Voitures électriques, nucléaire et plan climat : un bon débat

16 juillet 2017 - Posté par Alain Grandjean - ( 16 ) Commentaires

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Dessin Mike Flanagan - CartoonStock
Credit : Dessin Mike Flanagan - CartoonStock

Nicolas Hulot a annoncé dans son plan climat que « Le Gouvernement prendra l’initiative de proposer au niveau européen une norme Euro 7 ambitieuse et de fixer l’objectif de mettre fin à la vente de voitures émettant des gaz à effet de serre en 2040. Il portera cette position aux niveaux européen et international et réunira une coalition de pays pour promouvoir cet objectif (Pays-Bas, Inde…). » 

Cette annonce a été pourfendue par certains medias (L’Humanité met en avant les carences et incohérences du plan Hulot. Challenges évoque le « délire » du ministre) par ce qu’elle serait à trop long terme, parce qu’elle serait irréaliste industriellement, ou ne serait pas compatible avec une réduction du nucléaire dans le mix électrique. Prenons ces points l’un après l’autre.

1 Notons tout d’abord que la question de la voiture individuelle est bien l’un des sujets clefs en matière climatique. Le transport en 2015 c’est 29 % des émissions de GES de la France, soit 130 MtCO2e dont 70 MtCO2e pour les véhicules particuliers (VP) sur lesquels nous allons nous concentrer dans la suite. Le parc de VP est de 33 millions (on ne compte pas les véhicules utilitaires qui se comptent à plus de 5 millions ni les camions) qui consomment en moyenne 6,5 litres au cent[1]. Aujourd’hui 2 millions de véhicules sont vendus par an en France. Cela veut dire qu’il faut plus de 15 ans pour renouveler l’ensemble du parc. La réduction de nos émissions de GES dans ce domaine d’ici 2050, c’est à dire dans 33 ans, doit se faire donc en deux remplacements complets de parcs.

Il est donc très légitime pour un ministre en charge du plan climat de la France de se situer à ces horizons. Et il est légitime d’annoncer un niveau d’émission très bas ; respecter l’accord de Paris pour stopper le changement climatique suppose qu’on ne recourt quasiment plus aux énergies fossiles à cet horizon. On discutera néanmoins au point suivant de la cible exacte (zéro ou très basse émission ?).

2 Concernant le réalisme et la crédibilité de cette annonce, France–Stratégie, l’agence de prospective (ancien commissariat général au plan) rattachée au Premier ministre et dirigée il   y a peu par Jean Pisani-Ferry[2]) difficilement soupçonnable de légèreté avait préparé le terrain par une étude publiée en décembre 2016. L’étude présentait deux scénarios aussi ambitieux l’un que l’autre :

  • un véhicule 2 litres au cent en 2030 et un véhicule zéro émission au-delà de 2050
  • une conversion intégrale du marché européen à la voiture électrique, avec une interdiction de vente de véhicules thermiques[3] en 2040

L’avantage de la deuxième voie, adoptée dans le plan climat du gouvernement est d’éviter les risques de « lock-in ». Miser sur le véhicule à 2 litres c’est risquer de ne pas réussir à se passer de la consommation embarquée par un parc ainsi constitué.

L’inconvénient est clair aussi : il s’agit d’un pari industriel et écologique dont il est difficile d’affirmer aujourd’hui qu’il sera gagné. Fabriquer une voiture électrique n’est pas ni facile ni anodin (en particulier son bilan carbone n’est pas nul, du fait de l’énergie nécessaire à sa fabrication). Et si cette solution se généralise au niveau mondial il n’est pas évident que l’industrie de la batterie arrive à suivre ni qu’elle le fasse de manière durable. Il y a encore beaucoup de problèmes non résolus à ce stade d’usages et de recyclages de matériaux.

Bref le débat est lancé et dans la bonne direction. Il reste du temps pour trancher entre des cibles proches (zéro émission ou très faible émission). Dans tous les cas donner une impulsion et un cap clair et ambitieux est tout le contraire d’une erreur stratégique mais au contraire une nécessité, reconnue par le comité français des constructeurs automobiles.

3 A l’horizon 2025, il n’y aura pas de problème d’approvisionnement électrique même en réduisant raisonnablement la part du nucléaire (cf post précédent : « 50% de nucléaire en 2025 : est-ce compatible avec le plan climat ?« ). Supposons, ce qui semble très optimiste, que roulent alors 2 millions de voitures électriques (il y en a moins de 100 000 en circulation aujourd’hui et il s’en est vendu 20 000 en 2016). Elles consommeraient alors 4 à 5 TWh, soit 1% de la production actuelle (et moins de 10% de l’exportation nette). Elles ne poseront pas non plus de gros problèmes de gestion de la puissance pour les recharges.

