l'évaluation environnementale de l'automobile et de son...
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Jean-François GrusonDirection Économie et Veille
État de l'art et perspectives de travail
L'évaluation environnementale de l'automobile et de son usage:l'ACV une vision globale mais complexe
Direction Economie et Veille – Département Economie- Equipe ACV – mars2011
Énergies renouvelables | Production éco-responsable | Transports innovants | Procédés éco-efficients | Ressources durables
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Établissement public de recherche,d'innovation industrielle et de formation
Mission : développer des technologies performantes,économiques, propres et durables,
pour relever les trois grands défis sociétaux du 21e siècle :changement climatique et impacts environnementaux,
diversification énergétique et gestion des ressources en eau
IFP Energies nouvelles apporte des solutions industrielles innovantesdans ses domaines d'activité : énergie, transport, environnement
Centre de recherche appliquée, il assure le transfert entrerecherche fondamentale et développement industriel
IFP Energies nouvelles
Énergies renouvelables | Production éco-responsable | Transports innovants | Procédés éco-efficients | Ressources durables
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En bref1 737 personnes*, dont 1 173 chercheurs (ingénieurs et techniciens), basés àRueil-Malmaison et à Lyon
157 thésards et 27 postdoctorants
Plus de 50 métiers représentés : du géologue au motoriste
Un environnement technique (moyens d'essais, équipements) de très haut niveau
Statut : établissement public àcaractère industriel et commercial (EPIC)
Financement : budget de l'État et ressources propres provenant de partenaires privés français et étrangers
Budget 2009 : 307,8 M€ dont 249 M€pour la R&D
En 2009 :
13 900 brevets vivants
305 articles publiés dans les revues scientifiques internationales
* effectif moyen équivalent temps plein
IFP Energies nouvelles
Énergies renouvelables | Production éco-responsable | Transports innovants | Procédés éco-efficients | Ressources durables
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Le paysage énergétique
Concevoir les solutions permettant d'optimiser l'utilisation desénergies fossiles tout en développant de nouvelles technologies etsources d'énergies pour répondre aux besoins sociétaux dans les
domaines de l'énergie, du transport et de l'environnement
Préparer la transition énergétique
IFP Energies nouvellesPositionnement stratégique
Croissance de lademande et
prix du pétrole
Caractère parnature limité desénergies fossiles
Changementclimatique
Difficile substitutionmassive et rapide
des hydrocarburespour les transports et
la pétrochimie
Tension sur lesressourceshumaines
Énergies renouvelables | Production éco-responsable | Transports innovants | Procédés éco-efficients | Ressources durables
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TRANSPORTSINNOVANTS
PRODUCTIONÉCO-RESPONSABLE
ÉNERGIESRENOUVELABLES
RESSOURCESDURABLES
PROCÉDÉSÉCO-EFFICIENTS
EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUERÉDUCTION IMPACTÉCOLOGIQUE
CHANGEMENT CLIMATIQUE : RÉDUCTION ÉMISSIONS DE CO2
DÉCARBONATATION
SÉCURITÉDES
APPRO.
DÉVELOPPEMENT DURABLE
DIVERSIFICATIONÉNERGÉTIQUE
Produire, à partirde sourcesrenouvelables,des carburants,des intermédiaireschimiques etde l'énergie
Produire de l'énergieen réduisantl'impact surl'environnement
Développerdes transportséconomes et àfaible impactenvironnemental
Produire, à partirde ressourcesfossiles,des carburantset intermédiaireschimiques à faibleimpactenvironnemental
Proposer destechnologiesrespectueusesde l'environnementet repousser leslimites actuellesdes réservesd'hydrocarbures
IFP Energies nouvelles5 priorités stratégiques complémentaires
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Plan de l'exposé1.
Introduction : outils d’aide à
la décision et développement durable
2.
Analyse du Cycle de Vie1.
Définition et principes2.
Intérêts et utilisations3.
Historique de la méthodologie
4.
Description détaillée –
la norme ISO 14040
5.
Application dans l’industrie automobile
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les OUTILS D’AIDE À
LA DÉCISION POUR UN
DÉVELOPPEMENT DURABLE
Introduction
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Contexte général : le Développement Durable
Définition selon le rapport Brundtland, 1987«
Le développement durable est un mode de développement
qui répond aux besoins du présent sans compromettre la capacité
des générations futures de répondre aux leurs ».
Le développement durable vise à réconcilier le développement économique et social, la protection de l’environnement et la conservation des ressources naturelles.
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De l'approche "site" à
l'approche "cycle de vie"
Nécessité
de diminuer les pressions anthropiques sur l'environnement
1ère approche : Diminuer les flux à l’interface entre la société et la natureCe sont les approches «
site »
2ème approche : Étude détaillée des flux de matière et d’énergie dans la société, de la fabrication jusqu’à l’usage et la destruction des produits
Ce sont les Analyses du Cycle de Vie
Atmosphère
Hydro-géosphère
Océans Biosphère Société
Prélèvements
Émissions
Impacts / Risques
Détérioration des "services"
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Intérêt de l’approche Cycle de Vie
Éviter de diminuer
un impact…
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Intérêt de l’approche Cycle de Vie
… et d’en augmenter
un autre.
Éviter le transfert d’impacts vers une autre étape du cycle de vie
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Différentes méthodes d’aide à
la décisionL’Analyse du Cycle de Vie (ACV ou LCA) évalue les impacts potentiels sur l’environnement d’un produit ou d’un service sur l’ensemble de son cycle de vie, de l’extraction des matières premières à
l’élimination des déchets.
L’Ingénierie du Cycle de Vie (ICV ou LCE)permet d’étudier un produit, procédé
ou service d’un point de vue
technique, économique et environnemental, et ce, tout au long de son cycle de vie.
La conception écologique ou écoconception (Design for the Environment, DfE ou Ecodesign)consiste à
intégrer systématiquement les considérations
environnementales issues des ACV lors de la conception d’un produit ou d’un procédé.
Source : CIRAIG
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les DÉFINITION ET PRINCIPES
Analyse du Cycle de Vie
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Définition d’une ACV selon la norme ISO 14040
L’Analyse du Cycle de Vie est la compilation et
l’évaluation des entrants et des sortants ainsi que des
impacts environnementaux potentiels d’un système de
produits sur son cycle de vie.
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Qu’est-il inclus dans une ACV ?Analyse des Impacts
Analyse de l’Inventaire
Étapes du Cycle de Vie
Phases du Cycle de Vie Fabrication Utilisation Fin de vie
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Intérêts des ACV pour l’interneDétection de risques stratégiques et de problèmes environnementaux
Identification des étapes du cycle de vie complet des produits dont les impacts sont les plus forts
Développement de produits durables sur la base d’informations environnementales
Support au respect des lois, normes et restrictions
Communication avec les Pouvoirs Publics
Communication interne / motivation des employés
Support aux systèmes de management environnemental
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Intérêts des ACV pour l’externe
Amélioration de l’image sur la base de considérations écologiques
Support aux innovations environnementales et diminutions des impacts environnementaux
Avantage compétitif du fait de l’inclusion d’aspects environnementaux
Dans la conceptionDans la communication
Normalisation
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Définition des objectifs
La définition des objectifs d'une ACV doit indiquer sans ambiguïté les éléments suivants :
l'application envisagée;les raisons conduisant à réaliser l'étude;le public concerné;
s'il est prévu que les résultats soient utilisés dans des affirmations comparatives destinées à être divulguées au public.
