Les archives : Technical Paper | Votre nouvelle voiture électrique émet 75 gCO2/km (à la centrale électrique)

Auteur : Gary Davis

Réviseur interne : Matthew Brander

Vue d'ensemble

L'année 2011 est considérée comme l'année de la voiture électrique, ou en tout cas l'année où la voiture électrique devient accessible au grand public pour un usage quotidien. Une multitude de nouvelles voitures électriques arriveront sur le marché en 2011 et 2012, et tous les grands constructeurs automobiles prévoient désormais de lancer un véhicule électrique au cours des trois prochaines années. Nous savons tous qu'un véhicule électrique n'émet aucune émission à l'échappement et le contre-argument le plus souvent invoqué est le suivant : "Qu'en est-il des émissions de la centrale électrique ? Cet article d'Ecometrica répond à cette question en présentant un chiffre définitif de gCO2/km pour les voitures électriques britanniques lorsque les émissions de CO2 de la centrale électrique sont prises en compte. Sur la base d'une gamme de voitures électriques que vous pouvez acheter au Royaume-Uni cette année et l'année prochaine, les émissions moyennes sont de 75 gCO2/km.

Ce chiffre est inférieur à celui de toutes les autres voitures produites aujourd'hui, y compris la Toyota Prius (89 gCO2 /km) et la VW Golf Bluemotion (99 gCO2 /km), deux des véhicules à faibles émissions les plus performants dans la catégorie des "petites voitures familiales". À titre de référence, le chiffre gouvernemental pour les émissions de CO2 d'une voiture britannique moyenne est de 208 gCO2 /km. Si les émissions de la centrale électrique étaient incluses dans les chiffres officiels de gCO2 /km, les voitures électriques continueraient à bénéficier de l'exonération du péage urbain de Londres et de la taxe routière britannique.

Comment avons-nous calculé cela ?

Tout d'abord, nous avons calculé l'efficacité des voitures électriques, qui est une mesure de la quantité d'électricité nécessaire pour alimenter une voiture électrique pour chaque kilomètre parcouru. Il s'agit en fait de l'équivalent du nombre de miles par gallon d'une voiture (mais dans ce cas, il s'agit de kWh/km). Cette étude a été réalisée sur la base des données des constructeurs concernant l'autonomie et la capacité des batteries de trois voitures électriques : la Nissan Leaf, la Mitsubishi i-Miev et la Renault Fluenz.

Nous avons ensuite utilisé les données gouvernementales sur l'intensité carbone du réseau britannique, qui mesure les émissions de CO2 produites pour chaque kWh d'électricité consommé au Royaume-Uni, et nous les avons appliquées à l'efficacité de nos voitures électriques. Nous avons veillé à inclure dans nos calculs de l'intensité carbone du réseau non seulement les pertes d'énergie au niveau de la centrale électrique, mais aussi les pertes d'énergie liées à la transmission et à la distribution de l'électricité sur le réseau électrique britannique. Il convient de noter que nous avons effectué ce calcul sur la base du CO2 uniquement, en omettant délibérément les autres gaz à effet de serre (GES) produits par la centrale électrique, afin que le résultat puisse être comparé aux données des constructeurs automobiles existants sur une base identique, étant donné qu'ils omettent également les autres GES.

Ce chiffre est-il le même dans tous les pays ?

Les intensités de carbone des réseaux électriques varient d'un pays à l'autre, car la proportion de charbon, de pétrole, de gaz, de nucléaire et de production d'énergie renouvelable est différente dans chaque pays. Cela signifie que notre voiture électrique au Royaume-Uni aura un chiffre différent de gCO2 /km si elle est chargée et conduite dans un autre pays. Le graphique ci-dessous illustre cet effet pour un certain nombre de pays et compare les résultats des véhicules électriques à ceux des voitures modernes fonctionnant au diesel et à l'essence. Vous pouvez constater que les voitures diesel et à essence ont les mêmes émissions quel que soit le pays où elles se trouvent, alors que les émissions de la voiture électrique varient en fonction du pays dans lequel elle est utilisée.

Le graphique montre qu'en Grèce et en Chine, une voiture électrique moyenne émettrait plus de CO2, à la centrale électrique, que les véhicules diesel modernes. Cela s'explique par le fait que la plupart des centrales électriques en Chine et en Grèce sont alimentées au charbon, la forme de production d'électricité la plus intensive en carbone. Les réseaux électriques du Royaume-Uni et des États-Unis sont constitués d'un éventail de centrales au charbon, au pétrole, au gaz, nucléaires et renouvelables, et produisent une intensité de carbone similaire, ce qui donne un chiffre similaire de gCO2/km pour les voitures électriques.

En France, le réseau électrique est principalement alimenté par des centrales nucléaires, ce qui se traduit par une très faible intensité de carbone. Au Canada, la faible intensité de carbone s'explique par une proportion très élevée de production d'électricité renouvelable à partir de centrales hydroélectriques.¹ .

