Propulsions électriques - seulement une solution provisoire pour les véhicules utilitaires?
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Propulsions électriques seulement une solution provisoire pour les véhicules utilitaires? Christian Bach Chef du laboratoire Systèmes de propulsion des véhicules
Net zéro CO2 d'ici 2050 Conseil fédéral, 28.08.2019
L'approvisionnement énergétique actuel
6 trillions de dollars sont consacrés à l'énergie dans le monde
80% de 50’000 gisements de 50 % des réserves au
l'approvisionnement huile, de gaz et de Moyen-Orient
énergétique mondial est charbon
basé sur les énergies
fossiles
Source : proton.energy, bp
L'approvisionnement énergétique à faible CO2 du futur
3 options au choix
L'énergie nucléaire
& Dépôt final
L'énergie fossile
& Carbon Capture
and Storage
Énergies Stockage
renouvelables
& de l'énergie
Démonstrateur de mobilité future «move»
La mobilité routière post-fossile
Étude PtX
Suisse Méthanisation
Collecteur de CO2 (Empa)
(Climeworks)
Mobilité PtX
Consommation réelle /
Partage de voitures
Balayeuse 700 Bar H2
Essai sur le 350 Bar H2 voiture de
terrain à 350 tourisme Stockage des
bar (HCNG) batteries pour les VE
Contenu 1. Émissions de CO2 et CTP des camions 2. Le contexte énergétique 3. L‘utilisation des véhicules 4. Résumé
Émissions de CO2 et CTP des camions
Procédure légale d'évaluation du CO2 pour les camions
Catégories concernées: Exemple de calcul pour A partir de 2022/23:
camions et tracteurs 4x2 Nouvelle flotte de camions:
et 6x2 avec PT >16 t (dans l'UE)
Cons. moyenne : 32 l/100 km Règlements pour d'autres
Charge utile moy.: 12 t catégories de véhicules
Émissions de CO2: 70 g/tkm
Évaluation de la valeur cible
Valeur cible 2025 : 60 g/tkm pour 2030
Valeur cible 2030 : 50 g/tkm
Examen de l'introduction
Sanction pour non-conformité : d'un l'analyse du cycle de vie
- 4'000 EUR par g/tkm (à partir de 2025) au lieu de l'évaluation des
- 6'800 EUR par g/tkm (à partir de 2030) gaz d'échappement.
Émissions de CO2 et CTP des camions
Émissions réelles de CO2 (well-to-wheel) des camions
En fonctionnement
avec énergie fossile
En fonctionnement avec
les énergies renouvelables
Source: Empa
En ce qui concerne les émissions de gaz à effet de serre, le facteur décisif
n'est pas la propulsion, mais l'origine de l'énergie (fossile/renouvelable).
Avec les énergies renouvelables, celles-ci peuvent être réduites de 80 à 90 %
(les chiffres ne tiennent pas compte de la production des véhicules).
Émissions de CO2 et CTP des camions
CTP des camions
Les camions à propulsion alternatifs ont des coûts d'investissement plus élevés, mais ceux-ci vont diminuer à l'avenir.
Grâce à l'exemption (partielle) du MinÖSt et de la RPLP, ceux-ci peuvent toutefois (avec des entraînements
conventionnels en liaison avec des énergies renouvelables) atteindre un TCO comparable à celui des camions diesel.
Contenu 1. Émissions de CO2 et TCO des camions 2. Le contexte énergétique 3. L‘utilisation des véhicules 4. Résumé
Le contexte énergétique
On s'attend à de fortes différences entre l'été et l'hiver à l'avenir
Ref. -Nuclear +PV
Referenz (2010) Ref. -Nuclear +PV
+42% Ren. +75% HP / +20%km BEV
* avec un équilibrage quotidien
des batteries de pompage et
des batteries stationnaires
(Hypothèse : stockage à court terme
"parfait" + gestion de l'énergie)
Strommangel Stromüberschuss
• Power-to-X
7.6 TWh* • Export
• Curteilment
- 23.3 TWh* • Import
Source: EmpaLe contexte énergétique
On s'attend à de fortes différences entre l'été et l'hiver à l'avenir
Référence (2010) Réf. -Nucléaire +PV
Réf. -Nucléaire +PV La pollution au CO2 de
+42% Ren. +75% HP / +20%km BEV
l'électricité suisse peut
augmenter considérablement,
Impact CO2 de l'électricité CH en g/kWh
surtout en hiver.
