Prix des carburants à la hausse, passer à l’électrique ?
Oui, mais il y a au moins trois « hics » !
Par Michel Gay et Jacques Simonnet
Les taxes sur les carburants automobiles augmentent pour, parait-il, inciter les Français à rouler « propre », notamment à l’électricité avec des primes incitatives.
Mais il y a au moins trois « hics » à la future généralisation envisagée des véhicules électriques (VE) :
- leur alimentation en électricité,
- leur temps de recharge, notamment avec l'accroissement de l'autonomie (100 à 400 km) permise par les capacités des nouvelles batteries (20 à… 95 kWh),
- la compensation des taxes élevées prélevées sur la vente des carburants.
L’alimentation des batteries
Si en France toutes les voitures actuelles étaient remplacées par des VE, combien de réacteurs nucléaires faudrait-il pour les alimenter ?
A question simple, réponse simple : il faudrait 10 réacteurs nucléaires EPR supplémentaires… sous réserve que les chargeurs et le renforcement des réseaux pour les alimenter aient été installés et financés pour quelques milliards d’euros de plus.
Mais la réponse est à la fois juste… et fausse. Ceux qui connaissent les subtilités du problème sautent sur leur siège parce que la réponse est… trompeuse.
Pourquoi juste ?
Juste parce que 10 EPR permettraient idéalement de fournir la quantité supplémentaire d’électricité, soit 110 térawattheures (TWh), nécessaire aux recharges de « presque toutes » les voitures.
(Voir la justification en fin d’article).
Pourquoi trompeuse ?
Cette réponse est aussi trompeuse parce qu'il ne s'agit pas uniquement d'alimenter les VE en quantité d'électricité. Il faut aussi pouvoir répondre à l'appel de puissance des millions de véhicules qui pourraient se brancher en même temps sur le réseau pour se recharger.
Si cette puissance appelée venait à être supérieure à la puissance que peuvent fournir au même moment les moyens de production, le réseau s’effondrerait. Ce serait alors la panne générale, le « black-out ».
Comment faire ?
Si environ la moitié des utilitaires (soit 3 millions), et un tiers des véhicules légers (12 millions), soit au total 15 millions de véhicules, « tirent » ensemble 3,5 kW sur le réseau en début de soirée (après le travail), alors « l'appel de puissance » (uniquement pour recharger les véhicules électriques) sera d'environ 50 gigawatts (GW). Cette demande s'ajoutera à la consommation habituelle du soir (environ 80 GW en hiver et 50 GW en été). Les pointes d’appel de puissance en France ont déjà dépassé 100 GW.
Or, les 10 réacteurs nucléaires EPR (1,6 GW chacun) précités ne pourront fournir que 16 GW (au maximum) de puissance supplémentaire.
Cependant,
- Si les petites recharges (entre 10 kWh et 20 kWh, soit moins de 200 km dans la journée) débutent en milieu de nuit (23h00) pour se terminer vers 6h00 (décalant ainsi la demande),
- et si, en plus, une partie des voitures peuvent être rechargée en journée (par exemple sur le parking du lieu de travail),
alors l’appel de puissance supplémentaire pourrait être divisé par trois (environ 16 GW) et ne nécessitera plus que 10 EPR, tout en continuant parfois à alimenter nos voisins.
En effet, nous exportons aujourd’hui parfois jusqu’à 10 GW d’excédent de puissance (jusqu’à 10% de notre production annuelle) qui rapporte entre un et deux milliards d’euros par an.
Il faudra donc changer nos habitudes pour « étaler » les recharges.
Heureusement, la plupart des voitures roulent sur de courtes distances (moins de 30 km), et pas tous les jours (une voiture particulière ne roule que 3% à 5% du temps sur une année).
Importons l’électricité manquante !
Il y a deux objections à cette apparente fausse « bonne » solution :
- La France ne sera peut-être pas le seul pays en Europe à avoir électrisé son parc de véhicules routiers. Donc les autres pays auront le même problème au même moment. Et ils chercheront aussi à importer plus qu'à exporter.
- Même si les pays voisins peuvent exporter, les lignes électriques aux frontières de la France ne peuvent importer que 12 GW au maximum.
Les temps de recharge des batteries
La plupart des véhicules effectuent généralement moins de 50 km par jour (15 000 km/an) avec une consommation moyenne de 20 kWh au 100 km. Ils peuvent se recharger à domicile avec une puissance d'environ 3 kW en quelques heures sur une prise standard (dans une maison par exemple). La recharge maximale sera donc de 10 kWh par jour ce qui nécessite moins de 3h00 de recharge.
La solution optimum serait d'étaler les recharges en journée et vers les heures creuses. C'est-à-dire au-delà de 22h00 pour les véhicules nécessitant plus de 8h00 de recharge (de 22h00 à 7h00), et au-delà de 1h00 du matin pour ceux nécessitant moins de 5h00 de recharge (de 1h00 à 6h00 par exemple).
De plus, une partie des 50 GW du parc nucléaire actuel réellement disponible en moyenne (sur les 63,7 GW installés) pourrait s'ajouter au 10 nouveaux EPR supplémentaires pour répondre à l'appel en puissance étalé dans le temps, notamment en milieu de nuit.
