Le véhicule « grand public » dans le nouveau contexte énergétique Jean SYROTA Coordinateur :...

Le véhicule « grand public »

dans le nouveau contexte énergétique

Jean SYROTA

Coordinateur : Philippe HIRTZMAN

Janvier 2009

Réalisation : Philippe HIRTZMAN, Conseil général de l’énergie, de l’industrie et des technologies / Romain BEAUME, Ecole Polytechnique

Cercle S.I.A. Concorde / Jean SYROTA "Energie - Véhicule 2030" - 20 janvier 2009 2

1. Le contexte énergétique mondial (1)

Un contexte inédit :À une situation déjà connue dans le passé…

Croissance soutenue de la demande mondiale d’hydrocarbures

Fragilité du contexte géopolitique des réserves pétrole + gaz

… s’ajoute la prise de conscience du réchauffement climatique :

Réduction des émissions de gaz à effet de serre (principalement CO2)



Les remèdes doivent se situer à 2 niveaux :

Niveau mondial : « facteur 2 »

Pays industrialisés : « facteur 4 »(dont Europe)


1. Le contexte énergétique mondial (3)LE PANORAMA ACTUEL :

La France parmi les pays les plus vertueux, pour l’essentiel grâce à son mix de production d’électricité. Donc « facteur 4 » pour Europe = oui ; pour la France = non.

Émissions de CO2 rapportées au PNB en 2005

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300

ton

ne

/ 1

00

0 $

Résidentiel-tertiaire

Transport

Industrie

Electricité



9

Les principaux pays pétroliers

CEI6,2%

Irak10,7%

Iran8,5%

Indonésie0,5%

Océanie1,9%

Arabie Saoudite24,9%

Europe1,8%

Afrique du Nord4,1%

Afrique del’Ouest 3,0%

USA2,9%

Canada0,6%

Venezuela7,4%Mexique et

autres paysd’Amériquelatine 4,3%

TOTAL 1 050 Gbo38 ans 2004

TOTAL 1 050 Gbo38 ans 2004

Emirats11,6%*

Koweit9,2%

ASIE1,8%

OPEP 70 %OPEP 70 % Source: BP Statistical

Réserves et Ressources

Les ressources en pétrole : OPEP + CEI = 76 %



0

10

20

30

40

50

60

7019

71

1973

1975

1977

1979

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

€/b

l

€ constant base 100 en 2006

€ courant

Evolution du prix du baril de pétrole en F/€ constant et courant


1. Le contexte énergétique mondial (6)Les ressources en gaz naturel : OPEP + CEI =

81 %

11Source: BP Statistical

Les principaux pays gaziers

CEI32,2%

Irak1,8% Iran

15.35%

Indonésie1,5%

Océanie1,4%

Europe3.5%

USA2,9%

Canada0.9%

Venezuela2.4%

Mexique et autres paysd’Amériquelatine 2.8%

TOTAL 1 800 Gm3

(64 ans 2004)TOTAL 1 800 Gm3

(64 ans 2004)

ASIE4%

Afrique 7.8 %

A.Saoudite3,9%

Agérie 2.5 %Libye 0.8 %

Nigéria 2.8 % Emirats3.4%*

Qatar14.4%*

OPEP 49 %OPEP 49 %

Réserves et Ressources


2. Le secteur des transports en France (1)

Contributions des différents secteurs aux émissions de CO2

Poids des différents secteurs dans les émissions de CO 2

(2005) Energie17%

Industrie24%

Résidentiel T23%

Agriculture2%

Transports34%



Evolution des émissions par secteur d’activité

Evolution des émissions de CO 2 par secteur

(1960-2005)

0

50

100

150

200

1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

Energie Industrie Résidentiel-tertiaire

Agriculture Routier Autres transports



Evolution des émissions de CO2 des transports

Emissions de CO 2 du secteur des transports

100

110

120

130

140

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

Routier Autres



Répartition des émissions de CO2 des transports

Emissions de CO 2 du secteur des transports (2004)

Poids lourds25%

Transport non routiers

7%

Véhicules légers68%

D'après : DAEI


3. Le véhicule du futur (1) :Avantage des carburants liquides

Densité énergétique des hydrocarbures liquides par rapport aux autres sources d’énergie


3. Le véhicule du futur (2) :Avantage des carburants liquides (suite)

Comparaison des énergies massiques des couples électrochimiques et de l’essence


Dans le cas de la France, une évolution

stable sur longue période renouvellement du parc et

« diésélisation » expliquent les

progrès apparents

Sur 40 ans aux Etats-Unis : un effet considérable – mais

temporaire – du choc pétrolier depuis les années 1980, des progrès

considérables mais invisibles, car

alloués totalement à l’augmentation

de la performance

Evolution consommation - automobiles 1-5 ans France

6

7

8

9

Co

ns

om

ma

tio

n, l/1

00

km

EssenceDiesel

Source: DGEMP, TNS Sofres "consommation de carburant VP France" 2007

5. 3. Le véhicule du futur (3) :

