte pour 1000km de transfert sous-marin ou sous-terrain. Enfin, selon l’Electric Power Research Institute, "Plus de 40% de la capacité de production électrique des USA opère en régime réduit durant la nuit et ce sont durant ces heures que les batteries des véhicules seront rechargées. Des études récentes indiquent que si les voitures électriques constituaient la moitié du parc automobile US, une hausse de seulement 8% de la génération électrique (4% en puissance installée) serait suffisante".

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L‘intermittence de la production électrique éolienne n’est pas un problème pour charger des batteries et cette intermittence est d’ailleurs fortement réduite en connectant les fermes éoliennes les unes aux autres via un réseau HVDC [33]. L’éolien, a lui seul, peut répondre à la totalité de nos besoins [34’]. Et l’éolien n’est pas la seule énergie renouvelable. Par exemple, le potentiel solaire mondial est considérable : selon les experts de la NASA et du DLR, nous recevons du soleil une quantité d’énergie 10 000 fois supérieure à celle que l’humanité consomme. Un flux solaire continu qui ne s’éteindra que dans 5 milliards d’année, ce qui est satisfaisant au niveau durabilité ! Nous savons collecter cette énergie et la convertir en électricité à des coûts compétitifs grâce aux technologies du solaire thermodynamique (Concentrated Solar Power) et du photovoltaïque couche mince (PV thin film). Nous sommes à un tournant de l’histoire de l’humanité, une période de transition aux risques énormes, mais aux opportunités proportionnelles à ces risques. Gageons que nous saurons éviter de perdre du temps et de l’argent avec les fausses solutions comme les agrocarburants ou l’hydrogène et que nous saurons canaliser les investissements vers les solutions vraiment pertinentes sur le plan énergétique, sanitaire, climatique, environnemental, économique et géopolitique [35]. Gageons également que nous sauront utiliser la force du marché pour construire la Green Economy [36] et que nous ne mélangeront pas la fin et les moyens : l’objectif est de concilier la préservation de notre niveau de vie (accès à l’information et à la culture, liberté de se déplacer, accès aux soins, à la démocratie etc.) et la préservation de la planète, et que tous les humains puisse accèder à ce niveau de vie, pas de chercher à punir l’humanité et la société de consommation et de sombrer dans un green communism, une économie planifiée pseudo-écologique et vraiment régressive. Nous devons aborder la problématique du domptage du marché et de la domestication de la technique sauvage (Hans Jonas) avec une approche de winner, pas avec celle d’un looser. L’écologie punitive décroissante et écologie du progrès à l’américaine, où la notion de LIBERTÉ occupe une place centrale, ont des approches radicalement différentes, et Barack Obama l’a rappelé dans son discours d’investiture le 20 janvier 2009 : "Nous n’allons pas nous excuser pour notre mode de vie. Nous allons le défendre sans relâche" [37]. Au sujet de l’idéologie de la décroissance, Alain Lipietz, député vert européen, a une réflexion particulièrement pertinente : "(...) Certains vont faire de cette décroissance une religion : « il faut se serrer la ceinture, consommer moins, arrêter de prendre l’avion pour aller en vacances, etc… » Pour ces personnes, les moyens par lesquels on va réduire l’emprunt écologique deviennent une fin en soi. Pour ma part, je pense que l’objectif est de protéger la nature et notre avenir, et que la réduction de notre consommation est une technique pour le faire, et non l’inverse. Supposons que la fusion froide fonctionne et que cela nous permette de produire de l’énergie sans efforts et sans rien abîmer, en serions-nous satisfaits ? Certains écologistes ne seraient pas prêts à utiliser cette technique. (...)" [38]. Comme le souligne le Prix Nobel de la Paix Al Gore dans un article-phare publié dans le NewYork Times [39], "la bonne nouvelle est que les solutions pour résoudre la crise climatique sont les mêmes que celles qui sont nécessaires pour résoudre la crise économique et la crise de la sécurité des approvisionnements énergétiques" en provenance des régions instables de la planète.

