Calcul ordre de grandeur rapport d'émissions CO2 VE/VT France/Allemagne

Postulons que les émissions de CO₂ lors de la production d’un véhicule électrique et d'un véhicule thermique ne diffèrent que par rapport à l'adjonction des batteries pour ce premier (le reste étant relativement semblable, motorisation exceptée).

Il faut 537 kWh d’énergie pour produire 1 kWh de batterie Li-Ion (analyse en cycle de vie) :

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Soit pour une batterie de 100 kWh (équivalent Tesla) = 53 700 kWh. Pour une batterie de 52 kWh (équivalent Zoé) = 27 924 kWh.

1 kWh d’énergie utilisé pour fabriquer la batterie émet la même quantité de CO₂ que la combustion de 1 kWh d’essence. Or 1 L d'essence = 9,63 kWh = 2,28 kg CO₂, donc 1 kWh d'essence = 0,237 kg CO₂.

Émissions CO₂ fabrication batterie 100 kWh = 53700 x 0,237 = 12 727 kg CO₂ / 52 kWh = 27 924 x 0,237 = 6 618 kg CO₂.

Consommation voiture électrique : environ 24 kWh/100 km pour la Tesla (soit autonomie pour une batterie de 100 kWh = 415 km) / environ 16 kW/100 km pour la Zoé (soit autonomie pour une batterie de 52 kWh = 325 km).

Consommation voiture thermique environ 8 L/100 km (soit autonomie pour un réservoir de 60 L = 750 km).

Exemple FRANCE :

Émissions mix électrique France 2019 = 36 g CO₂/kWh.

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Émissions voiture électrique Tesla (100 kWh) = 24 x 0,036 = 0,864 kg CO₂/100 km.

Émissions voiture électrique Zoé (52 kWh) = 16 x 0,036 = 0,576 kgCO₂/100 km.

Émissions voiture thermique 8 L/100 km (1 L d'essence = 2,28 kg CO₂) = 8 x 2,28 = 18,24 kg CO₂/100 km.

Un véhicule électrique équivalent Tesla 100 kWh va produire (sur 100 km) 18,24 - 0,864 = 17,376 kg CO₂ de moins qu’un véhicule thermique mais il lui faudra compenser les 12 727 kg CO₂ (batterie de 100 kWh) nécessaires à sa fabrication. Il lui faudra donc parcourir 12 727 / 17,376 x 100 = 73 245 km pour que ce VE soit moins émetteur de CO₂ qu'un VT.

Un véhicule électrique équivalent Zoé 52 kWh va produire (sur 100 km) 18,24 - 0,576 = 17,664 kg CO₂ de moins qu’un véhicule thermique, mais il lui faudra compenser les 6 618 kg CO₂ (batterie de 52 kWh) nécessaires à sa fabrication. Il lui faudra donc parcourir 6 618 / 17,664 x 100 = 37 466 km pour que ce VE soit moins émetteur de CO₂ qu'un VT.

Exemple ALLEMAGNE :

Émissions mix électrique Allemagne 2019 = 362 g CO₂/kWh (exactement 10X supérieur à la France).

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Émissions voiture électrique Tesla (100 kWh) = 24 x 0,362 = 8,688 kg CO₂/100 km.

Émissions voiture électrique Zoé (52 kWh) = 16 x 0,362 = 5,792 kg CO₂/100 km.

Émissions voiture thermique 8 L/100 km (1 L d'essence = 2,28 kg CO₂) = 8 x 2,28 = 18,24 kg CO₂/100 km.

Un véhicule électrique équivalent Tesla 100 kWh va produire (sur 100 km) 18,24 - 8,688 = 9,552 kg CO₂ de moins qu’un véhicule thermique, mais il lui faudra compenser les 12 727 kg CO₂ (batterie de 100 kWh) nécessaires à sa fabrication. Il lui faudra donc parcourir 12 727 / 9,552 x 100 = 133 239 km pour que ce VE soit moins émetteur de CO₂ qu'un VT.

Un véhicule électrique équivalent Zoé 52 kWh va produire (sur 100 km) 18,24 - 5,792 = 12,448 kg CO₂ de moins qu’un véhicule thermique, mais il lui faudra compenser les 6 618 kg CO₂ (batterie de 52 kWh) nécessaires à sa fabrication. Il lui faudra donc parcourir 6 618 / 12,448 x 100 = 53 165 km pour que ce VE soit moins émetteur de CO₂ qu'un VT.

Il y a quelques erreurs:
- la tesla la plus vendue a une batterie de 54 kWh (model 3 SR+)
- elle a une consommation moyenne un peu plus faible que la zoe
- la fabrication d'une batterie est de la métallurgie, l'énergie utilisée n'est pas celle du pétrole
- malheureusement les batteries de nos voitures ne sont produites ni en France ni en Allemagne (pour le moment, sauf bluecars) il faut donc prendre le mix électrique de la Pologne (pour la zoe) et du nevada (pour la tesla) pour les calculs

Je me pose une question, est-ce que la pollution générée par la fabrication est équivalente à la combustion du carburant ?
Je présume que les usines ont des normes de rejet plus draconiennes que les pots d'échappement.