A horizon 2050 France-Stratégie estime le besoin de production électrique à 90 TWh[4]. Cela devient plus significatif, de l’ordre de grandeur de l’exportation de l’électricité française. Mais à cet horizon la capacité des Enr à produire l’énergie nécessaire ne fait aucun doute dans un scénario 50 % nucléaire. En revanche il est clair que la gestion de la recharge devient un vrai sujet, qui nécessite une analyse approfondie. Vu d’aujourd’hui il semble aux spécialistes possible de le traiter, par des investissements importants. Citons France-Stratégie :

« Enfin, cette option suppose des investissements considérables dans le réseau des bornes électriques. En France, le déploiement progressif sur vingt ans de 30 millions de points de recharge, correspondant à un parc entièrement électrique à 2050, représenterait un coût minimal de 15 milliards d’euros[5], auquel il faudrait ajouter le déploiement (à préciser) d’un million de bornes de recharges rapides, pour un coût compris entre 10 et 20 milliards[6]. Le coût total d’investissement pour la collectivité se monterait ainsi entre 25 et 35 milliards d’euros d’ici 2050.  À ce chiffrage s’ajoutent les coûts de renforcement du réseau électrique pour répondre aux appels de puissance liés à la recharge des véhicules électriques. Ces coûts devront être conçus et optimisés dans un cadre plus large : ENEDIS (ex-ERdF) évalue à environ 30 milliards d’euros les sommes qu’il devra affecter avant 2030 à l’intégration des énergies renouvelables et au déploiement des smart grids. »

Conclusion 

Le plan-climat a mis sur la table une vision de long terme de grande ambition et pose de ce fait les bonnes questions. Il reste maintenant à les approfondir et pour les prochaines années à donner un cadre plus précis pour que se construise une alliance de l’automobile et de l’écologie, tel que celui qu’a décrit, en octobre 2016, Dephine Batho dans un passionnant rapport parlementaire.

Alain Grandjean

Notes : 

[1] A court terme (2021), l’objectif de l’UE d’aboutir à un niveau moyen d’émissions des véhicules neufs vendus inférieur à 95 gCO2/km – soit environ 3,7 litres aux 100 km – semble à portée de main de la plupart des constructeurs. Il permettra de faire une partie du chemin. Mais cela ne suffit pas.
[2] Economiste réputé qui a validé le programment économique du président de la république et qui est chargé du plan d’investissement de 50 Milliards du quinquennat
[3] L’hypothèse n’a rien de fantaisiste : la Norvège étudie déjà cette possibilité pour 2025 ; la Suède envisage de se passer des énergies fossiles dans les transports à l’horizon 2030 ; et Toyota a récemment annoncé son intention de bannir les carburants fossiles à partir de 2050.
[4] Un calcul en ordre de grandeur permet de vérifier ce chiffre. Une voiture électrique consomme entre 15 et 20 kWh pour cent kilomètres. Un parc de 35 millions de voitures faisant 13000 km consommerait entre 70 et 90 TWh. Il faut ensuite tenir compte pour la production des pertes d’environ 20%, sur le réseau et en ligne jusqu’à la consommation de la batterie, Mais dans l’autre sens de nombreux progrès sont possibles dans la gestion de la mobilité (partage, covoiturage, aménagement du territoire) et dans la performance des véhicules.
[5] Chiffrage en euros de 2016 sur la base de points de recharge à 1 000 euros la borne développés au rythme de déploiement des véhicules et avec un taux d’actualisation de 4,5 %.  (note de France-Stratégie)
[6] Le coût d’une borne de recharge rapide (40 à 50 kW) est aujourd’hui d’environ 50 000 euros. Il devrait néanmoins baisser fortement (entre 20 000 et 40 000 euros).   (note de France-Stratégie)

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16 Responses to “Voitures électriques, nucléaire et plan climat : un bon débat”

  1.   Julien GLAIZAL   17 juillet 2017 à 1 h 41 min

    Les réserves prouvées en lithium, principal composant des batteries dernières générations, se chiffrent à 14 millions de tonnes au niveau mondial. Nous produisons 40.000 tonnes par an, cela représente donc 350 années de production au rythme actuel.

    Sur ces 40.000 tonnes une part substantielle est captée par la production de batteries pour automobile électrique, sachant qu’une voiture tout électrique consomme approximativement 75 kg de lithium pour ses batteries (ex. Tesla).

