Filière électro-électrique

Le véhicule électrique s'impose en remplacement de l'automobile à moteur thermique dans le courant de la décennie 2010. Il est une solution à deux problèmes immédiats et à long terme : les émissions de CO2 dans l'atmosphère, et la raréfaction des ressources d'hydrocarbures. Il présente d'autres avantages, tels que la relance d'un secteur économique mature, la réduction de la pollution atmosphérique et l'effacement progressif des pointes de consommation électrique. Sa mise en place exige un certain nombre d'efforts de recherche, d'investissements, de changement d'habitudes qu'il faut évaluer. Les présentes notes visent à souligner les efforts à accomplir dans chaque domaine, et tentent de proposer un calendrier de mise en place du véhicule électrique et de ses accompagnants pour la France. Cette filière industrielle et de services, depuis la production électrique jusqu'à la consommation dans les véhicules électriques, est appelée Filière Electro-Electrique (FEE).

La France présente un paysage particulier à cet égard : économie plus "décarbonée" que ses voisines grâce à ses centrales nucléaires, elle n'a pas besoin d'investir lourdement dans la Capture-Séquestration du CO2 (CCS) pour faire fonctionner des véhicules décarbonés. Cependant, les impératifs de production dans l'industrie automobile sont tels qu'il serait illusoire de réserver cette mise en place à la France seule. On envisagera donc également les efforts associés, en amont sur le plan énergétique, pour décarboner la production électrique.

Les caractéristiques matérielles du véhicule électrique seront évoquées, particulièrement sous l'angle énergétique, dans la mesure où le reste du véhicule sera semblable à, ou hérité des automobiles conventionnelles actuelles (ICE, moteur à combustion interne). Ces caractéristiques aideront à dimensionner le reste de la filière. 

Les moteurs-générateurs, l'électronique de puissance embarquée et leurs fabricants seront évoqués.

Les infrastructures nécessaires seront définies : production électrique, distribution électrique, gestion des batteries. La production d'électricité sera considérée comme identique à l'existant, à la seule différence près de la CCS. La distribution s'intéressera aux caractéristiques matérielles des postes de recharge/décharge intelligents, particulièrement en ce qui concerne les puissances délivrées, et le nombre de postes à installer.

Les acteurs seront identifiés. Parmi les acteurs demandeurs de cette mise en place, on peut souligner : les pouvoirs publics, au titre de l'intérêt général, et de la prise en charge de cette nouvelle filière ; les entreprises de production et de distribution d'électricité ; les entreprises d'installation (travaux publics) et de gestion (gestionnaires de services urbains) de la distribution électrique ; les fabricants de moteurs électriques et d'électronique de puissance ; les fabricants de batteries. Les acteurs défavorisés par cette évolution seront : les producteurs d'hydrocarbures ; les fabricants de moteurs à combustion interne. Les fabricants d'automobiles sont à la croisée des chemins : très liés aujourd'hui aux producteurs d'hydrocarbures, ils seront très liés demain aux producteurs d'électricité et de batteries, et cette évolution sera délicate. Enfin le consommateur final, sans être spécifiquement demandeur, accompagnera le projet s'il est correctement géré, et vraisemblablement à sa vitesse maximum.

Les avantages et inconvénients du véhicule électrique seront évoqués, non seulement sur ses caractéristiques propres, mais sur les changements économiques et sociaux qu'il provoque.

Le parc de véhicules existant sera évoqué, particulièrement dans ses caractéristiques de consommation, puissance, vitesse de renouvellement. Un parc électrique de remplacement sera proposé. On s'appuiera sur un taux d'introduction pour définir le calendrier de mise en place des infrastructures définies ci-dessus.

Le sujet spécifique de la production-gestion des batteries sera évoqué : état de l'art, recherches en cours, régime transitoire de leasing associé, mode de remplacement, recyclage.

Après de nombreuses tentatives plus ou moins sincères d'introduction du véhicule électrique dans la société, les années 2010, avec une perception plus aiguë de la dégradation environnementale, et une volonté croissante de réduire la dépendance économique et politique aux hydrocarbures, mettront à profit les avancées technologiques sur les batteries pour permettre cette mise en place ; après un siècle de domination sans partage de l'automobile ICE, la mise en place du véhicule électrique doit pouvoir se faire sans heurt, et au bénéfice du plus grand nombre.

OPEP : politique 2008

Face à la récession qui s'annonce, l'OPEP est dans ses petits souliers. On avait vu, dans la décomposition du prix du pétrole, que l'OPEP s'était trouvée, un peu ravie de la crèche, contrainte de constater qu'un prix bien plus élevé que prévu semblait passer sans trop de problèmes. Cela n'est-il pas un peu trop beau pour être vrai ? Et face à la crise économique annoncée, ne vaudrait-il pas mieux alléger un peu le fardeau des économies de l'OCDE ? Pas facile de répondre à cette question.

