Nous vous avions déjà proposé la première partie de notre conversation avec Mark Pecqueur, maître de conférences en technologie automobile chez Thomas More à Sint-Katelijne-Waver dans notre précédent numéro. On y parlait du fait que nous n’avons pas de problème d’énergie, que les véhicules autonomes arrivent et nous nous sommes posé des questions sur nos […]
Nous vous avions déjà proposé la première partie de notre conversation avec Mark Pecqueur, maître de conférences en technologie automobile chez Thomas More à Sint-Katelijne-Waver dans notre précédent numéro. On y parlait du fait que nous n’avons pas de problème d’énergie, que les véhicules autonomes arrivent et nous nous sommes posé des questions sur nos émissions de CO2. Dans cette deuxième partie, nous réfléchissons à la transition énergétique. Pour faire simple: où trouverons-nous notre énergie demain?
GTP: ‘Pouvez-vous nous indiquer concrètement l’impact que cela aura sur notre vie?’
Mark: ‘Nous avons vraiment besoin de tout renouveler, non seulement les carburants, mais aussi les matériaux. Nous vivons dans la partie la plus riche du monde. Avec les Américains, les Chinois un peu, l’Australie et le Commonwealth britannique, et puis on a fait le tour. Vous devriez examiner la consommation d’énergie par habitant en Inde, par exemple. Ce sont des cacahuètes maintenant comparées à ce dont nous avons besoin. Mais ces gens veulent aussi notre niveau de vie à long terme. Et cela inclut notre modèle de consommation d’énergie. Convertis en litres de carburant par personne et par jour, nous, en Europe, sommes en moyenne à environ 18 à 19 litres. C’est la consommation totale d’énergie d’un pays divisé par le nombre d’habitants, puis converti en litres de carburant parce que c’est quelque chose de tangible pour la population. Les États-Unis se situent à 20-24 litres. Les personnes les plus soucieuses de l’environnement vivent au Bangladesh, et s’en sortent avec moins d’un litre de carburant par personne et par jour. C’est parce qu’ils n’ont pas d’argent. Plus votre richesse est grande, plus il y a de carburant, et donc de consommation d’énergie.’
‘Nous devons donc ramener nos émissions à zéro. Mais si nous voulons amener les pays les plus pauvres à notre niveau, nous devrons produire beaucoup d’énergie et il faut aussi la produire avec 0 émissions. Si nous allons à 0 seul, nous n’allons pas résoudre la problématique du réchauffement climatique. Nous devons donc investir deux fois: d’abord dans le zéro émissions et ensuite dans la protection des conséquences. Nous allons devoir construire des digues pour faire face à la montée du niveau des eaux et faire du zéro émission en même temps. Ces digues doivent absorber l’augmentation du niveau de l’eau de mer. Et les deux ensemble posent un énorme défi qui va également coûter énormément d’argent.’
Mark: ‘Nous devons apprendre à lâcher nos peurs et nos préjugés et à regarder le positif. Horizon 2020, le programme européen de subventions pour la recherche et l’innovation a un projet appelé Stratofly. Pour le moment, ils font voler un avion à la vitesse Mach 8 (9.500 km/h). D’ici 2050, nous ferons le tour du monde en 2 heures. Pour de tels avions, nous avons besoin d’énormes quantités d’énergie et elle doit provenir de sources renouvelables. Nous allons donc devoir penser complètement différemment en termes de production d’énergie.’
‘Renouvelable, cela signifie l’électricité comme base et l’hydrogène comme un carburant transportable parce qu’il est justement très léger. Nous avons l’électricité de manière illimitée et presque gratuite si nous la produisons au bon endroit. Avec de l’eau, nous pouvons ensuite produire de l’hydrogène avec cette électricité.’
‘Ma thèse est la suivante: le rendement ne joue pas un rôle, parce que l’électricité peut être produite pour peu d’argent et de manière pratiquement neutre en CO2. Assurez-vous cependant de ne pas utiliser de matériaux rares. Ces derniers sont en effet onéreux et pas faciles à trouver. L’acier, le cuivre et l’aluminium sont un exemple de matériaux courants. Ceux-ci peuvent être trouvés partout et sont faciles à recycler.’