Cela montre également qu'à mesure que les gouvernements s'efforcent d'assainir leurs réseaux en remplaçant les centrales électriques à forte intensité de carbone par des sources de production à plus faible intensité de carbone, les voitures électriques verront leur équivalent en gCO2/km diminuer également. Selon les projections du gouvernement britannique, l'intensité moyenne de carbone du réseau devrait tomber à 22,6 gCO2 /kWh d'ici à 2050, ce qui signifie que les émissions associées aux voitures électriques (sur la base des rendements actuels) ne seraient que de 3 gCO2 /km.

Que se passe-t-il si nous incluons les émissions associées à la fabrication des combustibles qui alimentent la centrale électrique ?

L'ajout de ces sources d'émissions dites "en amont" a pour effet de faire passer notre chiffre de 75 gCO2 /km à 85 gCO2 /km. Si nous faisons la même chose pour les voitures diesel et les voitures à essence, afin de pouvoir continuer à comparer sur une base identique, nous constatons que les chiffres passent respectivement de 99 à 118 et de 159 à 187 gCO2 /km. L'évaluation de l'impact des émissions de CO2 de cette manière est connue sous le nom d'"analyse du puits à la roue". Cette analyse peut être poussée encore plus loin en s'interrogeant sur les émissions relatives associées à la fabrication d'une voiture à moteur à combustion traditionnel par rapport à une voiture électrique et ses batteries. Nous ne répondrons pas ici à cette question très complexe et détaillée par des chiffres, mais il suffit de dire que, d'après notre expérience, les émissions intrinsèques des matériaux utilisés dans la fabrication d'un véhicule représentent généralement 15% à 20% des émissions de la durée de vie d'un véhicule, lorsque toutes les émissions associées au ravitaillement de la voiture tout au long de sa vie sont prises en compte. L'essentiel est que, du moins en termes de CO2, le principal impact d'un véhicule au cours de sa vie réside dans la consommation d'énergie lorsqu'il roule.

Une voiture électrique est-elle plus efficace qu'une voiture à essence ou diesel ?

La réponse à cette question est en fait plus compliquée qu'il n'y paraît. Si l'on considère l'efficacité² En ce qui concerne le véhicule lui-même, on constate qu'un véhicule électrique est sept fois plus efficace qu'une voiture à essence et quatre fois plus efficace qu'une voiture diesel. En effet, dans une voiture électrique, il y a beaucoup moins de pertes d'énergie, principalement parce qu'il y a moins de pièces mobiles ; une voiture électrique a environ quatre pièces mobiles principales, alors qu'une voiture à moteur à combustion interne en a plus de 300.

Il s'agit toutefois d'une vision simpliste car, par essence, une voiture électrique est équipée d'un moteur à combustion ? à la centrale électrique. Si nous incluons le rendement thermique de la centrale, qui varie considérablement d'une centrale à l'autre, et les pertes de transmission et de distribution associées à l'acheminement de l'électricité jusqu'à la voiture, nous constatons qu'au Royaume-Uni, une voiture électrique est légèrement moins efficace que les meilleures voitures diesel, mais plus efficace que les meilleures voitures à essence. Il convient de noter que ces résultats sont très sensibles aux hypothèses formulées concernant l'efficacité des centrales électriques et l'efficacité supposée de la voiture à essence et de la voiture diesel comparées. On pourrait facilement obtenir des résultats très différents en utilisant des hypothèses différentes. Ce que nous avons présenté ici est en fait le pire scénario pour les voitures électriques, car nous les avons comparées à certains des modèles essence et diesel les plus efficaces actuellement disponibles, et nous avons supposé que les chiffres de consommation de carburant annoncés par les constructeurs seraient atteints dans le monde réel (voir les calculs à l'annexe I).

Les véhicules électriques réduiront-ils les émissions au Royaume-Uni ?

Oui. Même en tenant compte des émissions de la centrale électrique, les voitures électriques ont des émissions inférieures à celles d'une voiture moyenne à essence ou diesel. Pour vous donner une idée de l'ampleur de la réduction potentielle des émissions, nous avons estimé quelles seraient les réductions totales si la subvention du gouvernement britannique pour les voitures branchées était entièrement souscrite d'ici à 2012. Cette aide pourrait être utilisée pour subventionner 8 600 véhicules électriques au Royaume-Uni, et en supposant que ces voitures électriques remplacent un mélange des voitures diesel et essence les plus efficaces en vente, cela réduirait les émissions de CO2 de 7 483 tonnes de CO2 chaque année, ce qui équivaut à retirer plus de 3 600 voitures de la circulation.

Références

¹Certains analystes ont suggéré d'utiliser l'intensité carbone de la capacité de production marginale, qui diffère souvent de l'intensité moyenne du réseau. Toutefois, compte tenu de l'introduction progressive des véhicules électriques et du fait que la recharge se fera probablement la nuit plutôt qu'aux heures de pointe, nous avons estimé que l'intensité moyenne constituait une base d'estimation raisonnable.

²L'efficacité est la quantité d'énergie utilisée par unité de distance parcourue. L'énergie par unité de distance est différente des émissions par unité de distance, car les différentes sources d'énergie créent des quantités différentes de CO2.