L'électricité peut augmenter
de manière significative,
surtout en hiver. Le type
d'électricité importée sera
décisif.
Source: EmpaLe contexte énergétique
Situation de surplus et de pénurie sur le marché suisse de l'électricité
La réduction de 25 TWh
d'électricité nucléaire et l'ajout de
25 TWh d'électricité PV entraînent
un surplus d'électricité de 5 à 10
TWh au cours du semestre d'été et
un besoin d'importation tout aussi
élevé au cours du semestre d'hiver
- même avec une compensation
complète par le stockage de
l'électricité sur des semaines
entières.
Si les surplus d'électricité ne
peuvent être exploités, l'expansion
du photovoltaïque pourrait ralentir.Le contexte énergétique Une part croissante de la réduction Situation en Allemagne Bundesnetzagentur, Rapports de suivi Situation en Chine Agora, Energy Transition in the Power Sector in China: State of Affairs in 2016 Review on the Developments in 2016 and an Outlook
Le contexte énergétique
Les importations d'électricité en hiver sont cruciales Résultats préliminaires
Part des véhicules électriques 2020 – 2050: 0 → 50% sur le marché totale (seule cette partie est indiquée ici)
Importations d'él. à faible CO2 (LC) 2020 – 2050: 330 → 80 g CO2/kWh (signifie beaucoup de CCS)
Él. produite par une centrale à gaz (GuD): 440 → 360 g CO2/kWh
Low Carbon ❶ Zusätzliche Emission
Importation ❷ Verminderte Emission
d'électricité
(surtout en hiver) ❷
❶
50% BEV en 2050: -3.8 Mio t CO2
50 % synth. Gas en2050: -2.2 Mio t CO2 50% synth. Gas en 2050: -4.2 Mio t CO2
50 % BEV en 2050: -3.0 Mio t CO2
(CCGT) ❶ Zusätzliche Emission
Importations ❷ Verminderte Emission
d'électricité ❷
fossile
❶
(surtout en hiver)Le contexte énergétique Rayonnement solaire inutilisé dans les régions désertiques Pour couvrir les besoins énergétiques de la Suisse au cours du semestre d'hiver, qui ne sont pas couverts par l'énergie hydraulique, ainsi que le trafic longue distance exclusivement avec des sources d'énergie synthétiques importées, il faudrait une surface photovoltaïque dans un désert d'environ 700 km2; cela représente 27 x 27 km ou 0,008% de la surface du Sahara.
Contenu 1. Émissions de CO2 et CTP des camions 2. Le contexte énergétique 3. L‘utilisation des véhicules 4. Résumé
L‘utilisation des véhicules
Grande pertinence des applications à longue distance
Microzensus 2010 1,5 millions d'annonces de véhicules sur Autoscout24
Ménages privés, "voyages typiques" uniquement sans flotte de véhicules
Laufleistung
# Fahrten
Approche:
H2/carb. synthétiques
70%
des voyages
Approche: Approche:
Electromobilité H2/carb. synthétiques
Approche:
30% Electromobilité
du kilométrage
70% des voyages 30% des voyages 2/3 des voitures 1/3 des voitures
30 % du kilométrage 70% du kilométrage particulières effectuent particulières effectuent
50% du kilométrage 50 % du kilométrage
Source: ETHZ/Empa (2018) Source: Empa/PSI (2019)L‘utilisation des véhicules
L'efficacité économique est l'un des facteurs décisifs
Voiture particulière (D) Fourgon de livraison (D)
B. Helgeson (économiste de l'énergie,
Université de Cologne) a analysé les
concepts de propulsion pour une
réduction de 90% du CO2 en fonction de
leur efficacité économique (pour D).
Cela montre que :
Camion (D) Total de la flotte (D) BEV dans la gamme PW/LiW et
les carburants synth. pourraient
devenir très pertinents dans le secteur
des camions.
Dans le secteur des camions,
l'électrification directe est plus difficile et
coûteuse que dans le secteur des voitures
particulières.
