Corriger les informations erronées sur les émissions de gaz à effet de serre des véhicules électriques: réponse de Auke Hoekstra aux calculs de Damien Ernst – Location Nissan Leaf 2018 sur Paris

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Je montre comment, en Europe, un véhicule électrique devient plus écologique après 20 à 40 000 kilomètres de conduite, et non pas 700 000 comme l'a récemment estimé un célèbre professeur belge à la télévision. Il a corrigé ses calculs dans un nouveau billet de blog, mais d'une manière si confuse que je ressens le besoin de l'expliquer. Je montre aussi que dans la science, les faits sont toujours des faits et Damien Ernst et moi-même sommes d’accord sur ce point: nous ne vivons pas dans un monde de post-vérité!

NOTE: cet article est long et un peu détaillé. Si vous voulez le lire comme un blog normal, vous pouvez simplement lire le texte en gras.

Le problème suivant se situe au cœur de cette discussion: les véhicules électriques émettent moins de CO2 en conduisant, mais ils ont besoin d’une batterie et, de ce fait, ils produisent davantage de CO2. Quelle est l'état de cette batterie par rapport à l'avantage de la conduite? Il y a deux semaines, le célèbre et impressionnant prof. Damien Ernst (Médaillé Blondel, travailler sur des super réseaux qui aident à résoudre la transition énergétique) calculé – à la télévision – il faudrait plus que la durée de vie du véhicule électrique (697 612 km pour être précis) pour que la voiture électrique compense le réchauffement climatique causé par la production de batteries.

Le nombre s'est répandu comme une traînée de poudre dans des dizaines de journaux et de blogs. Mais c’est tout à fait faux (comme Ernst l’a admis) et beaucoup de gens m’ont demandé (en tant que chercheur de l’Université de Technologie d’Eindhoven sur ce sujet) de mettre les choses au clair. Alors j'ai écrit pas à pas démystifier le fil sur twitter (même traduit en italien) qui ont inspiré les blogs (par exemple vrz, autospectrum, tweakers, dvhn, autoblog, vaaju) et moi-même avons aidé plusieurs journaux à vérifier leurs informations (p. ex. de Standaard, Algemeen Dagblad et de Volkskrant). Parmi les journaux néerlandais qui ont signalé l’erreur, seuls les Telegraaf l'a laissé non corrigé (ce qui est dommage car ils sont contraction mais toujours le plus grand).

Mais maintenant, Ernst est de retour avec un nouveau billet de blog. J’ai senti que son écriture était si difficile à suivre et encombré d’opinions négatives sur les véhicules électriques que la plupart des médias semblent conclure qu’il a réduit son nombre de moitié alors qu’il l’a réduit de 10 à 20 fois une fois que vous comprenez ce qu’il dit. D'où la nécessité pour cet article de blog de mettre les choses au clair. Je vais devoir démêler et expliquer en cours de route, alors supportez-moi.

Avant de commencer: j'aime et j'admire le travail que fait Ernst. Je ne prétends pas qu’il est un mauvais professeur et je n’ai aucun problème à lui faire remarquer à juste titre que conduire une grosse voiture (électrique) est mauvais pour l’environnement. Ma réponse est tout au sujet des faits. C’est ce que je recherche et c’est la science. Ernst accepte: «En tant que scientifique, je n'hésite jamais à remettre en question tout ce que j'avais affirmé lors de la présentation de nouvelles informations. Une telle attitude est au cœur de la pensée scientifique. J’ai donc refait mes calculs ci-dessous, mais en intégrant les informations collectées à partir de ces "attaques" pour développer les hypothèses que j’avais utilisées pour mes calculs, voire pour en changer une qui doit être changée. Je n'ai aucun problème à reconnaître ce fait. »Donc, ce n'est pas un match qui pisse! C’est un calcul.

Commençons.

Quelle est la production de la batterie?

Le CO2 émis lors de la production de batteries provoque le réchauffement climatique. Ernst a d'abord prétendu que 312 kg de CO2 étaient émis pour chaque kWh de batterie produite. Il estime maintenant 127 kg. Les experts de l’industrie estiment qu’il est à 65 kg et que cela diminuera lorsque les batteries sont produites à partir d’énergie renouvelable.

Commençons par la partie la plus compliquée: quelle quantité de CO2 est émise lors de la fabrication de la batterie d’une voiture électrique?

Nous décrivons les batteries en kilowattheures ou en kWh. Un kWh signifie que vous pouvez maintenir un moteur électrique fonctionnant sous un kilowatt (mille watts) pendant une heure. Ma première Nissan Leaf avait une puissance de 24 kWh, mais les voitures de niveau moyen vont évoluer vers des batteries de 60 kWh et la plus grosse batterie que vous pouvez acheter actuellement est de 100 kWh.