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En avril 2008 à Hanovre, à l’occasion du Forum "10 000 Solar Gigawatts for the world" organisé par la fondation DESERTEC (section allemande du Club de Rome), Gunnar Asplund du groupe ABB Power Technologies a posé a question : "La Chine installe chaque semaine 2 Gigawatts de centrales électriques, principalement des centrales à charbon. Est-il irréaliste d’installer dans le monde environ 7 Gigawatts par semaine de centrales thermosolaires pour atteindre environ 10 000 GW avant 2050 ? Nous pensons que non. Si c’est le prix pour sauver le monde, pourquoi hésiter ?"

Richard Buckminster Fuller : "Il n’y a pas de crise de l’énergie, il y a une crise de l’ignorance". La limite surfacique (cultures alimentaires) sera atteinte bien avant la limite énergétique. Un équilibre reste à trouver entre les surfaces anthropisées (zones urbanisées, cultures alimentaires) et les surfaces naturelles (biodiversité écosystémique, spécifique et génétique [40] ) ; la question de la capacité de charge [41] de la terre est sous-jacente. 

Olivier Daniélo


Cet article est le dernier d’une série de trois :
1 - Qu’attendre des agrocarburants ?
2 - Voiture à hydrogène et voiture à air comprimé
3 - Voiture électrique et voiture 2.0

Epilogue

Isabelle Delannoy :
 
"Il faut réagir. Mais comment ?
En proposant, en créant un autre monde.
Et surtout, en en donnant envie, en le rendant crédible, désirable (...)"
Suite ici

 

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91 votes
commentaires
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par Curieux (IP:xxx.xx8.194.61) le 9 février 2009 à 11H12

Bonjour,

Voici la fin de l’enfumage pour la voiture électrique ?

Vous dites : "Cela signifie que quand vous faites le plein d’électricité, plus de 80% de l’énergie de ce plein sera effectivement utilisée pour faire avancer votre véhicule."

Mais si votre votre véhicule pèse 1 tonne (1000kg) à cause de la masse des batteries et du moteur, et d’un chassis de 4x4, pour transporter 100kg utiles ou moins, alors on continuera à gaspiller 90% de 80% de l’énergie ...

Seuls les véhicules légers gaspillent peu, car c’est le déplacement inutile de la masse qui gaspille.

Et il faut des véhicules peu chers pour éviter que les populations en développement, les plus nombreuses, achètent des véhicules à pétrole.

Pour expliquer cela, il faut faire une comparaison objectives des solutions actuelles en développement, pas de la publicité pour la voiture électrique : il n’y aura pas une seule solution pour tous...

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par Curieux (IP:xxx.xx8.194.61) le 9 février 2009 à 11H33

J’ai trouvé cette phrase de votre part "la notion de LIBERTÉ occupe une place centrale" très amusante, après que je découvre que vous passiez votre temps à censurer et supprimer les commentaires qui ne vont pas dans le sens de votre article sur votre blog.

Ici, les commentaires restent.

Au fait, quand vous parlez de Shanghai, la circulation y est étonnamment fluide, à cause de la multitude de scooters et vélomoteurs électriques : il faut dire qu’un scooter coûte la-bas moins de 1000$.

C’est certainement la meilleure solution à court terme car la masse déplacée est très faible par rapport à la masse du conducteur.

Je suis sûr que des scooters électriques à 1000€ feraient un tabac en France aussi. Quand il ne pleut pas trop :-)

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par sdez (IP:xxx.xx8.243.19) le 9 février 2009 à 13H18

1 L’électricité ne restera pas à ce tarif aussi bas de 1 euro pour 100Km...on vit en France, l’Etat nous attend au coin du bois... 2 Qu’en sera t’il du monopoly autour de edf, areva ? entreprises en voie de privatisation au profit de ? Merci l’Europe institutionnelle, en passant !

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par Thierry LEITZ (IP:xxx.xx9.172.209) le 9 février 2009 à 16H22

Le concept better place est le plus pertinent parmi tous ceux proposés. Points de recharges dispersés et accessibles, echange de la batterie contre paiement du service et des kms qu’elle permet de parcourir, standardisation du système, BP a tout pour réussir. Sauf le soutien de l’industrie pétrolière qui cherchera sans doute à empêcher son essor par un lobbying féroce auprès de dirigeants pas assez indépendants/lucides/intègres au choix (voire les trois !) Notons que l’échange de "batterie" se faisait depuis l’antiquité grâce aux auberges-relais où vous laissiez vos chevaux "fatigués" pour repartir avec des "reposés" !