    Environ 500.000 véhicules électriques ont été produit en 2016 dans le monde. Admettons que l’objectif écologique soit de convertir disons 15% du parc mondial d’automobile (dont une bonne part en Europe), soit environ 200 millions de véhicules, d’ici 2040, si nous extrapolons cela équivaudrait à produire et consommer 200 millions X 0,075 t = 15 millions de tonnes de lithium, soit plus que ses réserves prouvées!

    Sauf rupture technologique (toujours probable), laissons chacun seul juge de ce rapide calcul d’ordre de grandeur quant à la viabilité et sinon la généralisation du projet.

    Aussi rappelons qu’une voiture électrique est « écologique » (et nonobstant son bilan carbone pour la produire) que si l’électricité pour la faire avancer est elle-même décarbonnée. Quand nous savons que les 2/3 de l’électricité produite dans le monde ont pour origine des énergies fossiles (dont 40% une centrale à charbon…) cela laisse songeur!

    Mais il est vrai que certains ont fait profession de résoudre la quadrature du cercle, quant à vouloir sortir simultanément du nucléaire et des énergies type charbon/gaz/pétrole, en plus bien évidemment de baisser drastiquement nos émissions de GES, le tout dans une enveloppe de financement crédible et raisonnable…

    Souhaitons-leur bon courage!

    •   Alain Grandjean   17 juillet 2017 à 13 h 40 min

      @julien glaizal Nous sommes d’accord sur deux points. Sur l’origine de l’électricité, il faut bien entendu qu’elle soit le plus possible d’origine décarbonée.Nous le sommes aussi sur le fait qu’une industrie automobile qui fonctionne comme aujourd’hui avec 90 millions de véhicules neufs produits chaque année au niveau mondial et qui switche à 100% sur l’électrique risque de rencontrer plus ou moins tard des limites physiques à son expansion (ce sera vrai aussi pour le moteur thermique). Repenser la mobilité automobile est stratégique dans tous les cas (aller vers l’usage d’un service de transport « individuel » et sortir du modèle dominant de possession individuelle, permettant entre autre d’augmenter très significativement le taux d’utilisation moyen d’un véhicule).

      Sur votre démonstration chiffrée, je me permets de faire quelques corrections. Tout d’abord, une batterie de 40 kWh (type Renault Zoé assurant 300-400 km d’autonomie) a besoin d’environ 50kg de carbonate de lithium (Li2CO3) pour sa production, soit 9,4 kg de lithium (Li). Et non 75 kg de lithium.
      Si l’on fait l’hypothèse qu’en 2030 les véhicules électriques (VE) représentent un tiers du marché mondial (c’est assez volontariste), cela implique la production annuelle de 30 millions de VE, soit une demande annuelle en lithium de 1,5 Mt de carbonate de lithium. Ou environ 280 kt de lithium. Sur 14 Mt de réserves prouvées de lithium, ça donne 50 ans de consommation à ce rythme, et sur 47 Mt de ressources, 168 ans. Le problème de la limite physique est donc pertinent, mais pas immédiat . Bien à vous . AG

    • Hello,

      je pense que la partie sobriété (moins de voiture et moins de kms/voiture) n’est pas énoncé clairement afin de ne pas faire « peur » dès maintenant… et laisser le temps au temps de s’adapter au covoiturage, télé-travail et autre choix, la façon de réduire sa mobilité de manière plus conséquente…

      à bientôt, Hervé.

    • C’est pire que ça : contrairement aux diamants, les batteries ne sont pas éternels. Durée de vie de 5 ans? 10 ans?

      Et comme nous l’explique Philippe Bihouix, elles ne sont en pratique pas recycables.

      Ça revient à juste repousser le problème de quelques décennies.

    •   Alain Grandjean   19 juillet 2017 à 12 h 47 min

      @Vincent,merci de convoquer Philippe Bihouix, dont les propos sont très pertinents. Il est très clair que si pour les batteries nous ne développons pas rapidement des procédés hyper efficaces de recyclage réutilisation nous irons dans le mur. Le sujet est bcp plus général que pour les batteries; les peintures des voitures utilisent des « poudres de perlimpinpin » qui se dispersent dans la nature et ce n’est pas durable. Nous sommes tous face à un immense défi. Gagner quelques années si c’est vraiment cela que nous faisons est déterminant. Mais à nouveau le propos de ce post n’était pas de faire le tour de la question mais juste de répondre à des attaques très mal fondées et à faire remarquer que nous avons bien à réfléchir en ce moment à de grandes orientations; bien à vous . AG