Si oui, nécessité
d’une revue critique
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Définition du champ de l’étudeLa définition du champ d'une ACV doit inclure et décrire clairement:
le système de produits à étudier;les fonctions du système de produits ou des systèmes;l'unité fonctionnelle;la frontière du système;les règles d'affectation;la méthodologie d'évaluation de l'impact du cycle de vie et les types d'impact;l'interprétation à utiliser;les exigences portant sur les données;les hypothèses;les choix de valeurs et les éléments facultatifs;les limitations;les exigences de qualité des données;le type de revue critique, le cas échéant;le type et le format du rapport spécifié pour l'étude.
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Définition de la fonction du système
Objectif : relier les impacts à la fonction du système
Avant de lire ou faire une étude, il faut commencer par identifier la fonction étudiée.
La fonction choisie dépend des objectifs de l'étude.
C'est sur la base de cette fonction que sont ensuite définis différents scénarios à comparer.
Une question clé
: les fonctions secondaires diffèrent-elles sensiblement entre les scénarios ?
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Exemples de fonctionsProduit Fonction principale Fonctions secondairesPorte de voiture Ouvrir et fermer l'accès
au véhiculeSécurité
vol,
Sécurité
en cas d'accident,Étanchéité,…
Carburant Permettre à
un véhicule de parcourir une certaine distance
Sécurité
d'utilisation,Performances du véhicule,Polluants,…
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Définition de l'unité
fonctionnelle
L’unité fonctionnelle (UF) est la grandeur quantifiant la fonction du système sur la base de laquelle les scénarios sont comparés.
Quel est le service offert?
Tous les flux de l’inventaire sont rapportés à cette grandeur et sont calculés par unité fonctionnelle.
C’est une grandeur quantifiable, additive définie relativement à la fonction et identique pour tous les scénarios.
Exemples :Carburant : Parcourir un km sur cycle normalisé NEDC dans un véhicule particulier moyenLubrifiant : Limiter les frottements lors du sciage de 1000 m3 de bois
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Définition de l’unité
fonctionnelle
L’unité fonctionnelle (UF) : expression quantifiée d’une unité de service
comparaison de divers produits ayant la même fonctionen raisonnant à fonction équivalenteen incluant la durée effective d’utilisationcontenant une unité de produit, de fonction et de temps
Difficultés liées à la définition de l'UFpertinence de la comparaisonimpossibilité pratique de l'expression de l'UFperception des problèmes (oubli dans la définition de l'UF)
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Définition du système
Système: description de l'ensemble des processus (connectés entre eux par des flux et des produits intermédiaires) nécessaires à la réalisation d'une ou plusieurs fonctions.
Quelles sont les étapes du cycle de vie?
Le niveau de détail dans la modélisation du système sera choisit en fonction des objectifs de l’étude.
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Définition des frontières du système
Extraction Préparation Production Utilisation Fin de vie
Intermédiaires
Énergie
Ressources
Émissions
Émissions
« Du berceau à la porte »« Cradle to gate »
« Du berceau à la tombe »« Cradle to grave »
« De la porte à la tombe »« Gate to grave »
« De la porte à la porte »« Gate to gate »
Processus élémentaires
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Définition des flux de référence
Pour une unité de fonctionnelle, on détermine les flux de référence : la quantité de produit nécessaire pour remplir cette fonction.
Qu'est ce qui est utilisé
ou acheté
?
Les flux de référence :sont spécifiques à chaque scénariocorrespondent à ce qui est utilisé ou acheté pour assurer le service
Ces flux de références serviront de base pour effectuer l’inventaire des émissions et extractions
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Exemples de flux de référence
Produit ou système Unité
fonctionnelle Flux de référence Paramètres clés
Ampoule Éclairer 600 lumens pendant 6000 heures
1 ampoule à fluorescence 6 ampoules à incandescence
Durée de vie et puissance des ampoules
Carburant Parcourir 100 km sur cycle NEDC dans un véhicule type "Golf"
7,07 l d'essence5,10 l de gazole
PCI du carburantConsommation du véhicule
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Retour sur l'exemple des ampoulesProduit Fonction principale Fonctions secondaires
Scénario 1 Éclairer Qualité
de la lumière, Ambiance,Temps d'allumage, …Scénario 2
Produit UF = Service Flux de référence Paramètres clés
Coût
Ampoule à incand.
Éclairer 600 lumens pendant 6000 heures
6 ampoules +60W*6000h=360kWh
Lumen/Watt(utilisation)Lumen/gr.Type de mxDurée de vie
6x1€+360x0,1 =42€/UF
Ampoule à fluoresc.
1 ampoule (6000h)(env.160g) +11W*6000h=66kWh
1x10€+66x0,1 =16,6€/UF
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Arbre des procédés (exemple)
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Hypothèses complémentaires
Définition des limites temporelles et géographiquespratiques industriellesexigences législativeshabitudes des consommateurscaractéristiques environnementales (climat…)
Exclusion éventuelle de certaines étapesidentiques à deux produits comparésnégligeables dans le bilan global
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Limites du système : règles de cohérence
Règle 1 : Les limites du système doivent recouvrir la même réalitéfonctionnelle dans les différents scénarios (pas de limites géographiques).
Règle 2 : Seuls les processus qui contribuent à plus de x % des émissions, de la masse ou de l’énergie (dite aussi règle de coupure).
Règle 3 : Les étapes identiques dans les deux scénarios peuvent être exclues à condition que les flux de références affectés par ces processus soient strictement égaux (output totaux du système également identiques).
Tout de même intéressant d'estimer rapidement ces processus pour voir la contribution relative des étapes de production
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AffectationNécessité d’une règle d’affectation
Présence de produits joints ou de coproduits dans de nombreux procédés de productionQuels impacts environnementaux du procédé doivent être alloués à quel produit ?Si l’ensemble des impacts est alloué au produit principal, les produits joints ou coproduits ont un impact neutre…
Règles d’affectationExtension des frontières du système(inclusion des coproduits dans la fonction du système)Allocation massique(affectation selon la masse des produits respectifs)Allocation énergétique(affectation selon le contenu énergétique des produits)Allocation économique(affectation selon la valeur marchande des produits)Autres règles (exergie, …)
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Plusieurs cas où
l’affectation est nécessaire
Coproduction
Cotraitement
RevalorisationBoucles fermées
Revalorisation interne au cycle de vieBoucles ouvertes
Cofonctions successives
Système AP
Charges CP
P1 P2 P3
Système AT
Charges CT
D1
D2
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Inventaire du cycle de vie
L’inventaire du cycle de vie inclut :
Le recueil et la validation des donnéesLe rattachement des données à l’unité fonctionnelleLe regroupement des données
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Exemple d'inventaire
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Collecte des données d’inventaire
Présentation des donnéesÉmissions dans l’atmosphèreÉmissions dans l’eauDéchets solides et assimilésConsommations d’énergie
RenouvelablesNon renouvelables
Utilisation des ressourcesRenouvelablesNon renouvelables
Utilisation de formulaires
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Évaluation de l’impact du cycle de vie (ACVI)
La phase d'ACVI doit comprendre les éléments obligatoires suivants:
sélection des catégories d'impact, des indicateurs de catégorie et des modèles de caractérisation;attribution des résultats de l'ICV aux catégories d'impact
sélectionnées (classification);calcul des résultats d'indicateurs de catégorie (caractérisation).
