LA PERCÉE DES VÉHICULES ÉLECTRIQUES Enjeux et Perspectives Jérôme Perrin DREAM - Direction de la Recherche, des Etudes Avancées, et des Matériaux Directeur des Projets Avancés «CO 2 & Environnement»
RENAULT : des marques, et une Alliance LES MARQUES UN PARTENAIRE STRATÉGIQUE RENAULT SAMSUNG MOTORS L ALLIANCE 3
ROSE UTOPIE «MAZDAR planétaire» Vision de RENAULT à l horizon 2030 Deux extrêmes NOIR DYSTOPIE «MAD-MAX planétaire» Paix et abondance mondiale Ruptures technologiques capables de résoudre nos problèmes : photosynthèse ultra-rapide, photopiles solaires à haut rendement et bas coût batteries break-through PAC + hydrogène bas coût Pénuries et guerres pour l accès aux ressources énergétiques et aux minerais critiques (Pt/Pd, Li) Désordres climatiques accrus Pays émergents en difficulté. Baisse de la mobilité longue distance et du marché automobile Motorisations conventionnelles multi carburants (ressources locales)
VERT CLAIR «Business as expected» Economie libérale régulée Vision de RENAULT à l horizon 2030 deux éco-scénarios VERT FONCÉ Economie dirigée sous Gouvernance mondiale Frugalité assumée grâce aux technos en vue et à la régulation des usages. Pétrole > 150 $ / b + Taxe CO 2 Emission CO 2 < 4T/pers/an (FR) CAFE 2020 < 95 g ; 2030 < 70g 40% de véhicules électrifiés dont 20 % de VE ou VEH-rechargeable Downsizing et reconception Frugalité volontariste ou politiquement imposée Pétrole > 200 $ / b + Taxe CO 2 Quota CO 2 < 3T/pers/an CAFE 2030 < 50 g 60% de véhicules électrifiés dont 30 % de VE ou VEH-rechargeable Nouvelles formes de mobilité multimodale
CHANGEMENTS CLIMATIQUES Enjeux planétaires et enjeux de Renault POLLUTION DE L AIR RESSOURCES NATURELLES DECHETS EMISSIONS CO 2 PRODUCTION FIN DE VIE & & RÉGLEMENTATIONS COMPÉTITIVITÉ
3Une combinaison de solutions technologiques pour une cible CO 2 ambitieuse en 2020 et pour préparer 2030 190 180 170 CAFE (g CO 2 /km NEDC) 160 150 140 130 120 Allègement + réduction SCx + progrès moteur essence + progrès moteur diesel ACEA 2008 152.5g Règlement UE Renault 2008 142.5g CO 2 = 130g 1 ère Phase 65% à 100% 110 100 + stop & start et hybridation + véhicule tout électrique Cible Règlement UE CO 2 = 95g? 90 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2015 2020 7
LA PERCÉE : des véhicules 100% électriques, accessibles à tous FLUENCE 2011 TWIZY 2011 KANGOO 2011 ZOE 2012 8
UNE VRAIE SOLUTION POUR DIMINUER LES ÉMISSIONS DE CO 2 «DU PUITS-À-LA-ROUE» Comparaison de véhicules du segment C sur le cycle standard européen NEDC (MVEG) Megane 3 essence 1.6 16v 184 Megane 3 diesel 1.5 dci 136 Fluence-E électricité mix UE 62 Fluence-E électricité mix FR 12 Fluence-E élec. charbon UE Fluence-E élec. éolienne 0 128 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Puits - Réservoir Réservoir - Roue Emission CO2 (g/km) Source : Calculs des rendements des filières de production de carburant et d électricité selon la méthodologie de l étude «Well-to-Wheels Analysis of Future Automotive Fuels and Powertrains In the European Context», JRC- EUCAR-CONCAWE, v3 Nov. 2008 : http://ies.jrc.ec.europa.eu/wtw 9
POURQUOI MAINTENANT? Une rupture technologique : les batteries Lithium-ion nouvelles batteries offrant : autonomie : ~160km pour 24 kwh (BOL) puissance : identique à celle des véhicules thermiques possibilité de recharge fréquente sécurité, et non toxicité Wh/kg 500 Energie spécifique 200 150 100 Li-metal El. liq. NiMH Li-ion ion Li-metal NaNiCl 2 (Zébra) 50 NiCad Lead 0 1970 1980 1990 2000 2010 10
3 POURQUOI MAINTENANT? Une urbanisation croissante Une proportion croissante de la population mondiale vit en zone urbaine 2006 : > 50% 2050 : > 70% 80% des trajets journaliers sont inférieurs à 60km en Europe 20% 2006 2050 : > 50% 70% 80% 11
