Quale saldo finale per le auto FULL?
Nel passaggio del veicolo petrolifero che puzza e inquina il veicolo elettrico che è l'amico delle farfalle, resta da vedere un ultimo punto di dettaglio: quale ulteriore capacità di produzione di elettricità dovrebbe essere fornita per elettrificare l'attuale flotta di veicoli terrestri che non sono già (già quelli sono treni, tram e carrelli, per la maggior parte). Per questo faremo un piccolo calcolo per la Francia:
Il consumo di corrente di trasporto è 54 milioni di tonnellate equivalenti di petrolio (tonnellate equivalenti di petrolio = 1 11.600 kWh, vedi definizioni qui) o in costante finale di energia, circa 600 TWh (TWh = 1 1 miliardi di kWh).
In questo set, su 5 Mtep vai al trasporto aereo e marittimo, quindi il trasporto via terra consuma circa 50 Mtep, circa 550 TWh. In questo gruppo, le autovetture rappresentano una grande proporzione (utilities e camion l'altra metà).
Un motore per auto ha un rendimento dell'ordine del 20% sul consumo medio di carburante (è piuttosto 40% per i veicoli pesanti), il che significa che l'energia meccanica che esce dal motore è pari a 20% dell'energia liberata dalla combustione del carburante, lasciando il resto sotto forma di calore. Il motore elettrico ha una resa di 80% sull'elettricità utilizzata (è lo stesso significato), ma ...
Lo stoccaggio causa la perdita di 20% dell'elettricità prodotta, mentre lo stoccaggio della benzina consuma zero come prima approssimazione,
le perdite di distribuzione di energia sono 8% (dall'impianto all'uscita a bassa tensione) per l'elettricità, ma piuttosto nell'intervallo di 2% a 3% per i carburanti,
e per un veicolo elettrico è necessario utilizzare la batteria per alimentare gli ausiliari (riscaldamento in inverno, fari, tergicristalli e disappannamenti, ecc.) mentre per un motore termico è quasi gratis (in particolare il riscaldamento, che su un veicolo elettrico in inverno può quasi raddoppiare il consumo),
in breve, l'efficienza della catena potenza è 0,8 (efficienza motore) * 0,8 (stoccaggio resa) * 0,92 (distribuzione di resa) * 0,8 (uso ausiliario) ≈ 50% in totale, contro 0,2 (efficienza motore) * 1 (efficienza di storage) * 0,98 (efficienza della distribuzione) = 0,2 per il motore termico come prima approssimazione.
la catena elettrica è quindi 2,5 volte più efficiente della catena dei "combustibili"e quindi ci vorrebbe un po 'di più 200 TWh elettrico per elettrificare tutti gli attuali veicoli stradali con prestazioni identiche (stesse masse, stesse potenze, stesse distanze percorse). Questa è circa la metà del consumo elettrico francese (che è circa 450 TWh).
Se intendiamo produrre questa elettricità con l'energia nucleare, è necessario - senza tener conto dell'eventuale ottimizzazione dei reattori esistenti, in particolare con il carico notturno, di cui non so cosa possa rappresentare - aggiungi su 18 EPR (basato su ore annuali 8000 di piena produzione di energia all'anno e potenza installata 1,6 GW per EPR), con un costo di investimento di circa 110 miliardi (in 2012) e una durata di circa 60 anni. A questo va aggiunto il "rinforzo della rete", perché passare da 550 TWh trasportato a 750 TWh non è fatto a rete costante. Per dare comparativi, il PIL francese è dell'ordine di 2000 2014 miliardi di euro, e, sulla base di 100 1,3 dollari al barile e il dollaro euro dalle importazioni di petrolio per i carburanti da trasporto degli Stati Uniti costa circa 30 miliardi di euro all'anno,
Se intendiamo produrre questa elettricità con le turbine eoliche, devi installare circa Potenza 110 GW (basato su ore annuali 2000 di produzione di energia totale all'anno), al costo di circa 150 miliardi (in 2014) a terra e una durata di 20 in 30 anni. A questo dobbiamo aggiungere anche il "rafforzamento della rete" e la capacità di stoccaggio inter-stagionale perché l'eolico produce di più in inverno che in estate. In pratica è necessario aumentare questo costo di un fattore 3 per la parte di elettricità che deve essere immagazzinata altrove rispetto alle batterie delle auto. Ad esempio, l'installazione di un kW di stazione di pompaggio, una sorta di doppia diga che funge da sistema di stoccaggio, costa 5000 o 6000 euro per kW installati in Francia, molto più della stessa turbina eolica.
Se intendiamo produrre questa elettricità con pannelli solari fotovoltaici, dobbiamo installare circa 220 GW di potenza (in base alle ore annuali di produzione di 1000 a piena potenza all'anno), per un costo di circa 400 miliardi di euro (in 2016) e una durata di 20 per 30 anni. A ciò va aggiunto anche il "rafforzamento della rete" e le capacità di stoccaggio intermedie, come sopra.
Se intendiamo produrre questa elettricità con le centrali a gas, sapendo che le prestazioni di queste strutture sono dell'ordine del 50%, allora dobbiamo importare 450 TWh gas per queste piante, solo 20% in meno ... di petrolio salvato !! (e un costo di importazione di circa la metà del costo del petrolio importato). Queste piante emetteranno CO2, anche se meno che con olio, ma lo sconto sarà "solo" 40%, che non sarà sufficiente a dividere le emissioni di 4 in 5. Inoltre, sarebbe necessario installare gli impianti a gas 30 GW (basati sulle ore di produzione 8000 all'anno), per un costo di circa 15 miliardi di euro (e una vita di 40 anni).
Ricordiamo che il gas europeo arriva al 60% dal Mare del Nord, che ha raggiunto il picco di produzione, e al 20% dalla Russia, che non dovrebbe aumentare significativamente le sue esportazioni verso l'Europa ("riserve di crescita" in Russia si trovano nella Siberia orientale e probabilmente andranno ... ai cinesi).
Se produciamo questa elettricità con le centrali a carbone, sapendo che l'efficienza di questi impianti è dell'ordine del 40%, allora dovremmo importare 550 TWh di carbone - circa 70 milioni di tonnellate di carbone - un anno per queste piante e un costo di importazione di 6 miliardi di euro all'anno. 30 GW dovrebbe quindi essere installato in centrali a carbone (basate su ore di produzione 8000 all'anno) al costo di circa 45 miliardi (e una vita di 40 anni). E in questo caso le emissioni di CO2 dovute alla mobilità aumenterebbero di 50%!