Une batterie de voiture moderne pèse environ 6 kilogrammes par kWh. Vous pouvez réutiliser cette batterie entre 2 000 et 10 000 fois avant de la recycler. (À titre de comparaison, un litre d'essence contient environ 10 kWh, mais vous ne pouvez l'utiliser qu'une seule fois et ne pouvez pas le recycler. À l'heure actuelle, 6 kg de piles remplacent entre 200 et 1 000 litres avant le recyclage.)

Nous mesurons ensuite les émissions en kg de CO2 par kWh de batterie produite. À la télévision, Ernst a supposé que 312 kg étaient émis pour chaque kWh produit. Il corrige beaucoup d'erreurs, mais c'est la seule qu'il admet clairement. Il décrit comment il a utilisé une publication hautement théorique sur une usine prototype et que les auteurs de cette publication proposent une charge beaucoup plus basse de 127 kg de CO2 par kWh lorsque la production augmenterait.

Cependant, même cette correction évidente est plus difficile à comprendre car il lance toutes sortes d’attaques sur les véhicules électriques et la production en Chine, affirmant qu’en Chine – à cause du mix électricité-charbon – les 127 kg quadrupleraient, suivies par: "Longue vie au 'Made in China'!”

Ernst ne peut apparemment pas s’empêcher, mais en fait, il y a un article de 2017 spécifiquement sur la Chine cela place les émissions à 97 kg CO2 / kWh: ce n’est pas exactement le quadruple des 127 kg qu’implique Ernst. Je pense que le meilleure et la plus récente source dans la littérature (de 2019) il se fixe à 106 kg / kWh. Et de la part d’initiés de l’industrie, j’entends dire que les grandes usines à la pointe de la technologie atteignent déjà 65 kg / kWh. Il est difficile de trouver des chiffres précis ici, mais je dirais qu’il est prudent de dire que les estimations d’Ernst sont encore élevées.

Bien sûr, la plus grande promesse des véhicules électriques réside dans l'avenir. Comme équipement de minage devient électrique et usines de batteries utiliser de plus en plus l'énergie solaire et éolienne, le CO2 provenant de la production de batteries pourrait devenir très faible. Et puis les piles sont devenues 50% plus légères tous les 10-15 ans et cela devrait continuer pendant un certain temps. Par exemple. La publication utilisée par Ernst s'applique uniquement aux batteries qui sont déjà environ 50% plus lourdes que des batteries à la pointe de la technologie. Les futures batteries utiliseront donc beaucoup moins de matériaux et seront produites avec une électricité propre. Et ensuite: pourquoi voudriez-vous jeter la batterie? Ce n’est pas comme si nous l’avions brûlé et que nous avions diffusé les résultats dans les airs. L'utilisation de Second Life comme batterie domestique semble une bonne idée. Et bien le recyclage en est encore à ses balbutiements comme il n’ya pas encore beaucoup de batteries de voiture usagées, il est largement considéré comme le futur. Globalement, les batteries ont le potentiel de réduire considérablement les rejets de CO2 (au moins 10 fois mieux d'ici 2050), alors qu'il ne reste que très peu de progrès pour l'essence et le diesel.

Comment sale est l'électricité?

Le CO2 émis lors de la production d'électricité provoque également le réchauffement climatique. Pour des raisons inexpliquées, Ernst a d'abord supposé que les véhicules électriques belges conduisaient à l'électricité allemande (550 grammes / kWh). Il prend maintenant le mélange européen au cours des dix prochaines années pour atteindre 317 grammes par kWh. Je peux expliquer pourquoi il signifie réellement 289 grammes.

Dans les calculs à la télévision et dans les premiers calculs de son nouveau blog, Ernst utilise un mix électrique de 550 grammes / kWh. Il dit que c'est le mix énergétique de l'Allemagne. Mais ce qui n’est pas clair, c’est pourquoi vous devez prendre le mix énergétique allemand lorsque vous effectuez des calculs pour un public belge et Ernst n’explique pas. Mais le Belge n’émet que la moitié (257 grammes / kWh) et le mix européen n’est pas loin derrière (296 grammes / kWh selon les estimations). la source la plus récente).

Je pense qu’Ernst pourrait dérouter les lecteurs quand il dit dans son nouveau billet de blog «Je vais prendre une nouvelle hypothèse, plus positive pour le véhicule électrique» quand il arrête d’utiliser le mix allemand. Je pense qu'une formulation plus facile à comprendre serait: "J'ai commis l'erreur de prendre l'allemand au lieu du mix énergétique belge ou européen et j'ai corrigé cela."