Et s’il n’y a pas assez de réacteurs nucléaires ?
Pour faire face à la montée des besoins en électricité des véhicules électriques dans les 20 ans à venir, la construction d’une dizaine de nouveaux EPR devrait être anticipée pour venir s’ajouter à la puissance disponible actuelle.
Or, la loi de transition énergétique pour la croissance verte prévoit au contraire l’arrêt d’une quinzaine de réacteurs pour parvenir à 50% de production nucléaire dans le mix énergétique de la France en 2025 (échéance déjà repoussée en 2030, ou 2035, ou…).
Si cette loi est vraiment appliquée, il va y a voir un « gros problème » de déplacement dès 2040, alors que de dangereux idéalistes veulent faire interdire la vente de véhicules thermiques à cette date…
Or, une limitation de la mobilité, donc des échanges, conduirait à une économie de pénurie.
La réalité de la physique s’impose toujours devant les rêves, même ceux des politiciens et des idéologues.
Mais il y a encore un « hic » supplémentaire qui devrait encore mieux résonner aux oreilles des gouvernements.
La compensation des taxes sur le carburant
Si l’électricité succède aux carburants routiers, d’où proviendra l’argent des taxes aujourd’hui massivement prélevées sur les carburants ? (Près de 1 € par litre vendu 1,5 €).
Le coût du pétrole brut (environ 60 € par baril en octobre 2018) compte seulement pour moins d’un tiers[1] dans le prix du gazole et de l'essence à la pompe en France (contre environ 60% pour les taxes). La Taxe Intérieure de Consommation sur les Produits Energétiques (TICPE) constitue la quatrième recette de l’État après la TVA, l’impôt sur le revenu et l’impôt sur les sociétés. Et elle va augmenter pour payer le surcoût, lui-même en augmentation, des énergies renouvelables.
Or, les taxes prélevées sur 28 millions de tonnes (soit environ 35 milliards de litres) « remplacées » par celles, prélevées sur 110 TWh d’électricité ne font pas le compte ! Elles sont nettement inférieures !
En effet, les taxes « carburants » vont rapporter environ 30 milliards d’euros (Md€) en 2018 contre moins de 6 milliards pour l’électricité.
Les recettes de l’Etat diminuerait d’environ 24 Md€ si l’électricité remplaçait aujourd’hui le carburant dans le parc automobile qui pourrait être électrifié.
Le prix des carburants augmente aujourd’hui principalement à cause des taxes, mais si vous passez à l’électricité moins taxée, il faudra « compenser » par ailleurs…
La transition énergétique fondée sur une écologie punitive pour insérer les énergies renouvelables au « forceps » dans le système énergétique va mener la vie dure aux Français !
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Justifications et calculs pour aboutir à 110 TWh et 10 EPR
Pour aboutir à ce résultat de 10 EPR, il faut partir de la consommation annuelle de carburant (essence et diesel) pour véhicules routiers en France qui est actuellement de 42 millions de tonnes (Mt) pour alimenter 32 millions (M) de « véhicules légers », 6 M d'utilitaires (inférieurs à 5 tonnes) et 0,6 M de poids lourds, soit 38,6 M de véhicules.
Les transports maritimes et aériens ne sont pas pris en compte (ils représentent moins de 5% de la consommation, et ils ne seront pas électrifiés à un horizon prévisible).
Les poids lourds et la moitié (3 millions) des véhicules utilitaires effectuant de longs trajets quotidiens (plus de 200 km) ne sont pas non plus pris en compte. Ils représentent un tiers (33%) de la consommation mais ils ne pourront pas non plus être électrifiés, sauf à installer des caténaires pour électrifier les autoroutes et les routes.
Il reste donc à électrifier 35 M de véhicules particuliers et utilitaires (32 + 3) qui consomment 28 Mt (42 Mt x 67%) de carburant.
Cette quantité fournit une énergie thermique arrondie à 340 térawattheures[2] (TWh).
Le rendement des moteurs thermiques est d'environ 25% entre la chaleur produite dans les cylindres et l'énergie mécanique fournie "aux roues" qui fait avancer les voitures. Ces 340 TWh « thermiques » fournissent donc en réalité 85 TWh (340 x 0,25) d'énergie mécanique « aux roues ».
Et c’est cette valeur mécanique « réelle » qu’il faut remplacer par l’énergie électrique.
Les VE ont un meilleur rendement entre la prise électrique et les roues (il est d'environ 0,8).
En incluant les 3% de pertes en lignes sur les réseaux de distribution, il faut donc produire seulement 110 TWh pour amener environ 106 TWh (85/0,8) d'électricité à « la prise électrique ».
Ce chiffre correspond à une moyenne annuelle de consommation par véhicule de 3100 kWh pour 35 M de VE, soit une consommation globale d’environ 110 TWh.
Or, un EPR peut fournir entre 11 et 12 TWh en moyenne annuelle.
Il faut donc 10 EPR.
[1] Un baril de 159 litres de pétrole à 100 dollars (90 €) représente 0,57 € / litre de brut. Un baril à 70 dollars (63 €) représente 0,40 € / litre de brut.
[2] Une tonne de carburant contient environ 12 TWh de chaleur par combustion. 28 Mt x 12 TWh / tonne = 336 TWh