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ceyal » Pollution Automobile » Le CO2 d'un véhicule électrique versus thermique : Partie 3

Le CO2 d'un véhicule électrique versus thermique : Partie 3

L'ONG écolo T&E (Transport & Environment) a publié fin Octobre 2017 une étude indiquant que dans n'importe quel pays d'Europe, y compris en Pologne, les véhicules électriques émettent au cours de leur vie moins de CO2 que les véhicules diesel [1, 2, 3, 4].

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On voit sur le graphique précédent que selon l'auteur :
1/ le véhicule électrique moyen émet 13g de CO2/km dans la construction de la batterie auxquels s'ajoutent 82g de CO2/km pour fabriquer l'électricité en Allemagne versus 8 g de CO2/km en France sur la base d'une consommation du véhicule électrique moyenne de 20 kWh/100 km.
2/ le diesel moyen homologué avec 120 g de CO2/km sur le cycle NEDC émet en circulation réelle 163g de CO2/km du réservoir à la roue (TTW : Tank to Wheel) auxquels s'ajoutent 27g de CO2/km du puits au réservoir (WTT : Well to Tank) soit en tout 190g de CO2/km du puits à la roue (WTW : Well to Wheel).

On a vu [8, §3] que 20 kWh/100km étaient bien représentatifs de la consommation moyenne d'un véhicule électrique sur un usage mixte ville/route/autoroute.

1/ Des chiffres ultra favorables au CO2 de l'énergie électrique en Allemagne
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Le chiffre de base retenu pour le CO2 d'origine électrique en Allemagne est de 410g de CO2/kWh en 2015, un chiffre ultra-favorable à la voiture électrique fort éloigné de la réalité.

En effet, selon l'Umweltbundesamt, l'agence fédérale de l'environnement Allemand [5], le chiffre de base de production est de 564g/kWh en 2014, 534g/kWh en 2015 et 527g/kWh en 2016, globalement en hausse de 30% par rapport aux chiffres de l'étude.
Selon Environmentalprogress [6], l'Allemagne a émis 560g de CO2/kWh en 2016, là encore largement au dessus des 410g de CO2/kWh.
A cela il faut évidemment ajouter le rendement de charge et la perte en ligne dans le réseau électrique, car toute l'énergie produite ne sert pas à charger la batterie, loin s'en faut puisqu'en moyenne 30% de l'énergie s'évapore [8 §4 & 5].

Sur la base du chiffre de l'office fédéral allemand 534g CO2/kWh, on obtient donc avec le rendement de charge et la perte en ligne 705g CO2/kWh produit soit 140g de CO2 par km pour un véhicule consommant en moyenne 20kWh/100kms. A cela il convient d'ajouter au moins 13g de CO2/km pour la construction de la batterie ainsi que les autres facteurs impactant le CO2.

Dans ces conditions, le véhicule électrique en Allemagne ce n'est pas 111g de CO2/km comme indiqué dans l'étude de T&E mais 169g de CO2/km : beaucoup moins bien que beaucoup de véhicules thermiques [8 §10] [10 §7].

Ce qui est vrai pour l'Allemagne l'est évidemment encore plus pour la Pologne ou l'Estonie qui sont respectivement, non pas à 534g de CO2/kWh en production mais à plus de 650 voire 1000g de CO2/kWh en production électrique à base de Charbon [11].

2/ Des chiffres encore plus favorables à l'énergie électrique en France
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L'étude attribue 40g de CO2/kWh en France, alors qu'Environmentalprogress [6] considère déjà 58g de CO2/kWh. [9] reprenant les chiffres de l'ADEME donne 82g de CO2 par kWh.
RTE pour sa part considère 73g de CO2 par kWh en 2016 et 74g en 2017 en valorisant l'énergie nucléaire à seulement 4g de CO2/kWh [7]. En prenant la valeur moyenne de 66g de CO2 par kWh nucléaire, la valeur globale passe alors à 112,2g [8 §6 & 7].

Au global le CO2 d'un véhicule électrique passe de 8 à 19 voire 30 g de CO2/km [8 §8] auxquels s'ajoutent au moins 13g pour la construction de la batterie.

Dans ces conditions, le véhicule électrique en France ce n'est pas 37g de CO2/km comme indiqué dans l'étude de T&E mais de 48 à 59g … un chiffre excellent néanmoins absolument inatteignable par un véhicule thermique.