Les usines qui brûlent des hydrocarbures ont des normes draconiennes pour tout ce qu'elles rejettent... sauf le CO₂ !
Après épuration des fumées de combustion, les usines de production d'énergie (à charbon, pétrole, gaz, ordures ménagères et déchets verts) ne rejettent quasiment que de la vapeur d'eau et du CO₂.
La vapeur d'eau n'est pas un problème.
Le CO₂, on ne sait pas encore le piéger en grande quantité. Et qu'en ferait-on ?
Le jour où il y aura des débouchés industriels massifs pour le CO₂, nous serons sauvés !

Comme remarqué par amiral_sub, la petite phrase:

"1 kWh d’énergie utilisé pour fabriquer la batterie émet la même quantité de CO2 que la combustion de 1 kWh d’essence"

ne semble pas justifiée. Sur la base de la composition de cette énergie, une étude suédoise de 2016 concluait qu'il était possible de réduire de 60% le Co2 à la fabrication en produisant les batteries dans un pays à mix électrique peu émissif:

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En 2019 on estimait que la production d'un kilowatteurs de batt c'est 69 kg de co2, ça permet une bonne base de calcul.
ça fait 3.5 T de co2 tous les 50 kWh de batt.
C'est chic et pas cher comme ordre de grandeur et évite de repartir de la masse, du bilan co25 du jus de la zone de production ou que sais-je.

Bon à savoir : quand Jancovici en 2011 faisait ses premiers calculs de coin de table, ou que l'Ademe allait sortir son premier bilan, on en était à 250 kg/kWh : 3,6x moins aujourd'hui !

par contre effet rebond : on met ... 3x plus de kWh dans la voiture. rapporté au véhicule le gain est donc faible

philouze33 a écrit:la production d'un kilowatteurs de batt

Tiens, on ne l'avait pas encore eue, celle-là.

En fait, pour une production de batteries à faible coût en CO₂, les Chinois, les Coréens, les Américains, tous les fabricants de batteries devraient délocaliser leur production en France.
Elon Musk n'a rien compris, lui qui délocalise en Allemagne.

à priori tesla n'y fabriquera pas les batteries
Mais si on continue à fermer nos centrales, notre électricité remontera dans la moyenne

j'ai ouïe dire qu'on a fermé 2 sur 50 et qq, et qu'ensuite on ne fermera qu'au compte goutte 1 réacteur sur 2 tranches sur les plus anciennes... de quoi ménager la chèvre et le chou sur des décennie.
Sans compter que face à une fermeture on a du gros EPR qui démarre et que celui-ci n'est peut être pas le dernier.

Passé cette période difficile je constate :
- que les russes arrivent à fourguer leurs nouveaux tchernobyls flottants
- qu'on construit un EPR chez les brit et qu'ils en commandent visiblement un deuxième
- que l'EPR chinois ne fait pas de vague,
- que le nôtre et le finlandais démarrent visiblement dans les deux ans...
- que le spectre de fuku s'éloigne peu à peu

on reste à la merci du plus petit incident nuke sur la planète, mais je vois le nuke plus se "tasser" que disparaitre, et partout je lis un engouement pour les Gen4 / le thorium, c'en est même assez étonnant.
Je suis à peu près certain que si Micron nous sortait un discours sur "on lance l'étude du Thorium" on aurait une guerre pro/anti sur les réseaux avec des pros assez acharnés du coup.

pour dire que le vent tourne un peu, je pense que les allemands sur 20 ans ont établi une certaine preuve d'inefficacité de leur solution ENR

effectivement j'ai été mauvaise langue, l'EPR va entrer en service mais il ne compensera pas la perte des 2 REP. Si les pays veulent vraiment réduire les emissions de CO2 va y avoir des commandes de centrales nuk
Si ils veulent faire de l'affichage ils vont commander des eoliennes (et donc des centrales à gaz)

le cout au MWh s'étant effondré en 20 ans (merci les allemands pour avoir passé 450 milliards en pure perte... sauf de nous avoir amorti les couts industriels et en R&D de ces solutions) , autant sur le solaire que l'éolien, si je dispose d'une de ces ressources massives (ce qui n'est pas le cas de tout le monde) - pour compléter 10/ 20 / 30% d'un manque, j'opterais en 2020 pour ces solutions là.

Tout simplement parce qu' à investissement équivalent - voir inférieur - c'est moins impliquant pour la population, et ça ne necessite pas de former une génération au nuke, à sa gestion de déchets etc... c'est simple, low tech presque.