‘L’énergie doit provenir de centrales solaires thermiques à base de miroirs. Il existe le concentrated solar power et le thermic solar power. Le premier système se compose d’une grande tour avec des miroirs qui sont tous dirigés vers un même point. Pour la puissance solaire thermique (semblable à un chauffe-eau solaire), on utilise des paraboles traversées par une conduite au point focal. Là, ils pompent des sels liquides, qui génèrent plus tard de la vapeur via une chaudière classique, qui peut ensuite générer de l’énergie via des turbines. La chaleur peut également être stockée dans les sels fondus et utilisée plus tard pendant la nuit ou s’il y a trop peu de soleil, par exemple. Vous mettez ces installations dans le désert où il y a beaucoup d’espace. En outre, la faune dans le désert sera toujours ravie de l’ombre générée par ces panneaux et la nuit la condensation sous les panneaux fournit de plus de l’eau potable.’
‘La prochaine étape est de transporter le courant à partir de là avec une ligne haute tension de 1 million de volts ici et le tour est joué. Dans les pays d’Afrique du Nord et en Espagne, il y a assez de soleil pour rendre ces installations rentables commercialement. Et pour couvrir les besoins énergétiques du monde entier et les transformer en courant, nous n’avons besoin que de 1% de l’énergie solaire et 2% de rendement dans la chaîne totale. Il n’y a donc pas de problème d’énergie, tant que nous misons sur l’énergie solaire. Il suffit de profiter de la vie sans se soucier de votre consommation d’énergie!’
‘Plus nous aurons de sources renouvelables, plus l’hydrogène sera populaire. Supposons, par exemple, que vous soyez Electrabel, un producteur d’électricité avec des centrales nucléaires. Vous voyez qu’à un moment donné, il faut payer quelques centaines d’euros par mégawattheure parce qu’il faut continuer à faire fonctionner une centrale nucléaire. Donc, si nous utilisons cette puissance dans les heures creuses pour faire de l’hydrogène lorsque le prix de l’électricité est inférieur à 30 euros par mégawattheure, alors cela devient un modèle d’affaires intéressant. Plus de l’énergie renouvelable sera ajoutée et plus ce prix va baisser. Et nous allons arriver à un point où l’hydrogène commercial est possible. C’est-à-dire qu’il sera disponible à la pompe. Maintenant, il est vendu pour environ 9 euros/kg et c’est trop cher. Ce prix doit baisser jusqu’à 4 ou 5 euros le kg et alors cela devient possible. Ce prix devrait et peut être réduit de moitié. Et ça viendra. Et comme vous pouvez choisir entre l’essence et le diesel maintenant, vous allez être en mesure de choisir entre l’hydrogène et l’électricité. Les gens qui doivent parcourir 700 km et plus par jour, par exemple, et qui ne veulent se brancher au réseau, vont alors opter pour l’hydrogène. Pour les itinéraires plus courts, l’électricité sera choisie. Pour les avions, cet hydrogène sera alors disponible sous forme liquide. De même, les véhicules lourds, comme les camions par exemple, peuvent parfaitement fonctionner à l’hydrogène.’
‘Si nous allons plus loin, nous pouvons encore faire du méthanol à partir du C02 présent dans l’air, et entraîner ainsi les bateaux. Pour ces derniers, le carburant doit en effet être liquide. Et nous avons alors fait le tour. Je vois cet avenir sous forme purement électrique, avec de l’hydrogène ou du méthanol. Le méthanol, est un liquide, quelque chose que vous pouvez pomper, mettre dans un jerrycan, dans une voiture… et rouler! Comment pensez-vous qu’ils vont faire autrement en Afrique? Et vous pouvez adapter les moteurs à combustion existants relativement facilement pour fonctionner au méthanol.’