Rompre avec les habitudes acquises…


Une vitesse de pointe inutilement élevée coûte très cher en consommation

Une accélération inutilement élevée coûte très cher en consommation

Vouloir des performances inutilement élevées coûte particulièrement cher en ville en consommation et en pollution

3. Le véhicule du futur (4) :Diminution des performances dynamiques


Exemple : écarts de {performance / consommation} au sein d’un même modèle pour différentes motorisations

3. Le véhicule du futur (5) :Diminution des performances dynamiques


La réduction des performances dynamiques: un levier considérable pour augmenter la performance énergétique

A modèle équivalent, augmenter de 10 km/h la vitesse maximale dégrade la performance énergétique de 0,2 à 0,4 l/100km (diesel) et de 0,2 à 0,6 l/100km (essence) en cycle mixte

A modèle équivalent, augmenter de 1 seconde la performance sur 0 -100km/h dégrade la performance énergétique de 0,3 à 0,6 l/100km (diesel) et de 0,3 jusqu’à 1l/100km (essence) en cycle urbain

3. Le véhicule du futur (6) : Diminution des performances dynamiques


Des sources importantes de réduction de consommation et d’émissions polluantes (10-15 % ?) : conception des véhicules et organes auxiliaires

3. Le véhicule du futur (7) : des progrès techniques à réaliser sur tous les types de véhicules


Un potentiel de réduction de 20 % de la consommation, grâce à une conduite adaptée :

des dispositifs d’aide à la conduite

un bon comportement du conducteur…

3. Le véhicule du futur (8) : des progrès à réaliser sur la conduite


Les moteurs thermiques : un potentiel de réduction de 30 à 40 % de la consommation par rapport à la situation actuelle

De nombreux progrès, qui conduisent à une convergence essence-diesel :

« downsizing » : réduction de consommation en conservant la même performance

évolutions importantes des technologies de combustion meilleur pilotage des cycles de combustion

Pour les véhicules thermiques, une meilleure gestion de l’électricité au sein du véhicule sera une source de réduction de consommation significative.

4. Les véhicules thermiques (1)


Les gains possibles :



Inconvénient majeur des véhicules thermiques :

source de moins en moins supportée de pollution

atmosphérique et de bruit

en ville



Gaz naturel (GNV) : apparemment peu adapté au cas de la France :

Un marché européen du GNV globalement peu développé Des risques liés à l’installation de compresseurs chez les particuliers Bilan environnement : pas d’avantage décisif en termes de CO2 Nécessité d’investir très lourdement dans les stations service

Air comprimé : vraisemblablement pas viable pour la propulsion de véhicules grand public

Hydrogène : un carburant automobile utopique

Problèmes de production : consommation d’énergie primaire, coût… Problèmes de sécurité insurmontables au niveau du grand public

(stockage de l’hydrogène à 700 bars à bord du véhicule) Nécessité d’investir très lourdement dans les stations service.

5. Les véhicules à gaz : des fausses pistes


Avantages : n’émet pas directement de gaz

polluants peut avoir un bilan CO2 satisfaisant "du

puits à la roue" (selon le mode de production d’électricité du pays)

Comparaisons souvent utilisées, mais concernent des véhicules ayant des performances non comparables

6. Le véhicule tout électrique (1)


Inconvénients : Des batteries aux performances encore

insuffisantes fiabilité durée de vie temps de rechargement autonomie poids

Des batteries trop coûteuses

Nécessité d’équiper le territoire de prises de recharge ou de stations de transfert

investissement très lourd problème de normalisation



Des développements importants prévisibles sur les batteries :

Remplacement des technologies actuelles (Nickel-métal hydrure ? lithium-ion ?)