3/ 13g pour la construction de la batterie, est-ce crédible ?
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Il faut bien entendu ajouter le CO2 nécessaire à la fabrication de la batterie au lithium et de ses périphériques qui elle même dépend du lieu de sa fabrication car évidemment selon qu'on utilise de l'électricité largement décarbonée comme en France ou carbonée comme en Asie, on obtient des chiffres différents.

Le lecteur méditera que les principaux fabricants de batteries (Panasonic, BYD, LG-Chem, etc...) [19, 20] sont asiatiques et pour l'Europe installent leur mega-usines de production en Hongrie (Panasonic) ou en Pologne (LG-Chem), le pire pays juste après l'Estonie en matière de génération de CO2 par kWh ; la Renault ZOE par exemple utilise des batteries LG-Chem.

L'étude de T&E valorise le coût de construction de la batterie à 13g de CO2/km, un chiffre excellent mais réaliste ?

Dans une étude certes un peu ancienne, l'ADEME [12, 13, 14 page 34,] compte près de 7 tonnes de CO2 pour construire en France une batterie et ses périphériques dont la durée de vie est estimée à 150.000 kms ce qui représente 45g de CO2/km. Si la batterie est construite dans un pays plus carboné type Pologne, cette valeur augmente significativement. S'il faut en plus changer la batterie au cours de la vie du véhicule, cette valeur est encore augmentée.
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Sur la base de 45g de CO2/km pour la construction de la batterie, on obtient alors au maximum du puits à la roue pour un véhicule circulant en France, construction de la batterie incluse 75g de CO2/km, un chiffre néanmoins excellent inatteignable par un véhicule thermique.

Mitsubishi indique pour sa part 41g de CO2/km pour la construction de la (petite) batterie de 16kWh d'une Mitsubishi iMiev alias Peugeot iOn alias Citroen C0 [18], batterie dont la durée de vie estimée est de 100.000 kms soit sur une dizaine d'année à raison de 10.000 kms/an.

Une observation de la vente de véhicules électriques d'occasion sur le site du Bon Coin montre qu'on est souvent fort éloigné de cet objectif de 10.000 kms/an et que nombre de véhicules n'effectuent dans la pratique que 4000 kms/an, doublant de facto le CO2/km. En moyenne, ces véhicules type Peugeaot iOn ou Citroen C-zero effectuent 7000 kms par an soit 70.000 kms en 10 ans soit encore 60g de CO2/km pour une durée de vie batterie de 10 ans. Ce véhicule avec sa petite batterie reste naturellement cantonné à la ville et aux trajets peri-urbains, ce qui explique sans doute ce faible kilométrage annuel.
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Note : les Peugeot iOn & Citroen Czero de plus de 12000€ n'ont pas été considérées dans l'analyse car il s'agit pour la plupart de véhicules du stock des concessionnaires donc des véhicules jeunes avec un très faible kilométrage peu représentatifs de l'usage réel.

La batterie se dégrade avec le temps et pour un véhicule qui roule très peu le risque de devoir la changer au cours de la vie du véhicule est alors élevé … c'est alors 120g de CO2/km qu'il vaut compter pour la batterie et ses périphériques.

Le lecteur méditera aussi que Renault loue la batterie de la ZOE [21] dès 69€/mois pour 7500kms annuels, ce qui montre bien qu'il y a une clientèle pour les petits kilométrages, ce qui constitue néanmoins un non sens du point de vue du CO2 par rapport à un véhicule thermique.

Exemple emblématique vu sur le Bon Coin : cette ¨Peugeot iOn, fervente militante de l'énergie électrique, mise en service en décembre 2015 affiche 2500kms. A ce rythme, sur 10 ans, le véhicule aura parcouru 12500 kms ; les 4,1 tonnes de CO2 nécessaires à la construction de la batterie correspondront alors à 328 g de CO2/km … bien pire que n'importe quel véhicule thermique.
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Une étude universitaire récente, reprise par l’agence suédoise pour la recherche et l’environnement [15, 16, 17], arrive à 5 tonnes de CO2 pour une batterie de 30kWh et 17 tonnes pour 80kWh soit entre 33 et 113 grammes de CO2/km selon la taille de la batterie, donc en ordre de grandeur en ligne avec l'étude de l'ADEME.