POURQUOI MAINTENANT? Une motivation pour chaque nation Prix du pétrole 12
LE VÉHICULE ÉLECTRIQUE : UN CHOIX RATIONNEL POUR LE CLIENT À l achat À l usage AIDE GOUVERNEMENT Économie ESSENCE VÉHICULE THERMIQUE = VÉHICULE ÉLECTRIQUE 15 000km/an 6l/100km 1,5 /l ÉLECTRICITÉ Loyer batterie Entretien Entretien 13
ÊTRE PIONNIER SUR LE VÉHICULE ÉLECTRIQUE : UNE AMBITION DE L'ALLIANCE RENAULT - NISSAN Plus de 30 partenariats dans le monde GB Greentomatocars Elektromotive One North East Irlande Electricity Supply Board France EDF Monaco Portugal Danemark Suisse EWZ Israël Japon Kanagawa Yokohama Hong-Kong États-Unis Tenessee Oregon Sonoma County San Diego Gas & Electric Phoenix Oak Ridge N al Laboratory Seattle Raleigh Washington D.C. Chine Ministry of Industry And Information Technology Singapour 14
UNE CONDITION INDISPENSABLE : L INFRASTRUCTURE Charge standard Prise domestique - Domicile - Travail - Voirie 4 à 8 h Station Quick Drop - Une nouvelle batterie 3mn Charge rapide - Recharge en 30mn 30mn Navigation intelligente 15
UN NOUVEAU MODÈLE DE RELATION AVEC LE CLIENT Maison Stations-Services Supermarchés Electricité Infrastructure Lieu de Travail Rue Parkings OPÉRATEUR - Achat d électricité - Facturation - Services de mobilité - Gestion de la batterie (option 2) Nouveaux Services VE Option 2 Leasing Batterie par Opérateur Services d entretien voiture Batterie Option 1 Leasing Batterie par Constructeur Constructeur Véhicule Société Financing de Company financement OFFRE DE VENTE CLIENT FINAL 16
COMBIEN DE VÉHICULES ELECTRIQUES A QUEL RYTHME? 5 LEVIERS Prix du pétrole Pression pour la réduction du CO 2 VOLUME DE MARCHÉ POTENTIEL Coût batterie et technologies VE Disponibilité de l infrastructure 2016 3M véh. 2020 6M véh. Changement des habitudes de consommation 17
DOMAINES D INNOVATION TECHNIQUE POUR LE V.E. GMP électrique concept de moteur convertisseur-onduleur intégration mécatronique Gestion d énergie consommation auxiliaires thermique habitacle récupération énergie de freinage Interface homme-machine Extension Autonomie moteur thermique et alternateur pile à combustible à hydrogène Batteries énergie spécifique sécurité / recyclage durée de vie système contrôle batteries Connexion Infrastructure échange de batteries charge rapide / sans contact échange de données relation au réseau / à la maison 18
PROJETS DE DÉMONSTRATEURS DE VÉHICULES ÉLECTRIQUES SOUMIS AUX APPELS À MANIFESTATION D INTÉRÊT DE L ADEME VEGA THOP Véhicule Electrique à Grande Autonomie : développement d un système de gestion THermique à efficacité OPtimisée du confort habitacle et de la chaîne de traction Consortium : Valeo, Renault, St Gobain, Hutchinson, CNRS, INSA-Lyon VEL-ROUE Véhicule ELectrique bi-mode à moteurs ROUEs Consortium : Renault, Michelin, IFP VEL-CRI Véhicule ELectrique à Charge Rapide Integrée Consortium : Renault, Schneider-Electric, Johnson Controls-SAFT, Valeo, EDF, CEA, CNRS, ENSMA, Institut Telecom SAVE Seine Aval Véhicules Electriques : expérimentation de mobilité électrique avec 100 véhicules et une infrastructure de recharge Consortium : Renault, EDF, IFP, Schneider Electric, Total, Better Place, EPAMSA, Région Ile de France, Conseil Général des Yvelines AMI 2008 (acceptés) AMI 2009 (en examen) 19
VEGA - THOP : Véhicule Electrique à Grande Autonomie : développement d un système de gestion THermique à efficacité OPtimisée du confort habitacle et de la chaîne de traction Objectif Augmenter l autonomie d un VE 40% en hiver (-10 C), 20% en été (35 C) Réduire en moyenne annuelle la consommation du VE de 20% Développements techniques Pompe à chaleur isolation radiative de l habitacle efficacité boucle thermodynamique Consortium Renault ZE Concept 20