  2. […] Nicolas Hulot a annoncé dans son plan climat que « Le Gouvernement prendra l’initiative de proposer au niveau européen une norme Euro 7 ambitieuse et de fixer l’objectif de mettre fin à la vente de voitures émettant des gaz à effet de serre en 2040. Il portera cette position aux niveaux européen et international et réunira une coalition de pays pour promouvoir cet objectif (Pays-Bas, Inde…). »… lire […]

  3. Les prochaines années vont voir une évolution majeure : le véhicule autonome

    Cette évolution a déjà commencée par les véhicules utilitaires et les voitures de luxe
    – Le système qui rend autonome un chariot de manutention coute (en 2017) 50.000 €
    http://www.capital.fr/entreprises-marches/balyo-fait-appel-a-la-bourse-pour-transformer-les-chariots-elevateurs-en-robots-1229935
    – Tesla a décidé de multiplier par 40 la capacité de calcul de ses voitures et de proposer des mises à jour régulières de son système « autopilot »

    Le véhicule autonome est la prochaine frontière de l’électronique mondiale. Les géants de l’électronique achète des milliards de $ de petites sociétés en avance. La baisse des prix de l’électronique va généraliser ces dispositifs.
    C’est la révolution qu’il ne faut pas rater sous peine d’être disqualifié pour le XXI ème siècle,
    et qui imposera une plus grande pénétration de l’électricité dans les transports!
    Est ce que cela ira jusqu’à entrainer la disparition du moteur à combustion?

    •   Alain Grandjean   17 juillet 2017 à 20 h 03 min

      @I.Lucas, le véhicule autonome s’il se développe aussi vite que certains l’espèrent pourrait changer la donne en matière de rapport à la voiture; aujourd’hui elles sont incroyablement sous-utilisées (elles passent en moyenne 95% de leur temps au parking) ; si cette révolution se fait on peut imaginer un parc de voitures partagées bcp plus petit. donc moins de besoins en batteries acier et autres poudres de perlimpin. Mais cela ne se fera pas que par une révolution technique, il faut que cela soit rendu possible par des incitations économiques et sans doute une révolution culturelle (le rapport à la voiture). nous verrons; la aussi il faut ménager des options; bien à vous; AG

    • Comme…

      1. on voit mal comment une entreprise/administration peut fonctionner si les gens arrivent au travail à des heures très différentes (du genre : certains à 6h d’autres à midi)
      2. l’étalement urbain impose de continuer avec « un travailleur = une voiture »
      3. une voiture autonome ne prend pas moins de place pour rouler qu’une voiture normale

      … la voiture autonome ne règle en rien le problème.

      Le fétichisme technologique.

  4. Les bonnes questions ne sont pas abordé, de peur de se confronter aux grands acteurs économiques. Comme d’habitude le tabou de l’automobilité n’est meme pas effleuré.

    Avons nous vraiment massivement besoin d’automobiles ? Le besoin n’est il pas justement creé par les differentes politiques economiques et d’urbanisation qui ont systématiquement anticipé cette necessité et ont organisé a marche forcée le triomphe de la route et de la periurbanisation.

    Le monde automobile, avec ces immenses espaces naturels definitivements sterilisés sous une couche de bitume, et fragmentés jusqu’ a la mort écologique, est elle réelement, consciemment plébiscité par la masse ? Ou simplement subi comme un pis aller parce que les centres villes commercants ont disparu, et le travail toujours plus precaire et lointain ?

    Pourquoi passer sa vie au travail pour payer une voiture (6000 euros de depense en moyenne par conducteur) alors que l’on peut louer et qu’avec une telle somme on peut faire bien des choses plus agreables ?

    Des estimations prenant en compte le revenu moyen horaire europeen demontrent que si on inclus le travail passé a payer son vehicule en europe, on arrive a une vitesse horaire tres inferieure a celel de la byciclette. L’efficacite reelle de la voiture est donc tres faible.

    Cherchez a qui profite l’arnaque et vous comprendrez qui a ses entrees a l’elysee. Pas nous, c’est sur.

    Beaucoups de decroissants et de gens qui simplement prennent un peu de recul, pensent que l’automobilité a quatre roue pour plusieurs milliards n’est qu’une parenthese malheureuse qui a assez durée.

    Reste le vélo et nous sommes des milliers a démontrer quotidiennement que cela est une alternative crédible et urgente a mettre en oeuvre. Y compris en milieu rural à faible densité et avec un relief accidenté, comme cela est le cas dans ma région.