Définition de l’évaluation de l’Impact du Cycle de Vie selon la norme ISO 14040 :
Phase de l'analyse du cycle de vie destinée à
comprendre et évaluer l'ampleur des impacts potentiels d'un système de produits sur l'environnement au cours de son cycle de vie.
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Qu’est-ce qu’un impact dans une ACV ?
Un impact caractérise un changement du système cible sous l’action d’un système source
Sont considérés les effets successifssur le milieu physiquesur le milieu vivantsur l’écosystème
Dans les ACV, évaluation de l’impact potentielIncertitudeDifficulté de mesure
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Catégories d’impacts :Globale, Régionale, Locale
Critères globauxÉpuisement des ressourcesPotentiel de réchauffement global (PRG ou GWP)Potentiel de destruction d’ozone (PDO ou ODP)
Critères régionauxPotentiel d’acidificationUtilisation des sols
Critères locauxPotentiel de toxicité humaine et d’écotoxicitéPotentiel d’eutrophisationPotentiel de création d’oxydants photochimiques
Autres critèresNuisances (bruit, odeur, occupation de surface par les décharges, radiations ionisantes…)
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Classification des impacts
grouper les flux pour faciliter leur caractérisation
3 critèresExhaustivitéNon redondanceFaisabilité
2 classificationsPar milieu récepteur
Émissions dans l’airÉmissions dans l’eauÉmissions dans le sol
Par type d’impact
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Caractérisation des impacts : définition
Problème
: trouver une unité
commune pour agréger les différentes émissions et effectuer les comparaisons.
Création d’un indicateur de catégorie
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Mesure et calcul du GWP (Global Warming Potential)Contribution des substances gazeuses j émises par le sous-sytème i
Avec :Ii (kg éq. CO2) indicateur de la contribution du système imi
j (kg) masse de j émise par le système jGWPj (adim.) potentiel de réchauffement global de la substance jAj[t] (W) forçage radiatif instantané dû à une augmentation
unitaire de la concentration en jCj[t] (mg/Nm3) concentration de gaz i restant à t
[ ] [ ][ ] [ ]
∑∫∫∑
×
××=×=
jT
COCO
T
jjij
jj
ij
i
dttCtA
dttCtAmGWPmI
0
0
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Indicateurs d’impacts : effet de serre
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PRG courantsÉvaluation de l’effet relatif à
l’émission instantanée de 1kg de GES, en
comparaison avec le CO2
(GWP) sur une période de temps TGWP direct
(T=20 ans)GWP direct
(T=100 ans)GWP direct
(T=500 ans) GWP indirect
CO2 1 1 1 0
CH4 35 25 4 >0
N2
O 260 298 170 ?
CO 0 0 0 >0
NOX 0 0 0 ?
Hydrocarbures non méthaniques 0 0 0 >0
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Potentiel d’acidificationEffet :
Augmentation de la valeur du pH des précipitations du fait de la présence de gaz acides comme le dioxyde de soufre (SO2
) et les oxydes d’azote (NOx
).
Substance de référence :
Dioxyde de soufre (SO2
)Unité
de référence :
kg SO2
-équivalentSource :
CML, Heijungs, Centrum voor
Milieukunde
Leiden, 1992
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Potentiel d’eutrophisationEffet :
Excès de nutriment dans l’eau et le sol provenant de substances telles que le phosphore et l’azote présents dans l’agriculture, les procédés de combustion et les effluents.
Substance de référence :
Phosphate (PO4-
)Unité
de référence :
kg PO4-
-équivalentSource :
CML, Heijungs, Centrum voor
Milieukunde
Leiden, 1992
DEV/DE – Anne PRIEUR-VERNAT – Mai 2008
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Évaluation des impactsPotentiel d’acidification (AP)des principales
substances acides
Substance SO2 NO NO2 NH3 HCl HF
AP 1 1,07 0,70 1,88 0,88 1,60
Potentiel d’eutrophisation (NP)des principales substances azotées et phosphorées
Substance N NO NO2 NO-3 NH+
4 P PO3-4
NP 0,42 0,20 0,13 0,10 0,33 3,06 1,00
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Récapitulatif des éléments de l’évaluation de l’impact du cycle de vie
Classification :Attribution des résultats de l’ICV à
la ou aux catégorie(s)
d’impact auxquelles ils contribuent.
Caractérisation :Conversion des résultats de l’ICV en unités communes et agrégation des résultats convertis dans la catégorie d’impact.
Normalisation :Calcul du niveau de l’indicateur de catégorie relativement à
une
valeur de référenceComparaison avec la valeur de référence.
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Étapes finales de l’ACV
InterprétationSur la base des résultats d’inventaire et de l’évaluation de l’impact, l’analyse et l’interprétation de l’étude sont réalisées. Ce sont les éléments fondamentaux de discussions ultérieures ou d’optimisation du système.
RapportNécessité
de définir les lignes directrices du rapport (cf. ISO
14044).
Revue critiqueÉtape optionnelle pour les études internes. Si une étude compare des produits en concurrence et doit être publiée, une revue critique est obligatoire.
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Dernière étape : la revue critique
Etape ultime d'une ACV
Effectuée par un organisme indépendant / ou en interne
Garantit que l'ACV réalisée suit les recommandations de la norme
Permet de publier l'étude
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les APPLICATION DANS L’INDUSTRIE AUTOMOBILE
Applications pratiques
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Contexte et enjeux de la motorisation automobile
Sur le plan sociétall ’automobile répond à un besoin fondamental de mobilité individuellel ’industrie automobile représente des centaines de milliers d ’emploisles transports constituent un risque pour le développement durable
consommation énergétique (70% des produits pétroliers dans l ’UE)émissions de CO2 (+19% en 10 ans dans l ’UE)pollution locale gazeuse, particulaire et sonoreencombrement spatial, sécurité
Sur le plan industriella situation actuelle conduit à :
normes: antipollution, sécurité, recyclage, bruit,…concurrence féroce ==> besoin de différenciation, réduction des coûts, multiplication des modèles et réduction des délais de conception
la mondialisation de l ’industrie automobile est lancée
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Enjeu Besoin croissant des NON OCDE
Parc automobile mondiale :
un triplement d'ici 2050
Scénario tendanciel sans changement de contexte....
Fin du modèle mixte ?
Rejet de la voiture ?
