Dezvoltare durabilă: cercetare în domeniul energiei curate pentru legătură pe termen lung

de Yves Martin, L'Argus de l'Automobile, 6.2.2003

Ce va reuși petrolul în inima mașinilor noastre? Dacă mai multe sisteme sunt în linie, niciunul nu poate câștiga, provocarea este atât de dificilă de îndeplinit.

Problema transportului

Devenit un instrument indispensabil, transportul este urmărit de inamicul său 1, poluarea. Într-adevăr, producția din ce în ce mai mare de dioxid de carbon (C02), responsabilă de efectul de seră care provoacă încălzirea globală, a devenit o problemă majoră de mediu. Acesta este motivul pentru care un număr mare de țări industriale - cu excepția Statelor Unite - au semnat acordul de la Kyoto în 1997, prin care s-au angajat să reducă producția lor de C02.

După această convenție, autoritățile europene au stabilit standarde draconiene anti-poluare pentru automobile.

Cu toate acestea, limitarea emisiilor poluante de la autoturisme nu este un scop în sine. În plus, după cum subliniază Pierre Zerlauth, coordonator tehnic în cadrul Provocării Michelin, „poluanții locali (nota redactorului: la nivelul mașinii în sine) sunt mai bine controlați”. Poluarea generată de lanțul de producție - de la stocare până la distribuția energiei utilizate în mașină - trebuie, de asemenea, luată în considerare. Acest lucru este denumit un echilibru energetic global, adică poluarea „bine la roată”.

„De la fântână la roată”

Au fost efectuate studii asupra diferitelor surse de energie pentru a determina cele mai avantajoase din punct de vedere al reducerii emisiilor de C02.

Printre acestea se numără GPL (gaz petrolier lichefiat), NGV (gaz natural pentru vehicule), electricitate, hidrogen (fie utilizat ca combustibil, fie într-o celulă de combustibil).

Cu toate acestea, după cum a subliniat Philippe Pinchon, directorul centrului de rezultate motor-energie al IFP (Institutul Francez al Petrolului): „Când vorbim despre echilibrul energetic, trebuie să ținem cont de patru factori: efectul de seră , eficiența energetică, costul și disponibilitatea energiei. "

Aici se complică! Luați ca exemplu motorul electric: cel mai ecologic există. În funcție de metoda adoptată pentru producerea energiei electrice, echilibrul ecologic poate fi dezastruos. De exemplu, cel produs în Germania, de la centralele termice care funcționează pe cărbune, prezintă un sold negativ cu o producție C02 de 460 grame pe kilowatt pe oră, care corespunde aproximativ cu media europeană. În schimb, energia electrică produsă de centralele nucleare franceze emite doar 100 g / kWh. Cel mai dezastruos rezultat este cel al Greciei, unde producția de energie electrică generează aproximativ 900 g / kWh de C02.

Respectând acest raționament, ne dăm seama că utilizarea unei celule de combustibil nu este la fel de ecologică ca asta.

De fapt, există două metode pentru a produce hidrogen, combustibilul de bază pentru o celulă de combustibil: fie este generat la bordul vehiculului, printr-un reformator (dispozitiv care extrage hidrogenul din hidrocarburi), fie provine din centrale electrice și apoi distribuite ca combustibil convențional (sub formă gazoasă sau lichidă). Dacă prima soluție reduce producția de C02, aceasta emite mulți alți poluanți dăunători mediului din cauza controlului incomplet al reformării. Acesta este motivul pentru care este de preferat să se producă hidrogen într-o centrală în care procesul este mai bine controlat, dar în acest caz apare problema (insolvabilă?) A distribuției și stocării hidrogenului.

Referindu-ne la tabelul de emisii C02 de mai jos, observăm că utilizarea hidrogenului lichid nu prezintă niciun interes.

De fapt, energia necesară pentru lichefierea gazului este semnificativă și crește producția de CO50 a acestui sector cu 2%. Prin urmare, avantajul revine la utilizarea hidrogenului comprimat. Din nou, în funcție de țară și de sursa de extracție, taxa variază de la extrem la extrem. Asa de,cel mai bun rezultat se obține atunci când hidrogenul este produs din gaze naturale folosind electricitatea din centralele nucleare franceze. Cu toate acestea, această soluție are dezavantajul unui preț de cost exorbitant, de la 24 la 29 EUR per gigaJoule (față de 7 EUR / GJ pentru producția și distribuția super 95 și 98 fără plumb și 6 EUR / GJ pentru motorină și 13 EUR / GJ pentru GPL).