‘Lors de la fabrication d’une voiture électrique, les émissions de C02 sont sensiblement plus importantes que pour celle d’une voiture avec un moteur à combustion. Mais dès que vous commencez à conduire cette voiture électrique, et si elle est alimentée par de l’énergie renouvelable, alors elle respectera mieux l’environnement en terme de kilomètre C02, tandis que le C02 pour le moteur à combustion augmente avec les kilomètres. Si je remplace maintenant le carburant qui permet cette combustion par un carburant neutre en C02, alors ce moteur à combustion est la meilleure alternative par rapport aux batteries. Avec les moteurs modernes équipés d’un dispositif de post-traitement, les émissions sont négligeables et nous sommes sur la bonne piste.’
GTP: ‘Donc la norme Euro 6 est assez propre?’
Mark: ‘Je pense que nous pouvons encore aller jusqu’à 7, mais nous devons le décider rapidement. Quand je vois ce qui sort du pot d’échappement à l’heure actuelle, ce n’est guère différent des polluants qui sont déjà dans l’atmosphère.’
GTP: ‘Plus de filtration et de post-traitement ne se traduisent-ils pas par davantage de résistance, qui implique de produire plus de puissance pour obtenir le même couple aux roues? Et la régénération du filtre n’est-elle pas un point faible non plus?’
Mark: ‘Cela n’est pas vraiment un problème. Il y a des conséquences, mais elles ne sont pas significatives. Avec un moteur Euro 6, ces phases d’échauffement sont assez courtes, surtout pour un système de post-traitement (AdBlue): vous êtes à 20-30 secondes. L’inconvénient de ces moteurs diesel est que vous devez les démarrer et ensuite les conduire pendant un minimum de 30 à 45 minutes. Parce qu’alors il peut vraiment effectuer pleinement sa régénération. Dans cet intervalle de 30 secondes, le post-traitement ne fonctionne pas, mais vous ne pouvez pas demander d’un coup la pleine puissance de votre moteur. Le système va dire: je ne vais pas fournir autant de puissance parce que je vais dépasser mes valeurs d’émission. Vous devez avoir un bon flux de gaz d’échappement pour obtenir une régénération correcte de votre filtre diesel.’
‘Lorsque vous faites de courtes distances, ou que vous avez besoin de beaucoup de puissance immédiatement, vous le faites mieux électriquement. Et finalement cela va vous coûter cher. Parce que si vous voulez faire de courtes distances avec beaucoup de puissance avec un diesel, vous allez devoir utiliser votre système post-traitement de temps en temps. Supposons que le diesel- même s’il est stationnaire- devrait être en mesure de fonctionner pendant au moins 45 minutes à une heure afin que le système puisse faire son travail. Si vous travaillez toujours par pauses de 10 minutes, ça ne marchera jamais. Le réchauffement pour la régénération d’un tel filtre prend 10 à 15 minutes. Et si vous faites de courts trajets, la régénération vient de commencer et vous devez l’arrêter, c’est à peu près le pire. Il ne s’agit pas de la puissance à fournir, mais il s’agit du nombre d’heures de travail opérationnel.’
GTP: ‘Vous avez dit que le client aura le choix entre l’électricité et l’hydrogène. Qui attend qui maintenant?’
Mark: ‘Le plus gros problème en Belgique, ce sont les permis. Un permis pour une telle station d’hydrogène, c’est loin d’être évident. Chaque province, chaque commune a une vision différente à ce niveau. Deux stations-service différentes à deux endroits différents, ce sont deux permis différents. Mais les fournisseurs actuels de combustibles fossiles sont intéressés par l’hydrogène, parce que cela fait partie de leur modèle d’affaires: vous faites quelque chose quelque part, vous le transportez et vous le vendez. L’électricité n’est pas leur modèle d’affaires.’
GTP: ‘Chaque fabricant qui fait quelque chose sur batterie utilise maintenant des batteries lithium-ion, ce qui donne l’impression que les matières premières pour ces batteries sont inépuisables.’
Mark: ‘Je plaide pour les matières premières renouvelables. Les batteries qui fonctionnent au carbone, par exemple, ou les solid state batteries (batteries à matière solide). Nous devons passer à des batteries fabriquées avec des matériaux renouvelables, mais nous sommes loin d’être là. La technologie lithium-ion nous offre une densité de puissance très élevée et une densité d’énergie très élevée. C’est pourquoi elle est utilisée à grande échelle. C’est la raison.’