Sofres 2003 : 80 % des personnes
estime la possession
d'un véhicule indispensable ...
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Effet Population et taux d'équipement
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
$0 $1 $10 $100
per-capita GDP (Thousands of 2000US$)
pass
enge
r car
s pe
r per
son
aged
15
or m
ore
Burundi India Morocco
Thailand
Panama
Chile
Mexico
South Korea
Spain
Australia
France
Sw eden
USA
World
Developed
less Developed
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
2050
Taux d'équipement en fonction du PIB :
OCDE : 500 à 800 véhicules pour 1000 habitants
NON OCDE : 13 à 300
Population mondiale
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Options pour gérer la consommationRéponsessociétales
• Transports alternatifs
• Urbanisme / Péage Ville
• Taxes
• Bonus malus
• Location / partage ...
RéponsesTechnologiques• Performance
moteurs
• Carburants diversifiés
• Hybridation
• V. Électrique ...
Déterminants
Déplacements
Conso.
unitaire
Parc
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Quels véhicules, à
quelle échéance ?
Véhicules électriques
2000 2010 2020 2030
MO
TOR
ISA
TIO
NS
Moteurs à combustion interne :- réduction de la consommation par downsizing (potentiel : 20% essence, 5% diesel)- dépollution des moteurs diesel : filtres à particules, pièges à NOx, SCR, etc.
Moteurs dédiés au gaz naturelVéhicules flex-fuelInjection directe essenceDistribution variable (optimisation de la combustion et du rendement)Véhicule hybride essenceIntroduction du mode de combustion HCCI (diesel)
Véhicules hybrides (gazole, gaz naturel)
Hybrides rechargeables Amélioration de la combustion essence (CAI)
Pile / hydrogèneHybride / hydrogène
Moins de polluants et moins de CO2
CA
RB
UR
AN
TS Essence et gazole (avec amélioration continue des caractéristiques)
GNV, éthanol, Biodiesel
Gazole de synthèse ex-gaz, éthanol ex-paille et bois, biogaz
Gazole de synthèse ex charbonBiodiesel de synthèse
Hydrogène
Légende :
Montée en puissance entre les 1ers modèles
et un nombre significatif sur le
marché (5 à 10%)
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Utilisation de l'ACV dans l'industrie automobileÉvolutions récentes
• Sévérité accrue des réglementations
• Améliorations
• confort acoustique et vibratoire
• sécurité
Contraintes contradictoires
• Diminution de la consommation
• Augmentation de la masse
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Principes méthodologiques des Analyses de Cycle de VieLes bilans "du puits à la roue"Méthodologie visant une analyse environnementale exhaustive ...
incluant toutes les étapes du cycle de vie d'un produit ou servicedepuis l'extraction des ressources primaires jusqu'à l'utilisation et la fin de vie du produit ou serviceanalyse "du berceau à la tombe"; application aux carburants/véhicules désignée par "bilan du puits à la roue" ("Well-to-Wheels" / WTW)
incluant l'évaluation de tous les impacts sur l'environnementIntensification de l'effet de serre, déplétion des ressources non renouvelables mais également potentiels d'acidification, d'eutrophisation, toxicité humaine et écotoxicité, formation de photo oxydants etc.
... de sorte d'identifier d'éventuels transferts de pollutiond'une étape de la filière vers une autre (en amont ou en aval) ou d'une catégorie d'impact vers une autre (ex : diminution des émissions de GES et augmentation des polluants locaux)
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Principes méthodologiques des Analyses de Cycle de Vie
Cycle de vie du carburantCycle de vie du véhicule
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Principes méthodologiques des Analyses de Cycle de Vie (3/3)
Bilans classiques du puits à la roue de véhicules conventionnels essence ou dieselexcluent le cycle véhicule (i.e. fabrication des composants du véhicule, assemblage, et fin de vie du véhicule / recyclage partiel des matériaux)
Justification : Si l'objectif est de comparer les bilans de différentes adéquations véhicules conventionnels / carburants, la contribution du cycle véhicule est jugée équivalente pour tous les systèmes (véhicules essence ou diesel) et peut donc être exclue (elle n'intervient pas dans la différenciation des systèmes)MAIS si l'objectif est d'évaluer un cycle véhicule/carburant dans l'absolu (cas rares en pratique) et non par comparaison : le cycle véhicule doit être considéré car contribution non négligeable dans les bilans WTW
sont très majoritairement limités à l'évaluation des émissions de GES et des consommations d'énergie non renouvelable
Spécificités liées à l'évaluation des véhicules électriquesContribution nulle de la partie "réservoir à la roue" dans bilans des émissions (zéro émission àl'échappement) alors qu'étape majoritaire pour véhicules/carburants conventionnels fossilesForte variabilité des bilans WTW (pour un même carburant i.e. électricité : modes de production aux impacts très différents)Service rendu par le VE (km parcouru) n'est pas équivalent au service rendu par un véhicule conventionnels (performances différentes notamment autonomie, accélération)
Ceci explique pourquoi le VE n'est pas intégré à l'étude WTW EU de référence JRC/EUCAR/CONCAWE
Nécessité absolue d'intégrer le cycle véhicule dans toute analyse du VE que ce soit pour une évaluation "dans l'absolu" ou pour une comparaison avec des systèmes conventionnels (carburants / véhicules essence ou diesel)
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Spécificités de l'ACV dans l'industrie automobile
Impacts environnementaux de l'industrie automobilerejets atmosphériques et consommation énergétique : UTILISATIONdéchets : FIN DE VIE DU VÉHICULE
L'ACV chez les constructeurs automobilesOutil global de comparaison : nécessité pour les constructeurs de la prise en compte globale de l'environnement
Difficulté de mise en œuvre
Durée et coût d'une étude ACV
Maîtrise des résultats
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Perspectives d'évolution de la méthodologie
Outil argumentaire pour la comparaison des filièresscénario de fin de vieproduction et fabricationcarburants alternatifs
Outil d'aide à la décision en conceptionconception d'un composantconception du véhicule complet
Outil prospectifinfluence des évolutions des nouvelles réglementationsinfluence des nouvelles technologies et des nouveaux équipements
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Rapport coût / bénéfices d'une ACV
Coûts d'une ACVCoût interne
temps passé pour le suivi de projettemps passé pour la collecte de donnéestemps passé pour la validation et la diffusion
Coût d'un consultant éventuelinterventions possibles aux différentes étapesrevue critique
Bénéfices d'une ACVAugmentation des gains environnementaux
réduction des émissions et rejetsréduction des consommations
Anticipation et réduction des risques
Acquisition d'une expertiseconnaissance des systèmesconstitution d'une base de données
Importance de s'assurer de la pertinence de la réalisation d'une ACV
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Faut-il faire une ACV ?
Y a-t-il un sens à
traiter le problème en réalisant une analyse environnementale quantitative
le long d'une cycle de vie, relative
à un produit, un service ou une technologie
?
