Véhicule pile à combustible = Véhicule électrique

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1 L ECONOMIE de l HYDROGENE, mythe ou futur possible? Véhicule pile à combustible = Véhicule électrique Jerome PERRIN Directeur des Projets Avancés «CO 2 & Environnement» 1

2 Tous les constructeurs d automobiles se lancent dans le déploiement massif véhicule électrique Tokyo Motor Show (Oct. 24, 2007) : Carlos Ghosn said Renault and Nissan are targeting the commercial mass production of electric cars by He said the future was in electric cars, especially for urban driving, and Nissan has made advances in lithium-ion batteries. Automotive World, Dec. 31, 2007 : President Ikuo Mori recently revealed that the OEM plans to begin selling electric Subaru models in Japan in 2009, up from its initial 2010 target date Detroit Free Press, Jan. 8, 2008 : General Motors is "holding tight" to a 2010 deadline for building the plug-in Chevrolet Volt electric car, even though it has had only two months of battery tests, vice chairman Bob Lutz said. Just Auto, March 12, 2008 : BMW is considering building a batterypowered car for the US market. CEO Norbert Reithofer told Auto Motor und Sport magazine that it is currently in discussions on whether to produce the car alone or whether to cooperate with a partner. 2

3 Feuille de route des motorisations des véhicules Réduction des émissions polluantes (NOx+10PM) 100% Electrique Hybrides Essence Diesel 0% 20% 40% 60% 80% 100% Réduction d émission de CO 2 du réservoir à la roue 3

4 Vers le véhicule réellement écologique Vent Énergie solaire RAFFINAGE DU PETROLE Zéro émission Énergie solaire 15 m² PETROLE 100,000 ANS STATION CARBURANT 15,000 km par an CO 2 Véhicule connecté au réseau électrique AUJOURD HUI DEMAIN 4

5 Emissions de CO2 «du puits à la roue» Sources et Méthodologie Rapport «Well-to-Wheel analysis of future automobile fuels and powertrains in the European context», de l'étude JEC (JRC-EUCAR- CONCAWE) version mai 2006 Well-to-Wheel = Well-to-Tank + Tank-to-Wheel Well-to-Tank = énergie dépensée et émissions de CO 2 équivalentes pour produire une unité d énergie de carburant et la distribuer jusqu au véhicule sans amortissement de la fabrication de l outil de production (raffinerie, centrale électrique, éolienne ) ou de transport Tank-to-Wheel = énergie et émissions de CO 2 équivalentes pendant l usage du véhicule en cycle NEDC avec 300W de consommation électrique à bord 5

6 Emission de CO2 «du puits à la roue» 200 Diesel 200 Electrique g CO2 / km g CO2 / km Twingo 1.5 dci 70 Megane 1.5 dci 85 Laguna 1.9 dci 110 FAP du puits au réservoir du réservoir à la roue 0 Gaz Nat Charbon sans CCS Charbon avec CCS Bois Eolienne Nucléaire 6

7 Diesel, Biodiesel and Diesel synthétique XTL Megane 1.5 dci g CO2 / km Diesel B30 GTL CTL BTL du puits au réservoir du réservoir à la roue du puits à la roue 7

8 Véhicule électrique à batterie et Véhicule à pile à combustible à hydrogène VE batterie VE PàC-H2 g CO2 / km Gaz Nat Charbon avec CCS Charbon sans CCS Bois Eolienne Nucléaire du puits au réservoir Reformage Gaz Nat Electrolyse Charbon Gazéification Charbon Electrolyse Eolienne Electrolyse Nucléaire 8

9 Progrès des batteries Densité d Energie Wh/kg Acide Pb NiCd NiMH Li-ion Autres Chimie Questions HIER LI-ION : Evolution des prix AUJOURD HUI DEMAIN Performances ultimes des batteries Li-ion (nanostructuration) Adéquation ressources mondiales en lithium / besoins du parc automobile Recyclage des batteries Potentiel et performances des autres filières (Zn-air, titanate ) 9

10 Une opportunité pour une stratégie : Israël Géographie Densité de population Courtes distances Fort potentiel solaire 50Km Contexte politique et réglementaire Volonté de réduire la dépendance des énergies fossiles et engagement pour l énergie solaire Loi de détaxation du transport électrique Partenariat et nouveau business model 10

11 Optimiser un système complet Infrastructure d Échange de Batteries Opérateur Infrastructure de Charge Lente ou Rapide ou CLIENT Informations 11

12 Deux développements complémentaires pour l Alliance Renault - Nissan Shanghai 2007 Logan Eco2 Motorisation classique diesel Sans hybridation Améliorations techniques abordables Homologation NEDC : 97 g CO2/km Circuit Shanghai : 71 gco2 /km FCV X-Trail Pile à combustible PEM ~80 kw Hydrogène sous pression à 350 bars Démonstrateur Renault FCV (2008) 12

13 Une nouvelle approche Associer H 2 et électricité comme deux vecteurs énergétiques complémentaires pour une autonomie d usage limitée Véhicule électrique rechargeable : batterie échangeable Li-ion ~20 kwh 150 km Hybride rechargeable avec batterie et PàC de 20 KW H2 (kg) 3 Véhicule tout PaC Prolongateur d autonomie à l hydrogène («range extender»): PàC de 5-10 kw (au lieu de kw) H2 embarqué : 1 kg (au lieu de 5-6 kg) km échange Véhicule électrique + PaC range-extender Batterie (kwh) 13

14 Conclusions Un véhicule PàC à hydrogène est d abord un véhicule électrique. Pour répondre à l enjeu de la réduction des émissions de CO2, l hydrogène doit être un vecteur d énergie propre, complémentaire de l électricité, et massivement produit par électrolyse à partir d électricité renouvelable ou nucléaire Deux facteurs principaux tendent à retarder le déploiement massif des véhicules à pile à combustible à hydrogène Les progrès récents des batteries Li-ion procurant des autonomies approchant les 200km La disponibilité du réseau électrique par rapport au réseau de distribution d hydrogène A terme (après 2020), on peut envisager un véhicule électrique avec batterie d énergie rechargeable/échangeable et une hybridation ou une extension d autonomie avec l hydrogène, en phase avec l évolution de la demande de mobilité Le chemin par les marchés de transition/niche nous parait être la bonne voie à suivre par rapport à l option suivie par l Allemagne ou la Californie (retenir la leçon du déploiement du solaire photovoltaïque) De nouveaux «business models» vont apparaître : location et échange de batteries ou de véhicules, recharge et échange de batteries, recharges d hydrogène 14