Ainsi, sa «nouvelle hypothèse» est que nous devrions examiner la composition de l’UE au cours des dix prochaines années, soit 275 grammes / kWh.

Il dit ensuite que nous devons compter les pertes de charge / décharge de la batterie et les pertes du réseau électrique. Mais si je regarde ses chiffres, il compte deux fois la charge / décharge de la batterie. Soit ça ou il compare avec un véhicule électrique qui est si gros que vous ne pouvez pas l'acheter. Si je corrige la double comptabilisation charge / décharge, j'arrive à 289 grammes de CO2 par kWh.

Maintenant, je vais prendre ce nombre dans mes scénarios mais je dois souligner qu'il est très pessimiste. Premièrement, il suppose que le véhicule électrique ne conduira que pendant 10 ans. Aux Pays-Bas, l’âge moyen des voitures est de 19,6 ans. Les batteries Tesla peuvent déjà durer plus longtemps que cela tandis que les nouvelles batteries se dégradent beaucoup plus lentement encore. (J'ai actuellement un étudiant en Master qui étudie la littérature la plus récente sur ce sujet et les gains sont stupéfiants.)

Ernst suppose également que le bouquet énergétique européen ne deviendra pas plus vert dans les dix prochaines années. Je pense que je dois signaler qu'il est en contradiction avec les prévisions énergétiques et les plans énergétiques que je connais. Je dirais que la prévision moyenne est de 200 grammes / kWh en 2030.

Ne pas oublier la production d'essence

Dans son premier calcul, Ernst avait oublié d’inclure les émissions de CO2 causées par la production d’essence. Il inclut maintenant ceci et cela augmente les émissions des voitures à essence de 40%.

Si Ernst faisait ces calculs plus souvent, il n'aurait pas commis d'erreur aux débutants. Il confond encore une fois ses lecteurs en disant qu'il ne s'agit que d'une "hypothèse" qui est "favorable au véhicule électrique". Mais tous les experts savent que si vous incluez la production d'électricité, vous devez également inclure la production de combustibles fossiles. Donc, une formulation plus claire serait: "J'ai oublié d'inclure la production d'essence mais je l'ai ajoutée dans mon nouveau calcul."

Cela fait réellement un gros différence. Le CO2 par litre d'essence augmente de 2,28 kg à 3,2 kg. Cela signifie que les émissions du véhicule à essence augmentent de 40%.

Quelle quantité d'énergie utilise les véhicules électriques et à essence?

Pour des raisons non expliquées, Ernst a décidé de comparer un gros véhicule électrique à une petite voiture à essence.

C'est la correction la plus étrange pour moi. First Ernst a comparé un petit véhicule à essence à un véhicule électrique moyen. Maintenant, il décide soudainement qu'il veut comparer un petit véhicule à essence avec le plus grand VE qu'il puisse trouver. C’est bien sûr sa décision, mais il ne précise pas ce choix à ses lecteurs, je pense. Alors permettez-moi d'être plus clair.

Ernst utilise un véhicule électrique d’une puissance de 0,23 kWh / km et le compare à une voiture à essence consommant 6 litres aux 100 km.

J'ai fait une petite comparaison de la consommation énergétique de différents véhicules sur le site de l'Agence américaine de protection de l'environnement pour montrer à quel point c'est étrange.

(J'utilise des chiffres américains parce que les chiffres officiels en Europe sont mal à cause du hall de voiture.)

Auke Hoekstra

Auke Hoekstra

Comme vous pouvez le voir, 0,23 kWh / km équivaut à une Tesla Modèle X: un gros SUV. Une comparaison directe serait une Porsche Cayenne: un peu plus petite et plus lente mais plus proche. Ainsi, un véhicule à essence comparable utiliserait 11,28 litres aux 100 km.

Au lieu de cela, Ernst compare à une voiture utilisant 6 litres par 100 km. C'est moins qu'une VW Golf avec un petit moteur et une transmission manuelle.

La nouvelle conclusion de Ernst est difficile à trouver

Pour moi, il semble que vous deviez être un expert pour comprendre quels sont ses nouveaux résultats.

Tirer une conclusion de tout cela est simple. Mais Ernst semble confondre de nombreux lecteurs si je vois ce qu’ils disent sur Twitter et dans les journaux. Ils pensent que la réponse à ses calculs se trouve sous la rubrique: "Et maintenant, le calcul!". Mais à ce moment-là, les voitures belges / européennes roulent toujours sur le mix électrique allemand chargé de charbon (?) Tandis que la production d'essence est toujours exclue (?). Je ne vois pas pourquoi vous afficheriez si clairement les résultats de ces hypothèses erronées.