3 expressions importantes :
"produit, service et technologie" : pas "site"
"quantitative" : pas d'aspects "qualitatifs"
"cycle de vie" : passage des impacts locaux sur l'environnement à une connaissance des impacts sur l'ensemble du cycle de vie
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Passage du "local" au "global"Du local... ... au global
Objectif : "suivre les évolutions de la réglementation"
Réduction d'un flux sur un site
Conséquence : les choix de solutions pour réduire un flux peuvent entraîner :
• l'augmentation de ce flux à une autre étape
• l'augmentation de rejets d'autres flux
Réduction d'un flux le long du cycle de vie
• évite des transferts de pollution entre les sites et/ou les étapes du cycle de vie
• permet de trouver les meilleurs leviers d'action entre les étapes
Inventaire de l'ensemble des flux pertinents le long du cycle de vie
• évite des transferts de pollution entre les milieux (par exemple air vers eau)
• permet le calcul d'impacts pour hiérarchiser les actions entre les flux d'un même milieu
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Les démarches «
du puits à
la roue
»(Well
to Wheel)
La démarche du « puits à la roue » prend en compte l’ensemble des étapes du cycle de production des
carburants de l’extraction des matières premières à l’utilisation du carburant dans l’automobile
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Application au transport automobile
Extraction et transformation des matières premièresToutes les étapes d'acquisition des ressources et de leur transformation en matières utilisables pour la fabrication
FabricationProduction des piècesAssemblage du véhicule
UtilisationBilan sur toute la durée de vie du véhicule
Fin de vieDestruction, recyclage et traitement des déchets
4 étapes de base...
... mais un cycle complet complexe
Fabrication du véhicule
Distribution du véhicule Fonctionnement Fin de vie
Traitement
Déchets Énergie Émissions
Filière véhicule
Filières matériaux
Filière carburantÉmissions
Déchets
Gestion des déchets
ÉmissionsÉnergie
ÉmissionsÉnergie
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Nécessité
de différencier plusieurs types d'études
Du fait de la complexité de ce type d'étude, analyse de sous-ensembles
ExemplesBilan de gaz à effet de serre de système de climatisation
Matériaux pour la carrosserie du véhicule
Carburants alternatifsce sont les études "du puits à la roue" ou "well to wheel"
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Les calculs «
du puits à
la roue
»(Well
to Wheel)
MJ consommé/MJ de produit sortant
g de GES/MJ de produit sortant
MJ de carburant consommé/km
= E2
g de GES/km = G2
g de GES/MJ de carburant = G1
MJ consommé/MJ de produit sortant
g de GES/MJ de produit sortant
MJ consommé/MJ de produit sortant
g de GES/MJ de produit sortant
MJ de carburant consommé/MJ de carburant = E1
Du puits au réservoir Du réservoir à la roue
E = E1 x E2 + E2
G = G1 x E2 + G2
MJ de carburant consommé/km
= E
g de GES/km = G
Bilan du puits à la roue
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Mise en oeuvre de la méthodologie
ObjectifsBilan d'énergie et de GES sur un grand nombre de carburants et de types de véhicule en Europe à l'horizon 2010Étudier la viabilité de chaque filière et estimer leur coûtFaire accepter ces résultats comme référence à l'échelle européenne
Définition des carburantsConventionnelsEx gaz naturelEx charbonEx biomasseHydrogène
Définition des véhiculesConventionnelsPACHybrides
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MCI+GTL
MCI Hybride+GTL
MCI+DME
MCI Hybride +DME
MCI+BTLMCI Hybride+BTL
MCI Hybride+GN
MCI+Ethanol
MCI Hybride+EthanolMCI+Diester
MCI Hybride+Diester
MCI+GN
g C
O2
éq./k
m
L éq. essence/100 kmSource : JRC/EUCAR/CONCAWE, Janvier 2004
0
50
100
150
200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
MCI+EssenceMCI+Gazole
MCI hybride+essence
MCI Hybride+gazole
PAC+H2 liquéfié ex électricité EU-mix
PAC+H2 comprimé ex-électricité EU-mix
PAC+H2 compriméex-charbon centralisé
PAC reformeur+essence
PAC+H2 liquéfié ex GN centralisé
PAC+H2 comprimé ex GN sur site
PAC+H2 comprimé ex GN
centralisé
PAC+H2 comprimé ex-électricité Nuc.PAC+H2
comprimée ex boisPAC+H2 comprimé ex-
électricité éolien
Comparaison des résultats WTW technologies 2010
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DEV/DE – Anne PRIEUR-VERNAT – Mai 2008
Limites méthodologiques
Source : "Well-to-Wheels analysis of future automotive fuels and powertrains in the European context", WTW Report, Version 2c, March 2007
1ère génération : Biodiesel (EMHV)
2ème génération : Diesel de synthèse (BTL)
2ème génération : Éthanol ex biomasse lignocellulosique
1ère génération :
Éthanol
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Essence conventionnelle
ex - blé
ex - betterave
ex - canne à sucre (Brésil)
Déchets forestiers
Taillis à Courte Rotation (TCR)
Paille de blé
Diesel conventionnel
ex - colza
ex - tournesol
Déchets forestiers
Taillis à Courte Rotation (TCR)
Véhicule Diesel en 2010
Véhicule Essence en 2010
91 %
93 %
64 %
39 %
88 %
74 %
78 %
87 %
32 %
30 %
Réduction des émissions de GES par rapport à la référence Diesel
Réduction des émissions de GES par rapport à la référence Essence
91 %
88 %
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Sensibilité
des résultats au mode d'affectation des impacts
Nécessité d'un cadre méthodologique
Source : Calcul DEE
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Quand la question de l'affectation se pose-t-elle ? Cas de l'éthanol
GESÉnergieQuelle répartition entre les 2 produits ?
Pulpes,
Drèches
Alimentation animale
Énergie
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1ère
méthode d'affectation :Utilisation d'un prorata
Prorata massique : affectation selon la masse des produitsProrata énergétique : affectation selon le contenu énergétique des produitsProrata économique : affectation selon la valeur économique des produits (e.g. le prix auquel le producteur peut les vendre)
Pulpes,
Drèches
Alimentation animale
Énergie
( )total
CoprEtOH
EtOHEtOH GES
mmmGES ×+
=.totalGES ( )
totalCoprEtOH
EtOHEtOH GES
EEEGES ×+
=.