Différentes voies possibles pour faire face au manque d’autonomie

Focalisation sur flottes captives + véhicule urbain (circulation en centres-villes et dans les zones à restriction de trafic)

Ajout d’un groupe électrogène ("hybride série") Conception de systèmes de charge rapide Problèmes de

normalisation Développement de systèmes d’échange rapide de batteries

Problèmes de normalisation

Néanmoins trop de handicaps pour pouvoir se substituer massivement au véhicule thermique



L’hybridation thermique / électrique réunit les avantages du thermique et de l’électrique sans en avoir les inconvénients les plus importants,des techniques variées permettant une « électrification » progressive

7. L’hybridation thermique / électrique


Un besoin de politique énergétique nouvelle par son ampleur et sa permanence en raison d’un contexte inédit caractérisé par :

entrée dans une période de prix élevés de l’énergie nécessité d’une lutte durable contre le réchauffement climatique

Les grands principes pour une intervention de l’Etat : L’information

Pour justifier toute nouvelle politique, y faire adhérer les automobilistes et leur faire adopter un comportement mieux adapté au nouveau contexte

L’exemplarité de l’Etat Pour montrer l’exemple en tant qu’acheteur et utilisateur de véhicules

La réglementation Pour réduire la consommation des véhicules et leurs émissions, directement

ou en limitant la vitesse, la circulation ou le stationnement La taxation

Pour ajuster le prix des véhicules et celui de leurs sources d’énergie L’incitation financière

Pour dissuader l’acquisition des véhicules les plus consommateurs, aider à l’acquisition des véhicules les plus performants

8. Les préconisations (1) :Des principes d’intervention dans un contexte inédit


Conception des véhicules : Limitation dès 2012 à 120 g/km les émissions de CO2 des véhicules

neufs et annonce d’une limite plus basse à l’horizon 2017 Harmonisation des vitesses limites sur autoroute à 130 km/heure

pour toute l'Union européenne Obligation, dans un délai de 3 ans, de doter les véhicules neufs

d’un dispositif de type « stop & start » (formalisation à voir)

Détaxation de dispositifs d’assistance tels l’affichage consommation, le régulateur de vitesse…

Information relative à la consommation et aux émissions des véhicules

Modification des cycles d’homologation : prise en compte des auxiliaires (climatisation, éclairage…)

Annualisation du système de bonus/malus et extension à l’ensemble des véhicules en circulation

8. Les préconisations (2) : les principales mesures


Utilisation des véhicules Transformation de la TIPP en « taxe carbone » sur les émissions de CO2

du puits à la roue Autorisation des collectivités locales à adopter des péages urbains, des

mesures d’interdiction de la circulation…

Recherche publique (notamment PREDIT) Meilleure intégration de la dimension internationale et recentrage des

interventions Incitation des partenariats entre grands groupes et réseaux de PME,

laboratoires de recherche Focalisation sur l’amélioration des véhicules thermiques et

l’introduction de l’électricité (conduisant à l’hybridation rechargeable) Augmentation de la part des travaux visant à une meilleure

compréhension du comportement des automobilistes

8. Les préconisations (3) : les principales mesures (suite)


9. Énergie et véhicule : les grandes orientations

Le moteur thermique à essence ou diesel, en constante évolution, a encore un bel avenir devant lui…

Le véhicule tout électrique, qui a l’avantage de ne pas émettre directement de gaz polluants, souffre de trop de handicaps pour pouvoir prétendre se substituer massivement au véhicule thermique

L’hybridation thermique/électrique représente un compromis séduisant

Les véhicules à gaz (essentiellement GNV et hydrogène) ne paraissent pas offrir des perspectives pertinentes en France

Les perspectives de progrès communs à tous types de véhicules sont réelles et attendent leur mise en œuvre.


ANNEXES

INFORMATIONS COMPLEMENTAIRES


Les consommations mondiales en énergie

Evolution des consommations mondiales en énergie depuis 1970 Les tendances 2025…


Les ressources mondiales en énergie (prix)Evolution mondiale du prix de quelques énergies

(1987-2005)


Evolution du prix des carburants (1973 – 2007)

Prix en euros

Evolution du prix des carburants (France)


Émission de CO2 par habitant en Europe en 1990

Émissions de CO2 par habitant dans l'UE-25 en 1990

0

5

10

15

20

25

30

35

tonnes C

O 2 /

habita

nt


La politique énergétique européenne

Perspectives d’évolution des émissions CO2 par habitant(proposition pour l’UE)

tonne CO2 / habitant

1990 2005 2050

(prospectives « facteur

4 »)

2050(émissions

CO2/habitant identiques pour

UE)

France 6,76 6,65 1,44

2,18Allemagne 12,99 10,57 3,22

Royaume-Uni 10,31 9,26 2,17


Une stagnation, voire même une réduction de la vitesse de renouvellement du parc……………………………………………………….

Un temps de diffusion d’au moins 10 ans pour une innovation………………………………………………….

Une évolution du marché automobile (cas US) contraire à l’efficacité énergétique

Quelques éléments de contexte du parc automobile


Alourdissement et augmentation des performances dynamiques

Evolution des performances dynamiques des véhicules


Les différents modes de stockage de l’énergie (1/2)


Les différents modes de stockage de l’énergie (2/2)

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