Seule une standardisation massive et dans un cadre semi-public voire public pourrait concrétiser le succcès du concept qui a l’intelligence de SEPARER la batterie du véhicule. Un peu comme aujourd’hui : le GO est le même pour la Twingo 1,2 dci ou la Mercedes 420 CDI...

Quant aux véhicules, cure d’amaigrissement nécéssaire pour optimiser l’autonomie. C’est possible grâce aux performances moins extravagantes, au silence intrinsèque du VE, et aux dispositifs électroniques de freinage-évitement inclus qui évite d’avoir à construire des chars d’assauts valant 5 étoiles au crash-tests.

Sans se battre sur des % de rendement dont la pertinence dépend des modes de calcul (qui sont loin d’être normalisés), nous pouvons admettre que :

L’hydrogène est une usine à gaz aux coûts démentiels du réseau aux véhicules, tout est hors de prix, avec des contraintes folles (pressions de 700 bars d’H) d’où problèmes de poids et sécurité... Pas bon.

L’hybride crée un surcoût inutile par l’empilement de 2 technologies qu’on fait coopérer, même si elle pourrait être un bon concept de transition vers le Tout Electrique, moyennant entre autres une réduction plus nette des conso de pétrole. Car 5l/100, on sait faire en Diesel. Avec des autos légères et 2l/100 de GO, le concept retrouve une certaine viabilité éco...

Quant à l’air comprimé son avenir est compromis par la communication étrange de MDI qui n’a pas encore donné preuve incontestable de l’autonomie réelle avec un véhicule proche des normes de ceux que nous connaissons. La faisabilité d’un concept de nourrices à haute pression d’air alimentées par des éoliennes (on reste dans le vent) n’est pas encore connue ou chiffrée.

En somme BP c’est Banissement du Pétrole ! ou Bon poour Planète ! Dommage que çà rappelle British Petroleum !

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par marcoB12 (IP:xxx.xx5.48.123) le 9 février 2009 à 16H40

Bon article sur l’arrivée des véhicules électriques. On y va, c’est inéluctable, mais on ne fera sans doute que repousser un peu plus les innombrables problèmes posés par l’automobile. Les paysages et nos villes défigurés, sa boulimie de terres (souvent agricoles) et de matières premières, la servitude économique liée à la possession d’un véhicule, les accidents et leurs multiples conséquences (handicaps notamment), etc... Il y a une limite à la quantité de pétrole que nous pouvons mettre dans nos réservoirs mais aucune à la quantité d’électricité que nous pouvons produire. Nous sommes sur une petite planète et le modèle occidental (à 2 véhicules et + par famille) n’est pas viable à échelle planétaire, l’électrification des automobiles n’y changera que peu de choses.

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par Vroum vroum (IP:xxx.xx5.184.194) le 9 février 2009 à 18H40

La voiture à batterie n’a AUCUNE chance face à la voiture à hydrogène parce que la voiture à hydrogène fonctionne déjà et qu’elle est testée intensivement à grande échelle !

L’avenir est à l’hydrogène quand on arrivera au fameux oil peak et en attendant, on continuera à polluer comme des sâles porcs !

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par x79y (IP:xxx.xx2.51.9) le 9 février 2009 à 21H10

L’hydrogène n’est pas une énergie que l’on trouve facilement sur terre il faut la fabriquer (comme les batteries) et cela coûte cher contrairement au pétrole qui est de l’énergie en boîte, le pétrole est un miracle et l’après pétrole sera une tragédie qu’on le veuille ou pas. Celui qui a écrit cette article l’a fait avec des lunettes roses, en cherchant bien on peut démonter tout ce trop plein d’optimisme en peu de temps. Deux petits exemples 1) http://www.manicore.com/documentati... 2) Le potentiel solaire est gravement miné par l’assombrissement global (en gros arrêter de polluer et la température monteras en flêche).