Bref ces 13g de CO2/km de l'étude T&E font preuve d'un optimisme béat.

4/ Combien de CO2 WTW pour des véhicules homologués avec 120g de CO2 NEDC
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Le document de T&E fait correspondre 120g de CO2 selon le cycle NEDC à 190g de CO2 en circulation réelle.

120g de CO2 correspondent, selon la nature du carburant, à 141 à 145g de CO2/km WTW du puits à la roue [10 §5] sur le cycle pépère NEDC.

L'ADAC calcule le CO2 WTW (Well to Wheel : du puits à la roue) des véhicules qui lui passent dans les mains depuis mi 2016 selon un cycle EURO6b plus agressif que le cycle NEDC et donc plus représentatif de la circulation réelle (WLTC à froid, WLTC à chaud et autoroute).

Trente véhicules se situent entre 115 et 125 de CO2/km sur le cycle NEDC et cela correspond en moyenne non pas à 190g de CO2 mais à 176g/km de CO2 en circulation réelle.
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4 Conclusion
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Cette étude de T&E maximise un peu le CO2 du véhicule thermique et surtout fait preuve d'un optimisme béat en ce qui concerne la production de CO2 d'un véhicule électrique :
- d'une part la valeur de CO2 retenue pour la production électrique est très inférieure aux chiffres officiels du régulateur Allemand ou de RTE en France,
- d'autre part, le rendement de charge et la perte en ligne sont tout simplement occultés, et 30% de l'énergie passe ainsi à la trappe,
- enfin, l'impact de la fabrication de la batterie est estimé à 13g de CO2/km. L'ADEME considère que la fabrication d'une batterie en France correspond à 45 g de CO2/km durant la vie de roulage du véhicule. L’agence suédoise pour la recherche et l’environnement a calculé pour sa part entre 33 (batterie de 30 kWh) et 113 grammes de CO2/km (batterie de 80 kWh). Tout cela est donc fort éloigné des petits 13g de CO2/km.

Au global, un véhicule électrique en France ce n'est pas 37g de CO2/km comme indiqué dans l'étude de T&E mais plutôt 75g… un chiffre excellent cependant, effectivement inatteignable par n'importe quel véhicule thermique.

Par contre, le véhicule électrique en Allemagne ce n'est pas 111g de CO2/km comme indiqué dans l'étude de T&E mais au moins 169g voire 180g de CO2/km : beaucoup moins bien que beaucoup de véhicules thermiques compacts utilisés par les familles Européennes.

L'utilisation de véhicules électriques en Pologne et a fortiori en Estonie ne devrait tout simplement pas être encouragée car bien plus émettrice de CO2 qu'un véhicule thermique.

De la même façon, encourager la location ou la vente de véhicules électrique avec de faibles kilométrages annuels est un non sens du point de vue du réchauffement climatique.


[1] https://www.transportenvironme [...] lectricity
[2] https://www.transportenvironme [...] ailability
[3] https://www.transportenvironme [...] _final.pdf
[4] https://www.transportenvironme [...] %20v04.pdf
[5] https://www.umweltbundesamt.de [...] n#Strommix
[6] http://environmentalprogress.o [...] es-in-2016
[7] http://www.rte-france.com/fr/e​co2mix/chiffres-cles
[8] http://blogs.caradisiac.com/po [...] 01148.html
[9] https://paygreen.io/wp-content [...] ologie.pdf
[10] http://blogs.caradisiac.com/po [...] 50810.html
[11] https://www.electricitymap.org [...] tryCode=FR
[12] https://www.econologie.com/for [...] 13331.html
[13] http://www.amisdelaterre.org/L [...] e-sur.html
[14] http://www.ademe.fr/sites/defa [...] apport.pdf
[15] https://www.econologie.com/for [...] 15314.html
[16] https://www.moniteurautomobile [...] ction.html
[17] https://www.ivl.se/english/sta [...] ction.html
[18] http://ecolo.org/documents/doc [...] ure-09.pdf
[19] https://www.lesnumeriques.com/ [...] a3197.html
[20] http://www.automobile-propre.c [...] y-hongrie/
[21] https://www.renault.fr/vehicul [...] etail.html


Annexe
Kilométrage moyen des premiers véhicules de la liste du site le Bon Coin en Février 2018
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