Source: B. Helgeson et al; Applied Energy (2020)VÉHICULES STANDARD 2016-2030 TECHNOLOGIES CONVENTIONNELLES VÉHICULES COMPACTS 80 - 110 KW Source: Zapf Martin, Bütler Thomas, Bach Christian, Pengg Hermann, Weindl Christian; Kosteneffiziente und nachhaltige Automobile Bewertung der realen Klimabelastung und der Gesamtkosten – Heute und in Zukunft; Springer Vieweg (2019) THG = Treibhausgase (CO2, CH4, N2O) LCA = Life Cycle Analysis TCO = Total Cost of Ownership ICEV = Internal Combustion Engine Vehicle CNG = Compressed Natural Gas HEV = Hybrid Electric Vehicle PHEV = Plugin Hybrid Electric Vehicle BEV = Battery Electric Vehicle HFCEV = Hydrogen Fuelcell Electric Vehicle SNG = Synthetic Natural Gas SLF = Synthetic Liquid Fuels
VÉHICULES STANDARD 2016-2030 TECHNOLOGIES CONVENTIONNELLES ET ÉLECTRIFIÉES VÉHICULES COMPACTS 80 - 110 KW Source: Zapf Martin, Bütler Thomas, Bach Christian, Pengg Hermann, Weindl Christian; Kosteneffiziente und nachhaltige Automobile Bewertung der realen Klimabelastung und der Gesamtkosten – Heute und in Zukunft; Springer Vieweg (2019) THG = Treibhausgase (CO2, CH4, N2O) LCA = Life Cycle Analysis TCO = Total Cost of Ownership ICEV = Internal Combustion Engine Vehicle CNG = Compressed Natural Gas HEV = Hybrid Electric Vehicle PHEV = Plugin Hybrid Electric Vehicle BEV = Battery Electric Vehicle HFCEV = Hydrogen Fuelcell Electric Vehicle SNG = Synthetic Natural Gas SLF = Synthetic Liquid Fuels
VÉHICULES STANDARD 2030-2050 TECHNOLOGIES CONVENTIONNELLES ET ÉLECTRIFIÉES VÉHICULES COMPACTS 80 - 110 KW Quelle: Zapf Martin, Bütler Thomas, Bach Christian, Pengg Hermann, Weindl Christian; Kosteneffiziente und nachhaltige Automobile Bewertung der realen Klimabelastung und der Gesamtkosten – Heute und in Zukunft; Springer Vieweg (2019) THG = Treibhausgase (CO2, CH4, N2O) LCA = Life Cycle Analysis TCO = Total Cost of Ownership ICEV = Internal Combustion Engine Vehicle CNG = Compressed Natural Gas HEV = Hybrid Electric Vehicle PHEV = Plugin Hybrid Electric Vehicle BEV = Battery Electric Vehicle HFCEV = Hydrogen Fuelcell Electric Vehicle SNG = Synthetic Natural Gas SLF = Synthetic Liquid Fuels
Électromobilité Carburants biogènes et synthétiques Les applications de courte distance à charge lente sont plus Les voyages à longue distance sont plus rentables avec du rentables lorsqu'elles sont commandées électriquement biométhane ou des carburants synthétiques (idéalement avec un système PV d'autoconsommation)
Contenu 1. Émissions de CO2 et CTP des camions 2. Le contexte énergétique 3. L‘utilisation des véhicules 4. Résumé
Résumée
Pour réduire les émissions de CO2, une vision globale est nécessaire!
fossil erneuer-
bar
Le principal facteur de réduction du CO2 n'est Les énergies renouvelables ne sont pas Les véhicules à courte distance
pas le concept de propulsion, mais l'énergie toujours suffisamment disponibles. Si elle présentent un intérêt supérieur pour les
utilisée (fossile ou renouvelable). n'est retirée du système énergétique que émissions de polluants (C'est pourquoi il
pour la mobilité, elle peut faire défaut dans faut se concentrer sur les moteurs
d'autres secteurs et doit y être électriques).
reconstituée par des combustibles fossiles.
Les véhicules long-courriers présentent
Cela ne conduit pas à une réduction du
un intérêt supérieur pour les émissions
CO2.
de gaz à effet de serre (se concentrent
L'approvisionnement en énergie donc sur l'hydrogène, le biogaz et les
renouvelable est un défi, surtout pendant carburants synthétiques).
le semestre d'hiver.Je vous remercie de votre attention!
Merci aux collègues: Thomas Bütler
Dr. Sinan Teske
Dr. Martin Rüdisüli
Dr. Brigitte Buchmann
Pour les questions:
christian.bach@empa.chVous pouvez aussi lire