Pour les autres y'a pas le choix, ou si on veut franchir les 30% sans carbone y'a pas le choix, c'est nuke ou nuke. Au pire Gaz. peut être des pouillème à gratter en géothermie profonde.
l'exemple finlandais est typique.

philouze33 a écrit:En 2019 on estimait que la production d'un kilowatteurs de batt c'est 69 kg de co2, ça permet une bonne base de calcul.

Qui "on" ? Les études les plus récentes mettent en évidence que l'on serait plus proche en moyenne de 120kg EquCO2/kWh, et qu'à 60 cela nécessiterait un mix intégralement décarbonné (une vue de l'esprit donc) !

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Car il ne vous aura pas échappé, et cela a été soulevé à juste titre par certains intervenants, que l'essentiel des batteries dans le monde est fabriqué à partir de pays dont le mix électrique est, parmi les pays industrialisés, le plus émetteur en CO2 : Corée du Sud, Japon, Chine, Etats-Unis, Pologne.

Or, à 120kg EquCO2/kWh de batterie, les ordres de grandeur que j'ai donnés sont remarquablement cohérents.

Je n'ai pas tout lu, mais la conclusion indique que l'on devrait converger rapidement vers 80 kg/kWh.

Je ne suis pas non plus convaincu par la nécessité de limiter l'étude à 150 000 km, qui reste une astuce clef bien connue lorsque l'on veut produire un rapport défavorable au VE (d'où la présence de justifications pour s'y accrocher coûte que coûte).

Avec des batteries à 1,6 million de km de durée de vie en approche rapide, et pour peu que l'on s'organise pour les repasser d'un véhicule à l'autre (éventuellement pour le même propriétaire, qui aurait beaucoup à y gagner), le kilométrage moyen des véhicules n'est plus l'élément pertinent.
Reste à savoir si ces batteries tiendront bien dans le temps, indépendamment des km parcourus.

on commence à se rendre compte que les batteries vieillissent bien et qu'une cellule peut lacher, dans ce cas il faut remplacer uniquement la cellule défectueuse. Parfois c'est un module à remplacer, mais ce n'est jamais la batterie qui est "usée", en tout cas pas pour le moment avec des kilométrages de quelques centaines de milliers de kilomètres

Dans ces comparaison VT-VE, on voit souvent le coût CO2 de la fabrication des batteries mais il manque le coût CO2 de la mise à disposition de carburant à la pompe: extraction, transport, raffinage.

J'avais lu il y a quelques mois dans un article que ce coût était estimé à 6 tonnes de CO2 sur la durée de vie d'une voiture, ce qui n'est pas loin du coût CO2 de fabrication des batteries.

Et pour les VE il faut aussi comptabiliser l'électricité totale consommée en intégrant les pertes électriques de la centrale à la prise (10% il me semble) et bien compter l'électricité consommée à la prise et pas uniquement les kWh indiqués par la voiture.

Pixel a écrit:
Le CO₂, on ne sait pas encore le piéger en grande quantité. Et qu'en ferait-on ?
Le jour où il y aura des débouchés industriels massifs pour le CO₂, nous serons sauvés !

Le CO2 est utilisé par tous les bistrotiers du monde pour servir la bière pression .Pour cette application il se vend en bouteilles de 10 kg ou plus (type butagaz) ,rechargeables. Paradoxe :vous paierez plus cher la recharge de CO2 que la recharge en butagaz .Pourtant il y a du CO2 a ne pas savoir quoi en faire .Encore un gros business là-dessous !!!!

le CO2 alimentaire n'est pas celui rejeté par les pots d'échappement

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien] : excuse le délai, je n'ai pas vu la notif

   "En 2019 on estimait que la production d'un kilowatteurs de batt c'est 69 kg de co2, ça permet une bonne base de calcul."
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Qui "on" ? Les études les plus récentes mettent en évidence que l'on serait plus proche en moyenne de 120kg EquCO2/kWh, et qu'à 60 cela nécessiterait un mix intégralement décarbonné (une vue de l'esprit donc) !

voilà la source, et elle porte le nom prédestiné "de l'utilité d'actualiser les données"  
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un article sympa et abondament sourcé

amiral_sub a écrit:on commence à se rendre compte que les batteries vieillissent bien et qu'une cellule peut lacher, dans ce cas il faut remplacer uniquement la cellule défectueuse. Parfois c'est un module à remplacer, mais ce n'est jamais la batterie qui est "usée", en tout cas pas pour le moment avec des kilométrages de quelques centaines de milliers de kilomètres

J'ai la même impression que toi, mais je n'ai pas trouvé d'étude statistique le montrant, tu as des chiffres là dessus ? Sachant que j'espère bien que la concurrence amène à améliorer le constat actuel (puisque l’obsolescence programmée est évidemment interdite )