‘D’autres solutions de stockage d’énergie sont les solid state batteries ou les ultracaps. Ces derniers sont de très grands condensateurs, qui ont une plus petite capacité, mais que vous pouvez charger en quelques fractions de secondes. Disons que vous avez une tondeuse à gazon électrique et que vous devez la charger toutes les 15 minutes pendant 10 secondes, c’est réalisable dans de nombreuses applications. L’essentiel est de pouvoir travailler sans matériaux rares. Je ne crois pas à un avenir où il y a des matériaux rares quelque part dans la chaîne. Je ne veux pas envisager un avenir où nous avons peut-être résolu le problème de l’énergie demain, mais nous avons créé le problème des matériaux rares.’
‘Mais, tout d’abord, si nous avons un label pour les vêtements équitables, ne devrions-nous pas avoir la même chose pour les batteries équitables? Voulons-nous vraiment continuer à faire travailler des enfants dans les mines de cobalt dans des conditions extrêmes pour circuler électriquement ou tondre l’herbe électriquement?’
‘Et nous avons manqué en Europe tout le train de la technologie sur batteries. Une voiture électrique, une Audi e-tron par exemple, c’est la technologie coréenne, avec des matériaux rares chinois d’Afrique et des sièges allemands. Et une e-tron, cela va encore, elle a au moins été construite à Forest. C’est la triste réalité : aujourd’hui, nous n’avons pas la moindre connaissance de la façon dont nous avons mis en place une usine comme celle-ci. On n’a pas d’usines de batteries. On a raté le train électrique. Nous devons maintenant opter pour une technologie sans matériaux rares. A ce niveau, on peut barrer la route aux Chinois. Car la Chine gère tous ces matériaux rares: les mines de cobalt en Afrique sont contrôlées par les Chinois. La majorité des mines de lithium sont également contrôlées par les Chinois. Nous avons quitté ce continent et les Chinois ont repris la place. Chez IMEC et des entreprises du même style, il y a des développements intéressants dans ce domaine. Nous devons commercialiser cela, être rapide, et ne pas regarder directement ce que le monde entier regarde, le lithium-ion. Nous devons faire quelque chose de différent, sans matériaux rares. C’est cela la solution.’
GTP: ‘Que pensez-vous du plan Desertec, qui vise à fabriquer du courant dans le désert?’
Mark: ‘Théoriquement, au Maroc, qui va bientôt tirer la moitié de ses besoins totaux en énergie du soleil, nous pouvons générer encore plus d’énergie, et la transporter vers l’Europe. Nous perdons environ 3% par 1.000 km de conduite, à condition de disposer d’un réseau haute tension DC (1 million de volts). Si je ne me trompe pas, il y a un tel réseau entre l’Islande et la Norvège avec l’électricité produite via l’énergie géothermique. Alors notre problème énergétique est vraiment résolu. Ou nous devons transformer l’énergie en hydrogène là-bas et la transporter vers l’Europe sous forme liquide. L’hydrogène a l’inconvénient qu’il est un peu plus difficile à stocker.’
‘Dans le monde entier, nous avons une puissance installée de 15 terawatt: centrales énergétiques, navires, avions… C’est aussi la puissance dont nous avons besoin. Le soleil fournit 85.000 terawatt, il n’y a donc pas de problème d’énergie.’
GreenTechPower: ‘Qu’est-ce qui, selon vous, empêche les gens d’apprécier les avantages de la technologie?’
Mark Pecqueur: ‘Il y a beaucoup de conservatisme, surtout en Europe. Aux États-Unis et en Chine, ils sont plus ouverts à la technologie. En Chine, où j’étais avec des étudiants sur un salon, vous pouvez simplement acheter la 5G comme un pack d’installation. Chez nous, ils ne parviennent pas à s’entendre sur qui va percevoir l’argent de ces licences, et c’est pourquoi ce n’est pas pour demain. Pour moi, il est clair que nous sommes très conservateurs et que nous avons horreur de la technologie. Les États-Unis et la Chine les adoptent et les utilisent. Les Chinois font tout avec leur smartphone. Pourquoi? C’est la première chose qu’ils avaient, hein. Nous avons été élevés avec une grande boîte d’ordinateur, avec un Commodore 64 et avec un programme que vous avez dû charger avec un lecteur de cassette. Chez nous, les choses ont évolué plus lentement. En Chine, vous voyez beaucoup de gens qui étaient pauvres il y a des années et qui s’en sortent bien maintenant. Tout cela grâce à la technologie. Et ils ont aussi des problèmes environnementaux, mais ils disent: avant, j’avais faim et regardez où je suis arrivé.’