Il y a des faucons à l'OPEP, avec en particulier l'Iran et le Venezuela, qui ne demandent qu'à faire grimper le baril - surtout l'Iran, qui malgré ses importantes réserves pétrolières, risque de voir sa production chuter dans le cours de la prochaine décennie. Il y a aussi une colombe - de taille : l'Arabie Saoudite, qui a bien besoin des USA pour sa survie politique, interne et externe. Ces douze pays (l'Iraq en déconfiture ne participe pas vraiment aux décisions) se trouvent contraints de faire cohabiter des politiques et des objectifs très divers. Alors que faire ? Le graphe ci-dessous montre que la situation n'est pas si rose que cela pour les pays producteurs : confrontés parfois à une démographie galopante, leurs besoins en investissements lourds ont cru plus vite que leur PIB ; le graphe ci-dessous montre que l'année 2008 pourrait bien se traduire par une baisse de leurs revenus par personne, et non une hausse, soit à cause d'une baisse des exportations, soit à cause d'une baisse du prix - ou pire, des deux.

Tout d'abord il est urgent d'attendre : la crise économique annoncée n'est pas sûre, la production des pays non-OPEP est toute aussi incertaine, et la véritable échéance est la constitution des stocks pour la "driving season" étatsunienne, c'est-à-dire le mois de mars. On peut se donner deux mois de réflexion. En attendant, il est toujours possible de recourir à une bonne vieille méthode qui ne cesse de faire ses preuves en politique : mentir légèrement, en laissant la production croître de quelques barils si nécessaire, en évitant qu'ion en parle trop. Le fait que l'OPEP aurait augmenté sa production d'un demi-million de barils/j finit toujours par se savoir, mais tant que ça reste officiellement officieux, ça ne met pas en péril la cohésion de l'OPEP, talon d'Achille de tous les cartels.

Ensuite, dans deux mois nous saurons si la récession est réelle ou pas (merci M. Warren Buffett), si le pétrole se vend toujours ou pas, si de nouveaux ennuis géopolitiques se profilent à l'horizon ou pas... Cela dit, il me semble qu'une fourchette 80-105 USD/baril devrait contenter beaucoup de gens, en l'absence de grave crise économique, et au moins jusqu'à l'été.

 

Source : OPEC revenues factsheet

Variation des constantes

Que certaines choses varient rapidement, comme la popularité des présidents, ne nous choque pas, c'est même naturel ; d'autres en revanche se doivent de rester immuables, comme les steaks frites ou le rendement des moteurs thermiques. Hélas, la pomme de terre est bien une invention récente (Parmentier : 1771), et les moteurs thermiques font des progrès lents mais réels, à l'instar de nos sprinters poussés à l'EPO.

C'est dans les années 50 qu'on a commencé à développer les centrales supercritiques, capables de dépasser le fameux taux de 35 % ; le rendement a ensuite longtemps stagné aux alentours de 40 % (comme par hasard, pendant la période du pétrole bon marché). Puis les années 80 ont relancé la course au rendement, et plusieurs centrales démarrées début 90, atteignent toutes 42 à 43 % de rendement. En 2000, c'est Nordjyhand 3 qui atteint 45 %. L'amélioration des techniques et des matériaux a permis d'envisager des centrales de type ultrasupercritique, capables de tutoyer, puis de dépasser, la valeur symbolique de 50 %. Les spécialistes envisagent sereinement 52 % pour 2010.

En ce qui concerne nos valeureux fonctionnaires, ce vieux rapport parlementaire (1998) décrit en bon français les différents types de chaudières existantes à l'époque : les chiffres sont plus raisonnables, avec trois grandes familles de chaudières :
- CP 250, période 1960-70, puissance 250 MWe, rendement 37%
- Q 600, période 1980-85, 600 MWe, rendement 38 %
- Supercritique, période 2010-2020, 850 MWe, rendement 45.5%

Vallourec, bien placé sur le sujet, explique comment les paramètres de pression et température jouent de façon directe sur le rendement : "Ainsi, le rendement de la tranche d'une centrale électrique augmente de 0,005 % pour chaque bar supplémentaire de pression et de 0,011 % pour chaque degré supplémentaire de température."

Au-delà de ces chaudières improprement appelées "conventionnelles", on attaque les chaudières à cycle combiné, qui atteignent couramment des valeurs bien supérieures, de l'ordre de 60 %, telle l'unité d'Irsching en Bavière, joli bébé de 440 tonnes, inaugurée en décembre 2007.

De tels chiffres sont fondateurs de société. En effet, nos pauvres moteurs à explosion interne, toujours bloqués à 35%, ne pourront jamais entrer en compétition avec ces chiffres extrêmes. De plus, ces centrales pourront être équipées de CCS (Capture et séquestration du CO2), les rendant neutres sur le plan environnemental ; ce ne sera jamais le cas du moteur à combustion interne. Dès que les batteries électriques capables d'emporter les nécessaires kWh sont prêtes, le moteur à combustion interne est bon pour le musée.

 Sources : Année de la pomme de terre, la plus puissante TAG au monde, les centrales à vapeur supercritique, Siemens : most powerful gas turbine