Prin urmare, soluția este de a combina mai multe soluții pentru a obține beneficiul maxim din aceste sectoare.

Astfel, mașina care ar oferi cel mai bun raport între cost, poluare și eficiență ar trebui să adopte un motor diesel hibrid și un motor electric cu o baterie de mare capacitate (capabilă să stocheze multă energie) și echipat cu o baterie. combustibil alimentat cu hidrogen comprimat. Singura mașină hibrid comercializată în Franța (Nota editorului: la un preț încă foarte ridicat), Toyota Prius este încă foarte departe de acest rafinament.

Tabelul comparativ al tehnologiilor de transport (faceți clic pentru a mări)

Motorină ; Diesel FT diesel Fischer-Tropsch (motorină sintetică); DME dimetil eter (combustibil sintetic); Esteri metilici EMVH ai uleiurilor vegetale: benzină; ETB-etil-terț-butil-eter (obținut din fermentarea zahărului de sfeclă sau a porumbului și a petrolului); etanol EtTOH; gaz natural ; GPL; Combustibil H2; H2 comprimat; H2 lichid; metanol MeOH; benzină

Creșterea îngrijorătoare a C02

Timp de un secol, efectul de seră a avut tendința de a se duce, provocând o creștere generală a temperaturilor, prin creșterea dioxidului de carbon (C02) conținut în atmosferă. Numai acest gaz este responsabil pentru jumătate din acest fenomen.

Concentrația de CO02 este acum cu un sfert mai mare decât în ​​secolul trecut. Un nivel de poluare atins niciodată în ultimii 600 de ani.

Acest dioxid de carbon provine în principal din utilizarea combustibililor fosili (cărbune, păcură, gaze naturale) în diferite sectoare de activitate: industrie, energie și transporturi. Acestea reprezintă mai mult de un sfert din emisiile de CO02 în țările industrializate, iar această proporție continuă să crească. Numeroasele perspective prezentate de Agenția Internațională pentru Energie (AIE) prezic o creștere bruscă a emisiilor totale de C02 în următorul deceniu: între 31% și 42% ...

De la Rio la Kyoto, o evoluție lentă

În iunie 1992, la Rio de Janeiro, 178 de țări și 50 de companii internaționale s-au angajat în dezvoltarea durabilă și au semnat un acord care vizează stabilizarea concentrațiilor de gaze cu efect de seră, toate sursele de producție combinate (plan de acțiune internațional numită Agenda 21). Această convenție-cadru a recomandat apoi țărilor dezvoltate să își reducă nivelul emisiilor la cel din 1990.

Trei ani mai târziu, la Berlin, statele s-au angajat într-un nou proces care ar trebui să ducă la reducerea emisiilor de C02. Un protocol a fost adoptat în decembrie 1997 la sfârșitul conferinței de la Kyoto. Doar Statele Unite nu l-au semnat.

La rândul său, Uniunea Europeană s-a angajat să-și reducă producția de CO8 cu 2% până în 2010. Această reducere va fi distribuită în funcție de nivelurile de emisii înregistrate în 1990 în diferitele țări membre, dezvoltare și demografie. Astfel, obiectivul pentru Germania este o scădere de 21%, cel al Greciei, o creștere limitată la 25%, iar cel al Franței, egalitatea.

Parcul auto reprezintă aproximativ 12% din producția totală de CO2 de origine umană a continentului și 2% la nivel global. În 1995, o nouă mașină europeană a emis 165 g / km, față de 191 g / km pentru un japonez și 260 g / km pentru un american.

În iulie 1998, Asociația Producătorilor de Automobile Europene (ACEA) și-a asumat un angajament față de Comisia Europeană. Aceasta include un scop dublu. Inițial, Asociația se angajează să producă mașini pentru piața europeană ale căror emisii de CO2 nu vor depăși 120 g / km în 2012 (adică un consum mediu de 4,9 l la 100 km). Apoi s-a angajat să respecte un nivel intermediar pentru autoturismele vândute în 2008, cu un nivel mediu al emisiilor de CO2 de 140 g / km sau cu un consum mediu de 5.7 l la 100 km.

Aflați mai multe despre pilele de combustibil

- Articol comparativ al Sciences et Avenir
- Studiu de cogenerare cu o celulă de combustibil