‘Nous vivons maintenant dans une société polarisée et aigrie et nos politiciens y participent grandement. Aux Pays-Bas, l’approche pour envoyer un message au peuple est très différente, ce qui le rend plus facilement assimilable. Chez eux, ils présentent une histoire positive que les gens ont envie de suivre. Ici, l’histoire du climat et de l’environnement est très négative: vous allez devoir payer plus pour pouvoir moins faire. C’est là que nous laissons des opportunités: alors que le monde évolue à 1.000 km/h, nous attendons le tram qui est déjà parti depuis longtemps.’
‘Vous devez annoncer cette technologie d’une manière que l’utilisateur pense: ‘oui, c’est très bien pour moi.’ Si on cherche à le forcer, cela ne marchera pas. Chez nous, par exemple, l’idée est répandue que les Chinois adorent les voitures électriques. Ce n’est pas juste. Si vous avez une voiture électrique en Chine, vous avez l’air d’un looser. A Shangai par exemple, vous avez alors une plaque d’immatriculation verte. Vous la demandez et vous la recevez gratuitement. Si vous voulez une plaque d’immatriculation bleue pour une voiture avec un moteur à combustion – et cela se fait via un système de loterie – alors vous devez payer 13.000 euros, uniquement pour cette plaque d’immatriculation. Donc, quelqu’un au volant d’une voiture avec un moteur à combustion apparaît comme une personne qui a réussi. La Chine est en train d’arrêter les aides, mais l’histoire avec les plaques d’immatriculation reste et le marché a chuté de 46% en octobre. En septembre, il était encore de 34 % et, à la fin de l’année, cette baisse serait de 70 à 80 %. Les pauvres utilisateurs de moteurs à deux temps de l’époque ont été les premiers à passer à l’électrique et c’est pourquoi la conduite électrique en Chine est associée aux perdants.’
Le C02 ou dioxyde de carbone est un gaz qui est naturellement présent dans l’atmosphère. Suite à l’activité humaine (c’est-à-dire l’activité industrielle), la quantité de C02 dans l’atmosphère a augmenté extrêmement fortement au cours des 150 dernières années. C’est principalement dû à la combustion de combustibles fossiles, tels que le charbon, le pétrole et le gaz. Nous rejetons tous aussi du C02, mais pas dans des concentrations aussi élevées.
Pour vous donner une idée:
On produit 1 tonne de CO2 lorsque :
1 tonne de CO2 représente :
Pourquoi l’excédent de CO2 est-il un problème?
Le CO2 est un gaz à effet de serre qui absorbe la chaleur. Avec d’autres gaz à effet de serre, tels que le méthane et le protoxyde d’azote, il forme une couche isolante autour de la terre. Elle s’assure que la terre est habitable et que les températures restent assez stables. Mais trop de CO2 est un problème parce qu’il réchauffe l’atmosphère. Le réchauffement climatique fait également entrer encore plus de CO2 dans l’air. Depuis la révolution industrielle où nous avons commencé à émettre du CO2 à beaucoup plus grande échelle, la terre s’est réchauffée de plus d’un degré. La combustion de combustibles fossiles pompe environ 41 milliards de tonnes de CO2 dans l’atmosphère chaque année.
Quels défis au niveau mondial?
Les rejets au niveau mondial devraient être réduits de moitié d’ici 2030 et atteindre 0 d’ici 2050. Une famille de quatre personnes émet environ 9 tonnes de CO2 par an. Cela provient de la combustion du gaz naturel, de la production d’électricité et de l’utilisation de carburants.