Dans la deuxième partie, il corrige l'utilisation du mix électrique européen tout en incluant la production d'essence, mais place les résultats dans un paragraphe non intrusif sous la nouvelle «Hypothèse 5» dans laquelle il dit:

«Essayons de discuter à nouveau de l’hypothèse 1 et de l’hypothèse 2. Ces deux hypothèses conduisent à des émissions de CO2 de l'ordre de 10 153 kg pour la fabrication d'une batterie de 80 kWh. Comme discuté précédemment, les émissions de CO2 associées à la fabrication de la batterie peuvent varier un peu, selon le lieu de fabrication de la batterie. Il est très difficile d’obtenir une image tout à fait claire de cela. J'ai l'impression qu'en 2019, nous devons être dans la fourchette de 8 000 kg à 18 000 kg de CO2 émis pour la fabrication de batteries de 80 kWh. Avec nos nouvelles hypothèses, un véhicule électrique avec une batterie de 80 kWh commencerait à avoir une empreinte carbone inférieure à celle d'un véhicule à essence, parcourant entre 67 226 km et 151 259 km. "

Ce que dit Ernst dans le chiffre inférieur est: si Je corrige mon erreur d'oublier la production d'essence, si la production de la batterie est proche de ma source corrigée, si Je suppose que le mix électrique européen ne devient pas plus propre et si Je compare un très grand EV à une petite voiture à essence, puis l'EV est plus vert après 67,226 km.

Le chiffre le plus élevé dit la même chose, mais suppose que la production de batteries émet 225 kg de CO2 / kWh sans nommer aucune source.

Si vous trouvez cela déroutant: j'étais confus aussi.

Les calculs!

En utilisant les chiffres corrigés par Ernst, un grand VE devient plus écologique qu’une petite voiture à essence après 81 000 km. Si vous comparez pareil, le VE devient plus écologique après environ 35 000 km. En utilisant les meilleures informations dont je dispose, je les mettrais à 19 000 maintenant et à 7 000 dans l’avenir.

Ce n’est pas sorcier. Laisse moi te montrer.

Production de batterie
Si nous multiplions 127 kg CO2 / kWh et 80 kWh, nous obtenons (et je cite Ernst): «10 153 kg pour la fabrication d'une batterie de 80 kWh». J'entoure Ernst à 10 160 kg de CO2 pour la fabrication de la batterie

Émissions de véhicules électriques en conduisant
0,23 kWh / km multiplié par 289 grammes / kWh signifie 66 grammes de CO2 par km pour le véhicule électrique

Essence de voiture pendant la conduite 6 litre / 100 km multiplié par 3,192 kg de CO2 par litre signifie 192 gr de CO2 / km pour la voiture à essence

Le résultat
Le véhicule électrique émet 192 – 66 = 125 gr de CO2 / km en moins que la voiture à essence. 10 160 / 0,125 = 81 248 km.

Donc, après 81 248 km, une Tesla Modèle X gagne sur une petite voiture à essence en utilisant l'hypothèse d'Ernst

C'était Scénario 1 dans le tableau ci-dessous. Mais nous pouvons aussi faire d’autres scénarios intéressants.

Scénario 2. Nous pourrions comparer la Tesla Model X à une voiture de sa taille. Ensuite, le modèle X est plus écologique que son homologue (nous avons pris la Porsche Cayenne) après 35 000 km.

Scénario 3. Nous pourrions comparer une VW Golf électrique à une VW Golf à essence en utilisant les hypothèses d'Ernst pour que l'électricité soit plus verte après 41 000 km.

Scénario 4. Encore une fois, comparant eGolf à de l’essence Golf en utilisant Ernst, ses nouvelles hypothèses, mais la production de piles selon les meilleures sources officielles. Cela donne 35 mille km.

Scénario 5. Ce sont mes hypothèses les plus probables: la production de batteries basée sur des estimations du secteur de quelqu'un de confiance, et les émissions de CO2 sur la durée de vie du VE, sur la base d'hypothèses classiques. Ensuite, il me reste environ 19 000 km avant que le VE ne devienne plus vert.

Scénario 6. C’est l’avenir pour lequel je fais tout. L'exploitation minière et la production de batteries utiliseront de l'électricité renouvelable et les voitures électriques utiliseront de l'électricité renouvelable. Lorsque cela se produit, ils deviennent plus écologiques après 7 000 km et moins que si la batterie était recyclée.

auke hoekstra

Conclusion

Les voitures électriques sont vraiment beaucoup mieux pour le climat que les voitures à essence ou diesel, même selon les nouveaux calculs du prof. Damien Ernst et certainement selon les informations les plus récentes.

PS: J'espère que tout le monde comprend que la vidéoconférence, les vélos électriques et les trains sont meilleurs pour l'environnement que les grosses voitures, électriques ou non.

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