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(IP:xxx.xx4.17.227) le 22 février 2009 à 16H05

Le oil peak est déjà passé très cher la derniere région a dépassée ce pics était l’Irak (comme par hasard) en 2008. Autrement dit notre production de pétrole n’augmentera plus jamais.

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par Vroum vroum (IP:xxx.xx5.213.173) le 9 février 2009 à 21H40

Okay

Il faut fabriquer l’hydrogène, mais, on sait le faire et il y a déjà des bus urbains qui fonctionnent avec cette technologie ainsi que des voitures et ... des sous marins !

Tant que le pétrole est abondant et bon marché cette technologie n’est pas compétitive au plan économique mais dés que le pétrole posera des problèmes de manière structurelle ( autre squ’environnementaux, hélâs ) on passera à l’hydrogène tant pour le transport que le chauffage.

On peut comparer ce passage à la transition entre l’âge du bronze et l’âge du fer : le bronze était plus facile à fabriquer mais ses composants étaient râres tandis que le fer était difficile à fabriquer mais il est abondant !

Mais l’humanité a su franchir l’obstacle avec brio !

J’ai vu une vidéo où on montrait que le plein d’hydrogène d’une voiture s’effectuait exactement comme le plein d’une voiture à essence : la voiture à batterie n’offre pas la même flexibilité et c’est ce qui la condannera à brève échéance.

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par x79y (IP:xxx.xx2.51.9) le 9 février 2009 à 22H51

Personne ne connait le degré de résilience de l’économie de marché versus le prix du baril ou des énergies alternatives, il est possible qu’a 300$ le baril ou équivalent pétrole plus rien ne soit rentable et que la théorie d’olduvai s’implante rapidement. L’hydrogène n’est pas une source d’énergie mais un transporteur http://www.generation-nt.com/hydrog...

Olduvai theorie : http://generationsfutures.chez-alic... Cette théorie propose de mesurer la Civilisation Industrielle avec un seul indicateur : le rapport entre la consommation mondiale d’énergie et la population. L’idée principale est que, contrairement aux autres civilisations qui sont apparues et se sont effondrées pour être remplacées par de nouvelles, la Civilisation Industrielle sera la dernière parce qu’elle aura épuisé toutes les ressources (pétrole, charbon, minéraux) qui sont vitales au développement d’une nouvelle civilisation.

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par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.23.7) le 10 février 2009 à 00H18

Information supplémentaire :

Selon un rapport d’experts de la Deutsche Bank, circuler en voiture électrique coûte en Europe deux fois moins cher(batterie comprise) au kilomètre que de circuler en voiture à essence :

http://www.electron-economy.org/art...

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par devillers roland (IP:xxx.xx7.211.156) le 22 février 2009 à 10H49

mr Danielo bonjour vos article sont très bien documenté et reèllement juste,toutefois,sans atendre des révolutions techniques qui de toutes manière se produise constament sans doutes constament et ou par cycle pour ma part,je sais comme d’autres personnes que actuèlement,seul 22 % du carburant utilisé par nos véhicule sert réellement à la propultions le reste est absorbé par les systèmes de transmitions,boites de vitèsse,arbres de transmitions etc.etc ;voir svp le blog de texmon.ltd.over-blog.com merci de votre réponse sig.devillers.r.h.

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par Laurence (IP:xxx.xx9.187.2) le 10 février 2009 à 02H38

Mais les questions sont : Et ce que tous les impacts (positifs comme négatifs) ont été vérifiés par des organismes indépendant n’ayant pas d’intérêts économiques dans la mise en place du process ? Et est ce que cela sera suffisant ?

A noter que dans la conclusion la décroissance est stigmatisée alors que cette technologie est décroissante dans un sens (réduction de la consommation d’une ressource naturelle non renouvelable et polluante).