( )total
CoprEtOH
EtOHEtOH GESGES ×
+=
.€€€
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Avantages et inconvénients des prorata
Méthode d'allocation simple
Mais...pertinence : pas toujours de lien entre l'affectation et les impacts respectifs réels des produits et coproduits sur les émissionspas toujours applicable directement (e.g. coproduction d'électricité et prorata massique)prorata variable dans le temps (e.g. prorata économique)
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2ème
méthode d'affectation :Prise en compte des impacts évités
Pulpes,
DrèchesAlimentation animale
totalGES
évitéGES
Tourteaux de soja Alimentation animaleSoja
Trituration
Substitution des
coproduits
évitétotalEtOH GESGESGES −=
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Avantages et inconvénients de la substitution
Méthode d'allocation traduisant au mieux les impacts réels d'une filière
Possibilité de description fine des situations aux échelles localesPrise en compte des usages réels des coproduits
Mais...Difficile à mettre en oeuvre, du fait du grand nombre de données supplémentaires nécessairesVariabilité des résultats en fonction de la filière substituée
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Pourquoi la problématique "éléctrique"
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Un rappel des enjeux de l’électrification
Source Moveo DOS EE 2009
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Un rappel des «
espoirs
»
de l’électrification
Source Moveo DOS EE 2009
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Évaluation environnementale du cycle véhicule / État de l'art (1/5)Bilans du cycle véhicule établis à partir de :
la liste des composants du véhicules (pour prise en compte des impacts amont liés à la production des matières premières)
Type de matériaux et poids associésPart recyclée pour chacun des matériaux
consommations d'énergie liées à l'assemblage / fabrication du véhiculedistance sur laquelle on choisit d'amortir les impacts du cycle véhicule (durée de vie)
Sensibilité forte des bilans du puits à la roue à l'hypothèse "durée de vie" (kilomètres parcourus)
Explique souvent, à elle seule, les écarts entre les résultats de différentes études
Toyota : sur 100 000 kmANL : sur 257 500 km
Exemple : Étude "Dust to Dust : The energy cost of new vehicles from concept to disposal", CNW Marketing, 2007
Hummer H1 : 379 000 miles parcourus sur durée de vieToyota Prius : 109 000 miles !
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Bilans GES et consommations d'énergie des cycles véhiculesconventionnels (essence ou diesel), hybrides et pile à combustible : plusieurs références, principalement américaines
e.g. Argonne National Laboratory 2006 (P. Moon, M. Wang), MIT 2008 (M.A. Kromer, J.B. Heywood), Université de Californie 2004 (M. A. Delucchi)
véhicule électrique : moins de références
Une seule référence identifiée (Argonne National Laboratory 2006) sur les bilans de polluants autres que GES (SOx, PM10) des cycles véhicules (travaux basés sur l'outil GREET développé par l'ANL)
Contribution significative mais non majoritaire dans les bilans du puits à la roue(consommations d'énergie et bilan des émissions de GES / véhicules conventionnels)
NB : La substitution de certains des matériaux du véhicule conv. par des matériaux plus légers (aluminium, composites, etc.) entraîne l'augmentation des bilans GES et énergétique du cycle véhicule
Référence Pays Type d'impact Type de véhicule Part du cycle véhicule
Véhicule conv. 1482 kg (moteur à combustion interne)
9% du bilan du puits à la roue (~ 2,1 tep/véhicule)
Véhicule léger 1049 kg (moteur à combustion interne)
13% du bilan du puits à la roue (~ 2,7 tep/véhicule)
Véhicule conv. 1482 kg (moteur à combustion interne)
9% du bilan du puits à la roue (~ 6,7 tCO2eq/véhicule)
Véhicule léger 1049 kg (moteur à combustion interne)
13% du bilan du puits à la roue (~ 8,2 tCO2eq/véhicule)
Renault, 2007
Cycle véhicule amortisur 150 000 km
France GES Véhicule conventionnel (essence ou diesel)
15% à 20% du bilan du puits à la roue selon la taille du véhicule
(~ 6 tCO2eq/véhicule)
P. Moon et al. (Argonne National Laboratory), 2006, "Vehicle-Cycle Energy and Emission Effects of Conventional and Advanced Vehicles"
Cycle véhicule amortisur 257 500 km
Consommations d'énergie
GES
USA
Évaluation environnementale du cycle véhicule / État de l'art (2/5)
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Contributions en OG aux bilans GES et énergétiquepour un véhicule essence ou diesel actuel (carburant 100% fossile)
~ 10 %
15 à 20 %
70 à 75 %
Évaluation environnementale du cycle véhicule / État de l'art (3/5)
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Spécificités des véhicules hybrides et électriques : nouveaux composants (batterie) nécessitant des matériaux différents
Véhicule hybride 91 kW ICE et batterie NiMH 23kW (ANL, 2006)Bleu : Production des matériauxVert : Production et fin de vie des fluides (refroidissement, huile , liquides de frein, de transmission etc.)
Bilans cycle véhicule hybride
vs. celui du véhicule ICEV
(~
même poids)
Bilan GES
Bilan conso énergie
Bilan émissions SOxBilan émissions PM10
Jaune : Assemblage, peinture, fin de vie et recyclageRouge : Batteries (production et fin de vie)
Rq : Émissions SOx associées aux batteries NiMH = émissions liées à
l'extraction & production de nickel, cuivre et autres métaux rares.
Véh. léger(~ 1050 kg)
GI HEV
Type de batterie NiMH Li-Ion NiMH Li-Ion NiMH
Émissions de GES + 7,5 % + 6 % + 18 % + 12 % + 5 %
Consommations d'énergie NR + 10 % + 9 % + 20 % + 15 % + 5 %
Émissions de PM10 + 9 % n.d. n.d. n.d. + 5 %
Émissions de SOx + 70 % n.d. n.d. n.d. + 39 %
GI HEV Plug-in HEV
Véh. standard(~ 1450 kg)Bilans HEV vs. ICEV
Évaluation environnementale du cycle véhicule / État de l'art (4/5)
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ANL, NREL et Pacific Northwest Laboratory (1998)Contribution importante de la production des batteries dans les bilans du cycle VE (consommations d'énergie et émissions) par rapport aux autres composants (poids et remplacement au cours du cycle véhicule) Sur le cycle de vie complet (véhicule + carburant /énergie) : Augmentation des impacts environnementaux liés aux émissions atmosphériques (polluants locaux) par rapport au véhicule conv. ICEV essence
du fait de l'augmentation de ces impacts sur la partie "cycle de vie du véhicule"
MIT (SAE 2008) "A comparative Assessment of Electric Propulsion Systems in the 2030 US Light-Duty Vehicle Fleet"
Pour les calculs sur le cycle véhicule : données extraites de GREET et travaux ANLÉmissions de GES : + 48%Consommations d'énergie : +61%
Contribution du cycle véhicule dans les bilans du puits à la roue avec mix électrique US 2030 défini par DOE-EIA : de l'ordre de 20% (bilans GES et énergie)
Remarque : cycle véhicule non comptabilisé dans les bilans CO2
réalisés par EDF (Levandowski 2008)
Véhicule électrique
Cycle VE comparé au cycle véhicule ICE 2030
Évaluation environnementale du cycle véhicule / État de l'art (5/5)
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Life Cycle Inventory
: Vehicles
LCI of vehicles under study:LCI data available for reference ICEApply to the LCI of the reference vehicles "ratios" extracted from bibliography for HEV, PHEV and EV
Reference ICE : Golf A4 (from EcoInvent database)
HEV, PHEV, EV :Technical characteristics of vehicles extracted from bibliography aVehicles specifications used as input in the GREET 2.7 model (from Argonne) in order to obtain the "ratios"
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Les véhicules évalués
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GV/DV HEV PHEV BEVVehicle mass (kg) 1255 1357 1372 1617
Battery
Mass (kg) - 15 30 300Battery
energy
(kWh) - 1 5 30
Battery
power (kW) - 27 43 150
Battery technology - Li-Ion Li-Ion Li-Ion
AER (km) - 0 20km 200 km
Li-Ion is considered as standard battery for all PHEV and HEV in 2030The bigger the AER is, the heavier weight the car
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HEV Li-Ion PHEV BEV
Total energy + 13% + 13% + 25%GHG + 15% + 16% + 27%NOx: Total + 10% + 11% + 19%
PM: Total + 11% + 12% + 26%SOx
: Total + 59% + 60% + 106%Warning regarding the use of those data:-
Relevance of PHEV, HEV and in
particular BEV (different from the vehicle that will develop in Europe in
2030)-
GREET is a model used for the USA
(electricity mix, raw material production, car composition...)