    •   Alain Grandjean   19 juillet 2017 à 7 h 44 min

      @kervennic, rassurez-vous je n’ai pas du tout peur des grands acteurs économiques et la voiture n’est pas du tout pour moi un tabou. Dans un post on ne peut pas tout aborder en même temps; vous avez raison de considérer qu’il est souhaitable de parler de besoin de mobilité, d’urbanisation etc; je n’ai pas non plus parlé de vitesse limite sur les routes, ni de transport de marchandises et de camions. Je n’ai pas parlé non plus du poids des véhicules etc. le développement des mobilités douces est à mes yeux éminemment souhaitable (elles sont d’ailleurs souvent de la responsabilité de la maille territoriale,régionale ou municipale). Cela étant la voiture est souvent encore largement indispensable pour les personnes qui se déplacent difficilement et dans toutes les zones mal desservies par des transports en commun. Quant à ceux comme vous qui se déplacent en vélo, on ne peut que vous encourager à perservérer,non? bien à vous; AG

    • kervennic > Le monde automobile, avec ces immenses espaces naturels definitivements sterilisés sous une couche de bitume, et fragmentés jusqu’ a la mort écologique, est elle réelement, consciemment plébiscité par la masse ? Ou simplement subi comme un pis aller parce que les centres villes commercants ont disparu, et le travail toujours plus precaire et lointain ?

      Pas tout à fait : beaucoup de gens veulent vivre en maison individuelle avec un jardin, en particulier ceux qui ont connu la vie en HLM, avec sa surpopulation, son bruit et ses nuisances sociales… même si cela a pour résultat beaucoup d’argent et de temps dépensés pour se déplacer.

      Il suffit de visiter des villes petites ou moyennes en France : logements vieux et petits. On comprend l’attrait du pavillon en banlieue.

      Mais on comprend aussi le vote FN dans la France périphérique paupérisée, coincée par cette contrainte financière et le refus de revenir vivre en ville.

  5. Je ne comprends pas cette volonté de baisser la part du nucléaire à 50%, sachant que l’ASN considère le parc comme sûr dans son intégralité.

    Et si on doute de la compétence de l’ASN, sachant que toutes les centrales françaises en activité sont construites sur le même modèle… c’est 100% des centrales qu’il faudrait fermer, pas juste 1/3.

    • Il est parfaitement clair que le jour où nos écolos auto-proclamés accepteront de ne plus être (avant toute autre chose) anti-nucléaires, ceux qui, comme A. Grandjean, étudient tous ces sujets de bonne foi et avec toute la bonne volonté du monde, nous produiront des textes, des idées et des projets considérablement plus crédibles.

  6. J’ai fait un petit calcul idiot en partant de la consommation de diesel et essence en France soit 47.8 millions de m3 de carburant. On retire les 8 millions des camions et reste 39.7 millions de m3. En admettant une densité moyenne de 0.85 et un LHV de 42300 kj/kg que l’on multipliera par un rendement moyen effectif en circulation d’un moteur diesel de 45% on arrive à un besoi de 6.42 10p11 KJ. On considère maintenant une pénétration de 60% à l’horizon de 2040 de la voiture électrique et sommes rendus à devoir fournir sous forme électrique 3.85 10p11 Kj par jour!

    En considérant 24h et 3600 s dans chaque heure on trouve une puissance moyenne de …. 4.46 GW ce qui est déjà énorme. En admettant que la puissance instantanée en pic absolu soit de 20 x au moins cette puissance moyenne, nous aurions besoin d’installer en France la bagatelle de 80 GW soit 53 EPR. A 8 milliard pièce (on peut espérer que le cout baisse) on est rendu à 530 milliards ….

    Cherchez l’erreur :) Meme si je me trompe d’un facteur 2, c’est juste impossible

  7. Il faut savoir que 90% des batteries des voitures électriques seront fabriquées et Chine. Il faut aussi savoir qu’un véhicule électrique n’émet pas de CO2 à l’usage, mais mobilise plus d’énergie primaire. Ce véhicule produit toujours des particules fines à cause de l’abrasion des pneus et des plaquettes de frein. Consommation d’électricité. Si nous prenons comme hypothèse, un parcourt moyen de, 15 000 km (9 300 miles) par an, pour une consommation d’électricité de 0,2 kWh par kilomètre parcouru, chaque année, cette voiture électrique consommera donc 3 000 kW. À comparer à un climatiseur de 2500 W qui fonctionne 8 h par jour pendant 6 mois, il consommera lui, entre 1000 et 1 600 kW par an, cela sera 1 000 kW pour un four cuisinière, et 1 500 kW pour un chauffe-eau , il va donc falloir produire cette électricité, lire l’article de @bernard jomard assez bien documenté:
    http://bernard-jomard.com/2017/10/29/voitures-electriques-electrochocs-a-venir/

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