La décroissance n’est pas la décroissance pour la décroissance sinon c’est aussi absurde que la croissance pour la croissance que nous connaissons aujourd’hui. C’est la réduction des mauvais usages, soit en les limitant, soit en les remplaçant par un autre usage moins impactant, soit en organisant la société pour s’en passer sans créer de manque.

par exemple que notre nourriture fasse 4 à 5000 km par bateau, avion et camion ou train, avant d’arriver dans notre assiette n’est pas un besoin absolument nécessaire au consommateur. Par contre il met en compétition les salariés (les peuples) les uns contre les autres ce qui provoque chômage, travail précaire, baisse des normes environnementales et sociales et baisse de la qualité des produits. A tout bien peser, le consommateur (qui est aussi généralement un salarié et un citoyen (l’inverse n’est pas forcément vrai)) n’y gagne pas vraiment.

Là où cette technologie n’ai pas décroissante c’est qu’elle ne favorise pas la décroissance du nombre de voiture et si le nombre de voiture continue d’augmenter, leur fabrication produisant du CO2, combien d’année nous fera gagner la voiture électrique avant d’arriver au même niveau que la voiture à combustion ? Cela ne réduit pas non plus l’impact négatif des réseaux routier, et des accidents (coûts qui sont payés par l’état, donc par le citoyen plutôt que par le consommateur)

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par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.23.7) le 10 février 2009 à 02H59

Laurence : "n’ayant pas d’intérêts économiques dans la mise en place du process ?"

Réponse :

Laurence, voici un superbe billet de Francis Pisani :

"sans voir de contradiction entre œuvrer à un monde meilleur et s’enrichir"

"J’ai des doutes sur mes doutes - Je commence ce billet à l’aéroport de Long Beach sur le chemin du retour après quatre jours à la conférence TED2009 (Technology, Entertainment, Design), la plus fascinante de toutes celles auxquelles j’ai pu assister. (...)

Ça m’invite à remettre en question plein d’idées plus ou mois solidement établies dans ma tête. Un exercice toujours salutaire (...)

Les gens que j’ai vu pendant ces quatre jours oeuvrent « pour que ça change » sans s’enfermer dans la vieille dialectique « changement personnel » ou « changement collectif », sans croire que la seule solution est la révolution, sans voir de contradiction - pour nombre d’entre eux - entre œuvrer à un monde meilleur et s’enrichir.

Ils font. Ils repèrent un problème, imaginent un solution, une technologie, une méthode et s’y mettent. Que ce soit en créant une entreprise ou en lançant un mouvement. Un exemple : BetterPlace, une société qui essaye de généraliser les voitures électriques. L’état d’esprit est différent. Au lieu de voir ce qui rend une idée difficile à réaliser ils imaginent ce qu’il faut faire pour la rendre réalisable. C’est tout mon scepticisme (dont je suis si fier) qui en prend plein la gueule.(...)

Une façon très concrète de dire « Yes we can » sans attendre que le message vienne d’en haut (...)

http://pisani.blog.lemonde.fr/2009/...

http://conferences.ted.com/TED2009/...

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par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.138.235) le 11 février 2009 à 20H42

Voici ce qu’a publié la revue "la décroissance" :

"La pire des catastrophes écologiques serait l’arrivée d’une souce d’énergie gratuite et infinie, cela même si elle était non polluante"

http://www.econologie.com/la-secte-...

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(IP:xxx.xx6.150.107) le 10 février 2009 à 07H55

sans creuser a part l’huile de mollet, on a du mal a croire a la substitution du petrole par l’electricité ou l’hydrogene.

Dans les deux cas il y a le probleme de produire l’energie et de la stocker

l’hydrogene depuis le zeppelin on connait (on prefere ecouter led zeppelin que stocker de l’hydrogene) ca ne passera pas par moi !!!

l’electricite se traine le boulet des batteries qui pesent lourd polluent ne durent pas longtemps etc.. je vous dit pas les montagnes de batterie a produire stocker recycler on sait ou ca va finir tous les vallons vont devenir des decharges....

le percée ne peut se faire que sur une evolution majeure des batteries.