Evolution in percent relative to the ICE reference
General statements:All impacts increase vs ICENo real difference between HEV and PHEVVariation vs. ICE depends on the emission consideredRanking of vehicles is the same whatever the emission considered
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Hypothèses sur le cycle véhicule (ordres de grandeur pour un véhicule moyen)
Amortissement sur 200 000 km (valeur ~ moyenne entre ANL et Renault)Véhicule conventionnel :
Bilan GES : 6 tonnes de CO2eq / véhicule (Renault)Bilan énergie totale : 2 tep / véhicule i.e. 83.8 GJ / véhicule
Véhicule électrique :Bilan GES : +50% vs. à véhicule conv. (MIT) soit 9 tonnes de CO2eq / véhicule Bilan énergie totale : +60% vs. véhicule conv. (MIT) soit 3.2 tep / véhicule i.e.134.1 GJ / véhicule
Non prise en compte des consommations d'énergie et GES associées àla distribution de l'électricité (station)
Hypothèses pour calculs IFPBilans GES et énergétique du puits à
la roue du véhicule électrique
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Bilans GES et énergétique du puits à
la roue du véhicule électrique
Bilans WTW des références essence et diesel : JRC/EUCAR/CONCAWE 2007
Bilans GES et énergétique de la production d'électricité : plusieurs méthodologies de calculs possibles
Bilans des mix moyens de production nationaux et européen : BDD ACV ECOINVENT 2.0 (2007)Bilans pour chacun des modes de production Méthodes de calculs développées par l'ADEME et RTE (émissions de CO2 seules et non GES)
Contenu CO2 moyen du kWh par usage (pour bilans de situations existantes et figées)Contenu CO2 marginal (et non moyen) du kWh (pour orientations de décisions impliquant des comportements àcourte durée de vie)
repose sur l'identification du ou des équipements de production sollicités pour un nouvel usage de l'électricité (moyen de production le moins cher disponible à la hausse), en prenant en compte la dimension européenne (interconnexion des réseaux)Productions fatales i.e. éolien + hydraulique au fil de l'eau -> nucléaire -> charbon -> CCG -> fioul et TAC
Contenu CO2 marginal (et non moyen) du kWh avec vision dynamique (pour évaluation prospective de l'impact des politiques publiques et d'actions à moyenne / longue durée de vie)
contenu CO2 prospectif avec prise en compte de l'évolution à venir du parc européen
Consommation du véhicule électrique : fourchette de valeurs IFP 150 à 220 Wh/km (barre d'incertitude dans les diagrammes) avec moyenne à 185 Wh/km
Données de base pour calculs IFP et sources associées
Valeur utilisée pour bilans CO2 des VE réalisés par EDF en 2008 (valeurs pour les usages en base i.e. 40gCO2 /kWh)
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Bilans GES et énergétique du puits à
la roue du véhicule électrique Bilans des mix de production électrique
Mix contrastés de production d'électricité en 2004
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Allemag
nePolog
ne
France
Suède
Espag
ne
Italie
Europe USA
Con
tribu
tion
Ex - Charbon Ex - Gaz naturelEx - Fioul NucléaireEx - Lignite Ex - Gaz industrielHydraulique PhotovoltaiqueÉolien Ex - biomasse (bois, déchets)
Evaluation du bilan GES de différents mix constrastés de production
d'électricité en 2004
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
320
Allemag
nePolo
gne
Franc
eSuè
deEsp
agne
Italie
Europe USA
Bila
n G
ES (g
CO2e
q / M
J el
ec)
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Bilans GES et énergétique du puits à
la roue du véhicule électrique Bilan des mix de production électrique
Mix contrastés de production d'électricité en 2004
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Allemag
nePolog
ne
France
Suède
Espag
ne
Italie
Europe USA
Con
tribu
tion
Ex - Charbon Ex - Gaz naturelEx - Fioul NucléaireEx - Lignite Ex - Gaz industrielHydraulique PhotovoltaiqueÉolien Ex - biomasse (bois, déchets)
Evaluation des bilans énergétiques de différents mix contrastés de production
d'électricité en 2004
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Allemag
nePolo
gne
Franc
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deEsp
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Italie
Europe USA
Con
som
mat
ions
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ie (M
J / M
J el
ec)
Consommation d'énergie totaleConsommation d'énergie non renouvelable
©20
11 -
IFP
Ene
rgie
s no
uvel
les
2030 Electricity
mix
97
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
EU 27 France Germany Spain Italy Sweden
% o
f net
Gen
erat
ion
capa
city
Geothermal heatBiomass-waste firedOilGasSolidsOther renewablesSolarWindHydroNuclear energy
High CO2
content
50% fossil
energies60% fossil
energies70% fossil
energies
©20
11 -
IFP
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2030 Electricity
mix
98
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
EU 27 France Germany Spain Italy Sweden
% o
f net
Gen
erat
ion
capa
city
Geothermal heatBiomass-waste firedOilGasSolidsOther renewablesSolarWindHydroNuclear energy
Low
CO2
content
85% Low CO2
Energies
60% Low CO2
Energies
85% Low CO2
Energies
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les
Bilans GES et énergétique du puits à
la roue du véhicule électrique
Bilans avec mix de production d'électricité
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Véhicule conv. Essence
Véhicule conv. Diesel
VE - Mix Europe
VE - Mix Allemagne
VE - Mix Pologne
VE - Mix France
VE - Mix Suède
VE - Mix Espagne
VE - Mix Italie
VE - Mix USA
Emissions de GES (gCO2eq / km parcouru)
Cycle véhicule Du puits au réservoir Du réservoir à la roue
26%
8%
- 39%66%
71%
24%
11%
- 1%
Gain GES WTW vs. réf diesel
Plages de valeurs des bilans CO2 WTW EDF (2008) pour VE en France et Europe
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Bilan CO2
(et non GES) de la production d'électricité
selon méthodes ADEME / RTE (2005-2007)
Retour
1. Contenu moyen CO2 du kWh par usage
2. Contenu marginal en CO2 du kWh par usage
3. Contenu marginal en CO2 du kWh par usage avec vision dynamique
Usages en base : 450 à 550 g/kWh
Chauffage électrique : 500 à 600 g/kWh
Usages intermittents et éclairage : 600 à 700 g/kWh
Usages en base : ~ 400 g/kWh en 2020
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Bilans GES et énergétique du puits à
la roue du véhicule électrique
Approche marginale : bilans par modes de production + chiffres CO2
ADEME/RTE (contenu marginal)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360
Véhicule conv. Essence
Véhicule conv. Diese l
