mardi 10 avril 2012

Energie, CO2 et véhicule électrique

La surprise doit être recherchée pour elle-même, inconditionnellement. (André Breton)
Le véhicule électrique est présenté comme le summum de l'écologie : on parle d'absence totale d'émission de gaz carbonique. C'est également l'image que j'en avais jusqu'à récemment.
Pourtant, à l'occasion d'une réflexion sur les solutions alternatives à un procédé industriel énergivore pour un client potentiel, j'ai eu l'occasion de constater que certaines évidences sur l'énergie sont trompeuses, et que la question mérite d'être regardée de plus prêt.
Merci au passage à Sandrine Hosti pour ses remarques très utiles.

Pris en flagrant délit d'ignorance écologique

Sans rentrer dans les détails de la problématique industrielle qui concerne mon (futur ?) client, disons simplement qu'il utilise aujourd'hui un procédé très gourmand en énergie : 8 GWh par an de consommation de gaz.
J'avais en tête une solution tout électrique, plus performante à mon sens car elle économiserait 2 GWh par an. Certes, le prix de l'énergie est très favorable à la solution gaz (le prix de l'énergie électrique étant plus du double de celui du gaz), mais je pensais que l'avantage écologique pourrait motiver une subvention quelconque. Je me méprenais toutefois.En effet, l'énergie électrique est certes propre à l'usage, mais sa production est polluante. Même en passant outre l'objection nucléaire, la production d'électricité en France est en partie issue de centrales thermiques classiques produisant du CO2, et n'oublions pas que l'on importe occasionnellement de l'électricité d'autres pays moins nucléarisés.
De plus, le rendement de la transformation énergie thermique - énergie électrique est loin d'être parfait : quelques dizaines de pourcent, grosso modo autour de 45% pour une centrale à charbon récente, et environ 33% pour les centrales nucléaires.
Enfin, l'acheminement de l'électricité se fait avec des pertes énergétiques (le bon vieil effet Joule dans les lignes), ce qui fait qu'il faut encore plus d'énergie primaire (l'énergie effectivement libérée au départ, que ce soit par la combustion de charbon ou d'uranium ou par tout autre source d'énergie : éolienne, solaire...). Encore quelques pourcents de perdus.
Au final, entre l'énergie primaire et l'énergie finale (celle effectivement exploitée), on a donc un facteur assez important, de l'ordre de 2,5. Pour 1 kWh d'électricité effectivement utilisée en sortie d'une prise électrique, on a en réalité dépensé environ 2,5 kWh d'énergie primaire (2,58 kWh selon l'ADEME).
Bref, ma solution consommait 6 GWh d'électricité, soit à peu près 15 GWh d'énergie primaire, contre 8 GWh avec la solution gaz. En réalité, elle consomme plus d'énergie. Difficile d'espérer une subvention !
On pourra objecter que l'électricité en France produit moins de CO2, car nous utilisons une grande part d'énergie nucléaire. C'est vrai, même si le problème est complexe et débattu. 
Mais de toutes façons, augmenter l'énergie consommée, même en émettant moins de gaz carbonique, revient à réduire l'énergie consommable par les autres, qui se reporteront probablement sur une énergie moins propre. C'est la patate chaude en pire, car la patate devient plus chaude de main en main.

Une voiture électrique est-elle propre ?

J'en viens donc à une autre machine électrique, plus à la mode, la voiture électrique. C'est le nouvel eldorado annoncé de l'automobile, une technologie révolutionnaire qui date de...1884 !
Bon, évidemment, parlons plutôt du véhicule électrique du XXIe siècle. La lecture de cet article très détaillé vous passionnera certainement, mais voici en deux mots la substance sur l'aspect énergétique :
  • typiquement, le rendement énergétique d'utilisation d'un véhicule à essence ou diesel en conditions réelles est d'environ 20% (valeur en bonne partie expliquée par la conversion d'énergie thermique en énergie mécanique), contre plus de 80% pour un véhicule électrique (l'une des astuces de la voiture électrique est la récupération de l'énergie de freinage, qui fait gagner environ 10% de rendement) ; 
  • le rendement de la production d'essence est de l'ordre de 80% (dû au raffinage et au transport), contre un peu moins de 40% pour la production d'électricité comme on l'a vu ;
  • et en prenant le produit des rendements de production et des rendements d'utilisation, on arrive à une efficacité globale de 16% pour le véhicule à essence contre 31% pour le véhicule électrique.
Bref, le véhicule électrique est plus économe en énergie primaire. C'est déjà une qualité. Mais on ne se passe pas d'énergie fossile pour autant.
En effet, du moment qu'on prend l'électricité sur le réseau, on consomme de l'énergie primaire en partie fossile.
Si l'on se base sur la répartition des énergies primaires (le "mix") d'EDF, on arriverait à 15 g/km d'émissions de CO2 . C'est nettement mieux qu'un véhicule classique à 183 g/km. Français, roulez à l'électrique !
Mais si vous vous aventurez ailleurs en Europe, vous êtes déjà en moyenne à 66 g/km, et si d'aventure vous vouliez conduire en Chine, vous produirez plutôt 170 g/km. On est à peine moins polluant avec un véhicule électrique en Chine !
Il reste que le véhicule électrique peut toujours être rechargé par des moyens moins polluants (photovoltaïque...). Globalement, c'est clairement un moyen plus écologique de se déplacer. Mais pour les courts trajets, la marche à pied est imbattable !