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par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.23.7) le 10 février 2009 à 17H22

- Les batteries modernes Lithium phosphate de fer ne contiennent aucun élément toxique.
- Le lithium est recyclable à hauteur de 98% (procédé Recupyl etc.)
- La densité énergétique des batteries a fortement évoluée ces dernières années. Les batteries au plomb avaient une densité énergétique de 30 à 40 Wh/Kg. Celle des batteries lithium est de 105 à 170 Wh/Kg. Idem pour la durée de vie (cycles de charge). Plus d’infos ici : http://www.electron-economy.org/art...
- Une batterie moderne de 100kg permet d’avoir environ une autonomie de 100km
- 80% des déplacements des européens sont inférieurs à 50km
- Les concepts type BetterPlace résolvent complètement la question de l’autonomie.

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par Curieux (IP:xxx.xx9.69.174) le 10 février 2009 à 22H02

Bonjour,

Vous dites : "- 80% des déplacements des européens sont inférieurs à 50km".

Vous confirmez donc bien qu’une autonomie de 50km serait suffisante pour 80% des déplacements ? Pourquoi alors critiquer d’autres solutions qui privilégient la légèreté du véhicule, en ayant une autonomie suffisante pour la majorité des déplacements ?

Je rappelle que ce qui gaspille le plus d’énergie, c’est la masse inutile déplacée.

Vous dites : "- Les concepts type BetterPlace résolvent complètement la question de l’autonomie."

Quelle publicité pour ce nom de marque ! Pourtant, il s’agit seulement de changer les batteries, comme on change les piles de son transistor ou comme l’on change la bouteille de gaz des chariots élévateurs... donc pas vraiment original.

Si cela règle le problème d’autonomie, alors le concept du "Change les piles" doit aussi régler les problèmes d’autonomie des voitures à hydrogène ou à air comprimé ? Donc pas une raison pour les éliminer d’emblée comme vous le faites. Sauf que "qui veux tuer son chien, l’accuse de la rage"...

Mais vu que les batteries d’une voiture électrique sont plus chères que la voiture elle-même, autant changer de voiture, comme pour les Vélov/Vélib...

Et cela veut dire que pour chaque voiture électrique en circulation, il faudra acheter plusieurs jeux de batteries, déplacer des batteries pleines en cas d’affluence dans un centre d’échange, un vrai gaspillage d’énergie ! Tout cela parce que les batteries sont tellement lentes à charger et tellement lourdes...

En fait, j’ai l’impression que l’on va nous refaire le coup des imprimantes : vous achetez une voiture électrique, pas chère ! Évidemment, sans batteries... Et vous louez les batteries, chez nous seulement car elles sont verrouillées pour que vous soyez bien prisonniers, et en plus vous ne pouvez même pas les charger avec des panneaux solaires, vous êtes aussi obligés d’acheter l’électricité chez nous... à prix d’or bien sûr, comme les cartouches d’imprimantes :/-)

Encore plus tordu que le coup des voitures hybrides essence-électrique, dont le constructeur interdisait que l’on charge les batteries chez soi...

Ce qui dérange le plus dans l’air comprimé, c’est la liberté et l’indépendance que le processus apporte : tout le monde a de l’air, ce n’est pas taxable. Tout le monde peut comprimer chez soi et garder ainsi l’énergie.

Ne dit-on pas "libre comme l’air"...

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par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.23.7) le 10 février 2009 à 23H01

Je vous ai déjà répondu concernant la voiture à air comprimé suite aux 2 précèdants articles de cette série. Synthèse ici : http://www.electron-economy.org/art...

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par xa (IP:xxx.xx2.16.250) le 11 février 2009 à 18H28

Deux petites choses.

1) Le cobalt est toxique, mais fait aussi partie de la vitamine B12 nécessaire à la vie. Tout est question de dose.

2) A propos de dose. Le lithium est toxique (comme le cobalt) lorsque les doses ingérées sont trop élevés (de l’ordre de quelques grammes). Le PO4 est, lui aussi, toxique. Raison, d’ailleurs, des nombreuses réglementations sur la teneur en phosphates des eaux et aliments.

Dire que le phosphate de fer et lithium est non toxique .... c’est un peu précipité, vous ne trouvez pas ?

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par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.138.235) le 11 février 2009 à 20H13

Oui,c’est vrai, c’est une question de dose.