VE - ADEME/RTE - Usages en base
VE - ADEME/RTE - Usages intermittents
VE - Mix Europe
VE - Mix France
VE - Elec ex - charbon
VE - Elec ex - lignite
VE - Elec ex - fioul
VE - Elec ex - gaz na ture l
VE - Elec nucléa ire
VE - Elec éolienne
VE - Elec hydraulique
VE - Elec photovolta ique
Emissions de GES (gCO2e q / km parcouru)
Cycle véhicule Du puits au réservoir Du réservoir à la roue
Contenus CO2 marginaux
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Bilans GES et énergétique du puits à
la roue du véhicule électrique
Bilans avec mix de production d'électricité
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5
Véhicule conv. Essence
Véhicule conv. Diesel
VE - Mix Europe
VE - Mix Allemagne
VE - Mix Pologne
VE - Mix France
VE - Mix Suède
VE - Mix Espagne
VE - Mix Italie
VE - Mix USA
Consommations d'énergie totale (MJ / km parcouru)
Cycle véhicule Du puits au réservoir Du réservoir à la roue
68%
30%
44%
19%
50%85%
55%
45%
Augmentation du bilan WTW vs. réf diesel
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Bilans GES et énergétique du puits à
la roue du véhicule électrique
Bilans pour différents modes de production d'électricité
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5
Véhicule conv. Essence
Véhicule conv. Diese l
VE - M ix Europe
VE - M ix France
VE - Elec ex - charbon
VE - Elec ex - lignite
VE - Elec ex - fioul
VE - Elec ex - gaz nature l
VE - Elec nucléaire
VE - Elec éolienne
VE - Elec hydraulique
VE - Elec photovoltaique
Consommations d'énergie totale (MJ / km parcouru)
Cycle véhicule Du puits au réservoir Du réservoir à la roue
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Bilans GES et énergétique du puits à
la roue du véhicule électrique
Bilans avec mix de production d'électricité
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5
Véhicule conv. Essence
Véhicule conv. Diesel
VE - Mix Europe
VE - Mix Allemagne
VE - Mix Pologne
VE - Mix France
VE - Mix Suède
VE - Mix Espagne
VE - Mix Italie
VE - Mix USA
Consommations d'énergie non renouvelable (MJ / km parcouru)
Cycle véhicule Du puits au réservoir Du réservoir à la roue
61%
18%
28%
- 20%
42%
81%
48%
32%
Augmentation du bilan WTW vs. réf diesel
©20
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Bilans GES et énergétique du puits à
la roue du véhicule électrique
Bilans pour différents modes de production d'électricité
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5
Véhicule conv. Essence
Véhicule conv. Diesel
VE - Mix Europe
VE - Mix France
VE - Elec ex - charbon
VE - Elec ex - lignite
VE - Elec ex - fioul
VE - Elec ex - gaz naturel
VE - Elec nucléaire
VE - Elec éolienne
VE - Elec hydraulique
VE - Elec photovoltaique
Consommations d'énergie non renouvelable (MJ / km parcouru)
Cycle véhicule Du puits au réservoir Du réservoir à la roue
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Sensibilité
aux types de trajetTableau 9.1 – Impacts du cycle de vie des véhicules : sources et résultats
150 000 km Véhicule conventionnel
Véhicule hybride
(1 batterie)
Véhicule hybride
(2 batteries) Sources
Caractéristiques véhicules 1200 kg
MT essence atmo 80 kW
Hybride sustaining MT essence atmo 59 kW
Machine 20 kW Batterie 1,3 kWh
IFP Energies nouvelles
kgCO2eq / véh.(% p/r conventionnel)
5433 Fabrication véh. : 78%
Maintenance : 14% Fin de vie : 8%
6123 (+12,7%)
6734 (+24%) Émissions
de GES
gCO2eq / km parcouru 36,2 38,7 44,9
Conv : IFP Energies nouvelles à partir de [Spielmann 07] VH : IFP Energies nouvelles à partir de [Spielmann 07; Wang 07]
tep / véh. (% p/r conventionnel)
2,64 Fabrication véh. : 78%
Maintenance : 20% Fin de vie : 2%
2,9 (+9,8%)
3,17 (+20%)
Consommations d'énergie primaire totale MJ / km
parcouru 0,73 0,80 0,88
Conv : IFP Energies nouvelles à partir de [Spielmann 07] VH : IFP Energies nouvelles à partir de [Spielmann 07; Wang 07]
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Sensibilité
aux types de trajet
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L'enjeu spécifiques des batteries
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L'enjeu spécifiques des batteries
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L'enjeu spécifiques des batteries
une chaine complexe aussi dans une optique ACV
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L'enjeu spécifiques des batteries...durables
Les résultats du projet européen "Susbat"de la fin du Ni-C au Li (ion, métal...)une réduction des consommations énergétiques spécifiques pour la productionla question du recyclage: énergie versus "matières premières"le rendement des batteries la durée de vie ou la "seconde vie"
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Conclusion
En cas de comparaison VE avec véh. conv : importance de prise en compte du cycle véhiculele VE une option si l'électricité est renouvelable pour répondre à l'objectif d'incorporation de l'UE en matière d'ENR. dans les transports (directive RED)Perspectives : évaluer d'autres impacts environnementaux.slide WWF sur VE vs. CtL : captage possible des émissions aux niveaux des centrales électriques.
émissions concentrées sur prod élec : CCS plus efficace que sur filière conventionnelles
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Conclusions
L’ACV, les limitesPas d’analyse des aspects économiques et sociauxAgrégation spatiale et temporelleHypothèse: système statiqueImpacts linéaires (proportionnels aux flux)Pas de prise en compte des effets rebonds ou seuil
Nombreux travaux en cours en vue d'améliorer ces méthodologies, notamment pour les adapter au mieux aux systèmes évalués
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Conclusions Étude pilotée par PP sur ACV des VE ( VHR et VH )
Lancement début 2011 Champs de l'étude:
VP et VULHORIZONS TEMPORELS 2012 ET 2020+CYCLES ET TYPES D'USAGE: domestique et professionnelPROFILS DE RECHARGEMIX ELECTRIQUE : France et EuropeRECYCLAGEIMPACTS: GES.../...
Comité de pilotage : ADEME, MEEDDM, Ministère Industrie, Ministère de la Recherche et TechnologieComité technique : Industriels (constructeurs automobiles, batteries, électriciens), instituts scientifiques et techniques (dont IFPEN) , ONG Réalisation : sélection consultant ACV via AOÉchéance visée : Fin 2011
Énergies renouvelables | Production éco-responsable | Transports innovants | Procédés éco-efficients | Ressources durables
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Énergies renouvelables | Production éco-responsable | Transports innovants | Procédés éco-efficients | Ressources durables