Jaki bilans końcowy dla FULL of cars?
W przejściu od pojazdu napędzanego olejem, który śmierdzi i zanieczyszcza środowisko, do pojazdu elektrycznego, który jest przyjacielem motyli, pozostaje jeszcze jeden szczegół do ustalenia: jakie dodatkowe moce produkcyjne energii elektrycznej należy zapewnić, aby zelektryfikować obecną flotę lądową pojazdów, których jeszcze nie ma (te, które już są, to w większości pociągi, tramwaje i trolejbusy). W tym celu wykonamy małe obliczenie dla Francji:
Obecne zużycie w transporcie wynosi 54 miliony ton ekwiwalentu ropy naftowej (1 tona ekwiwalentu ropy naftowej = 11.600 600 kWh; zob. definicje tutaj) lub przy stałej energii końcowej około 1 TWh (1 TWh = XNUMX miliard kWh).
W tym zestawie ok. 5 Mtoe trafia do transportu lotniczego i morskiego, więc transport lądowy pochłania ok. 50 Mtoe, czyli ok. 550 TWh. W tym zbiorze dużą połowę stanowią pojazdy prywatne (drugą połowę stanowią pojazdy użytkowe i ciężarówki).
Silnik termiczny samochodu ma średnio około 20% sprawności w stosunku do zużytego paliwa (bardziej 40% w przypadku pojazdów ciężarowych), co oznacza, że energia mechaniczna wydobywająca się z silnika jest równa 20% energii uwalnianej przez spalanie paliwa, a pozostałość pozostaje w postaci ciepła. Silnik elektryczny ma sprawność 80% zużywanej energii elektrycznej (to samo znaczenie), ale...
Magazynowanie powoduje utratę około 20% wyprodukowanej energii elektrycznej, podczas gdy przechowywanie benzyny zużywa zero w pierwszym przybliżeniu,
straty dystrybucji energii elektrycznej wynoszą 8% (od elektrowni do gniazda niskiego napięcia) dla energii elektrycznej, ale raczej około 2% do 3% dla paliw,
w przypadku pojazdu elektrycznego akumulator musi być używany do zasilania urządzeń pomocniczych (ogrzewanie w zimie, reflektory, wycieraczki i odmgławiacze itp.), podczas gdy w przypadku silnika spalinowego jest on udostępniany prawie bezpłatnie (w szczególności ogrzewanie, które w pojeździe energia elektryczna w zimie może prawie podwoić zużycie),
krótko mówiąc, sprawność łańcucha elektrycznego wynosi 0,8 (wydajność silnika) * 0,8 (wydajność przechowywania) * 0,92 (wydajność dystrybucji) * 0,8 (wykorzystanie urządzeń pomocniczych) ≈ 50% ogółem, w porównaniu z 0,2 (wydajność silnika) * 1 (przechowywanie sprawność) * 0,98 (efektywność dystrybucji) = 0,2 dla silnika cieplnego jako pierwsze przybliżenie.
łańcuch elektryczny jest zatem 2,5 razy bardziej wydajny niż łańcuch „paliwowy”., a więc zajęłoby to trochę więcej niż 200 TWh energii elektrycznej do zelektryfikowania wszystkich obecnych pojazdów drogowych o identycznych osiągach (te same masy, te same moce, te same pokonane odległości). To mniej więcej połowa zużycia energii elektrycznej we Francji (czyli około 450 TWh).
Jeśli zamierzamy wytwarzać tę energię elektryczną za pomocą energii jądrowej, konieczne jest – bez uwzględnienia ewentualnej optymalizacji istniejących reaktorów, w szczególności z obciążeniem nocnym, co nie wiem, co to może oznaczać – dodać około 18 EPR (przy założeniu 8000 godzin produkcji rocznie przy pełnej mocy i 1,6 GW mocy zainstalowanej na EPR), przy koszcie inwestycji ok. 110 mld (w 2012 r.) i żył około 60 lat. Do tego należy dodać „wzmacnianie sieci”, ponieważ przejście z 550 TWh przesyłanych do 750 TWh nie odbywa się przy stałej sieci. Dla porównania francuski PKB wyniósł około 2000 2014 miliardów euro w 100 roku, a biorąc pod uwagę 1,3 dolarów za baryłkę i 30 dolara za euro, import ropy na drogi paliwowe kosztuje nas około XNUMX miliardów euro rocznie,
Jeśli zamierzamy wytwarzać tę energię elektryczną za pomocą turbin wiatrowych, trzeba zainstalować ok. 110 GW mocy (w oparciu o 2000 rocznych godzin produkcji pełnej mocy rocznie), przy koszcie około 150 mld (w 2014 r.) na lądzie i żyją od 20 do 30 lat. Do tego należy dodać „wzmacnianie sieci” i międzysezonowe pojemności magazynowe, ponieważ energia wiatrowa produkuje więcej zimą niż latem. W praktyce koszt ten należy zwiększyć trzykrotnie w przypadku części energii elektrycznej, która musi być magazynowana gdzie indziej niż w akumulatorach samochodowych. Na przykład instalacja przepompowni kW, rodzaju podwójnej tamy, która służy jako system magazynowania, kosztuje 3 lub 5000 euro za kW zainstalowany we Francji, czyli znacznie więcej niż sama turbina wiatrowa.
Jeżeli zamierza się produkować tę energię elektryczną z fotowoltaicznych paneli słonecznych, konieczne jest zainstalowanie około 220 GW mocy (przy założeniu 1000 rocznych godzin produkcji przy pełnej mocy rocznie), kosztem około 400 mld euro (w 2016 r. ) i żywotność od 20 do 30 lat. Do tego należy dodać „wzmocnienie sieci” i pośrednie zdolności magazynowania, jak powyżej.
Jeśli zamierzamy wytwarzać ten prąd w elektrowniach gazowych, wiedząc, że sprawność tych instalacji wynosi około 50%, to do tych elektrowni trzeba sprowadzić 450 TWh gazu, czyli zaledwie 20% mniej… niż zaoszczędzona ropa!! (oraz koszt importu równy około połowie kosztu importowanej ropy). Elektrownie te będą emitować CO2, na pewno mniej niż z ropą, ale zniżka wyniesie „tylko” 40 proc., co nie wystarczy, by podzielić emisje przez 4 do 5. Dodatkowo 30 GW elektrowni musiałoby być instalowane gazowo (w oparciu o 8000 godzin produkcji rocznie), kosztem około 15 miliardów euro (i żywotnością 40 lat).
Pamiętajmy, że 60% europejskiego gazu pochodzi z Morza Północnego, które szczyt wydobycia ma już za sobą, a 20% z Rosji, która nie powinna znacząco zwiększać swojego eksportu do Europy („rezerwy wzrostu” w Rosji znajdują się we wschodniej Syberii, a one prawdopodobnie trafi… do Chińczyków).
Jeżeli zamierzamy wytwarzać ten prąd w elektrowniach węglowych, wiedząc, że sprawność tych instalacji to ok. stacji. , a koszt importu w wysokości około 40 miliardów euro rocznie. Konieczna byłaby wówczas instalacja elektrowni węglowych o mocy 550 GW (przy 70 godzin produkcji rocznie), kosztem ok. 6 mld euro (o żywotności 30 lat). A w takim przypadku emisja CO8000 spowodowana mobilnością wzrosłaby o 45%!