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par Nimbus.vae (IP:xxx.xx7.198.161) le 10 février 2009 à 14H20

Somme et Synthèse bien documentée et intéressante. 1/J’ajouterai un doute sur un détail. Le « réservoir ultra-condensateur Eestor » ressemble plus à un mythe boursier qu’à une réalisation disponible. Eestor n’a encore livré aucun prototype que ce soit à Zenn, Lockeed ou Gm publiquement. Le concept est prodigieusement séduisant, la réalisation prototypique puis industrielle est sans cesse repoussée. 2/Les véhicules à assistance électriques, Vae, offrent pour les déplacements de proximité, 20km aller-retour et le transport des achats courants, 15kg, à la vitesse de 17kmh une solution expérimentée et intéressante. En montagne je consomme 0,70kwh pour 50-60km à 17kmh. En plaine je dépasse les 120km toujours pour 0,70kwh et 17kmh. Vive l’hybride mettant en œuvre électron+graviton+musclon optimisés dans une gestion fine. Nimbus.Vae.

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par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.23.7) le 10 février 2009 à 17H29

A propos des vélos à assistance électrique dont vous parlez, "le groupe d’électronique Sanyo (un des nombreux fabricants de vélos semi-électriques) et la préfecture de Tokushima (sud de Tokyo) ont indiqué lundi qu’ils allaient équiper de panneaux solaires une partie des parcs municipaux abrités pour bicyclettes, afin de permettre aux usagers de recharger la batterie de leur deux-roues" http://www.google.com/hostednews/af...

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par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.23.7) le 10 février 2009 à 22H53

Quelques exemples de voitures éléectriques légères :

- Dagne : http://www.revolutionmotors.biz/rev... (j’aime personnellement beaucoup ce modèle ultra-efficient)

- Bamgoo : http://www.etyc.org/la-gazette/2566... 60kg,

- Zero de Tazzari : http://www.electron-economy.org/art... 540kg, batterie comprise, autonomie de 150km

- Et beaucoup d’autres modèles

NB - Avec BetterPlace, il est bien entendu possible de recharger la batterie de sa voiture à la maison, sur une simple prise. Et un contrat est possible avec BP, quel que soit la marque du véhicule.

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par Michel (IP:xxx.xx4.216.225) le 11 février 2009 à 19H09

Dans la liste des critiques récurrentes, un point important a été oublié : la pollution inhérente à la fabrication et au recyclage des batteries. C’est un point noir sur les vieilles batteries au plomb. Mais quid des batteries modernes... ? Egalement, dans la liste des fabricant de supercondensateurs, ne pas oublier un francais : Batscap, filiale du groupe Bolloré : http://www.batscap.com/

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par Olivier Daniélo (IP:xxx.xx9.138.235) le 11 février 2009 à 20H19

- Merci de mentionner une technologie française, Batscap, du groupe Bolloré ;) Je vais le mentionner dans la version de l’article en ligne sur mon blog.

- A propos de l’obtention du carbonate de lithium à partir de saumure (lac salé contenant du chlorure de lithium etc.), voici les informations que j’ai pu obtenir (à complèter ou corriger le cas échéant) :

* un premier traitement à la chaux (la chaux est obtenue par combustion du calcaire, une roche très abondante) permet d’éliminer le magnésium de la saumure.

* Un traitement à la soude (La soude, NaOH, est obtenue par électrolyse du chlorure de sodium, le sel de table, NaCl ; NaCl obtenu par exemple dans les marais salants) permet d’obtenir par précipitation le carbonate de lithium.

Pour obtenir le carbonate de lithium il faut donc du calcaire (très abondant), du chlorure de sodium (très abondant) et de l’électricité (que l’on peut produire avec les énergies renouvelables dont le potentiel est énorme).

- A propos du recyclage du lithium : http://www.electron-economy.org/art...

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par Ben (IP:xxx.xx1.221.124) le 12 mars 2009 à 13H49

"Au fait, quand vous parlez de Shanghai, la circulation y est étonnamment fluide"

Ahah ! Ah bon. Vous n’avez pas du y passer trop de temps...moi j’y vis et votre commentaire me fait doucement rigoler.


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