VEL-ROUE : Véhicule ELectrique bi-mode à moteurs ROUEs Objectif Véhicule bi-mode : 1 moteur essence/e85 sur train avant 2 moteurs-roues électrique à l arrière 40 gco2/km sur cycle homologué Développements techniques Architecture véhicule et système Transition de mode Liaison au sol Freinage Consortium 21
VELCRI : Véhicule ELectrique à Charge Rapide Intégrée Objectif Véhicule électrique avec chargeur intégré Puissance 43 kw 400 V triphasé, 63 A Développements techniques Mutualisation des composants en mode onuleur et en mode chargeur Communication entre véhicule et borne de recharge Gestion électrique et thermique de la batterie pendant une charge rapide Plateforme de démonstration à Grenoble Consortium - - 22
SAVE : Seine Aval Véhicule Electrique Une expérimentation de mobilité électrique 100 véhicules Spots de charge privés et publics (y compris une station d échange batterie) Des clients-testeurs particuliers, flottes et collectivités locales Objectif Adéquation offres de mobilité / attentes clients Etude des usages des véhicules et de l infrastructure Tests vieillissement batteries/véhicules en conditions réelles Consortium 23
VERS UNE 3 ème GÉNÉRATION DE VÉHICULES ÉLECTRIQUES 1 ère Gén. < 2011 FLUENCE Z.E. 2 ème Gén. 2011-2012 3 ème Gén. ZOE Z.E. > 2015 KANGOO Z.E. TWIZY Z.E.? des modèles de véhicules thermiques en version électrique FLUENCE 2011 des véhicules électriques spécifiques avec des technologies disponibles en 2008 incitation financière des pouvoirs publics des véhicules électriques adaptés à la nouvelle demande de mobilité électrique, avec des technologies en rupture à bas coût 24
DERNIERES NOUVELLES 22-09-2009 : Visite de Christian Estrosi au CEA Grenoble Annonce de la création d un JV Renault-Nissan-CEA Dépèche AFP [ ] Le ministre a également annoncé que l'etat participerait, à travers le Fonds stratégique d'investissement, au projet mené par Renault, le CEA et l'aesc (coentreprise entre Nissan et NEC) pour la construction d'une usine de fabrication de batteries à Flins (Yvelines) et celle d'un centre de recherche à Grenoble pour améliorer la technologie existante. Selon l'entourage du ministre, ce projet représente "un investissement total d'un milliard et demi d'euros, dont près de 700 millions pour la première phase d'ici 2014". Cette usine, qui se trouvera à côté d'un site Renault fabriquant des véhicules électriques, passera "d'une production de 50.000 batteries par an au démarrage en 2011, à un potentiel de 250.000 batteries en 2015", a-t-on précisé. 25
DERNIERES NOUVELLES 01-10-2009 : Objectif 2 millions de voitures en 2020 Annonce du Plan national véhicules électriques Jean-Louis Borloo, Christian Estrosi et Chantal Jouanno ont lancé officiellement le plan national pour le développement des véhicules hybrides rechargeables et électriques, jeudi 1er octobre. Le gouvernement table sur un parc de 2 millions de véhicules hybrides rechargeables ou électriques en 2020, et 4,5 millions en 2025. Il s attend à ce que ce développement génère 15 milliards d euros en 2030, et permette de réduire de 3% en 2020 les émissions de CO2 en France, par rapport aux niveaux de 2007. Deux nouveaux appels à projets pour stimuler la R&D L ADEME complètera début 2010 ses deux premiers appels à manifestation d intérêt (AMI) dédiés aux véhicules décarbonés par un nouvel AMI portant sur les infrastructures de recharge. Les projets combineront infrastructures, usages et territoires ciblés, et auront pour objectif de valider le fonctionnement de «l écosystème» des véhicules rechargeables. Pour mener à bien ce nouvel AMI, le fonds démonstrateur de l ADEME sera doté de 70 M supplémentaires. 26