La réduction de notre dépendance aux combustibles fossiles passe obligatoirement par la transformation de notre parc de véhicules automobiles. Hydrogène, électrique « pur », bioéthanol, biogaz : les solutions sont nombreuses, mais il est complexe de déterminer laquelle est la meilleure pour l’environnement. Une des manières de le savoir est d’évaluer la surface de terrain nécessaire pour les fournir en énergie. Dans cet article, nous évaluons qui d’une voiture électrique alimentée au photovoltaïque ou d’une voiture au superéthanol issu de betteraves, occupe le moins d’espace.
Imaginons que vous ayez hérité d’une parcelle d’un hectare (ha) et que vous souhaitez utiliser cette surface pour alimenter votre voiture personnelle, sans utiliser de combustible fossile, c’est-à-dire du diesel ou de l’essence. Une première possibilité pourrait être d’y cultiver des betteraves et de produire grâce à elles un agrocarburant pour le réservoir de votre voiture thermique, comme le superéthanol (E85). Une alternative pourrait être d’installer une centrale photovoltaïque sur ce terrain, pour recharger la batterie de votre voiture électrique. Quelle solution vous apporterait le plus d’autonomie pour votre véhicule ? Répondre à cette question, c’est connaître quel est le meilleur usage du sol qui peut en être fait.
Première option : la voiture au superéthanol
Il serait possible d’utiliser votre parcelle pour produire des betteraves sucrières. En France, il s’agit de la première culture industrielle, et elle est destinée principalement à la production de sucre. Pour l’anecdote, cette tradition n’est pas sans rapport avec nos préoccupations de production énergétique locale. En effet, la culture de la betterave sucrière s’est développée en France au XIXᵉ siècle, sous l’impulsion de Napoléon, dans l’objectif de faire face au blocus de la Grande-Bretagne sur les importations de sucre de canne. Les betteraves sont aujourd’hui essentiellement cultivées au nord de la Loire, notamment dans le Nord, le Nord-Est, en Île-de-France, en Normandie et dans le Centre.
Les sucres de la betterave peuvent être transformés en éthanol, et cet éthanol peut se substituer à l’essence dans un moteur thermique. La plupart des véhicules peuvent fonctionner de manière ordinaire avec 5 à 10 % d’éthanol (carburant dit « E10 »). Par ailleurs, il existe de plus en plus de véhicules susceptibles de fonctionner jusqu’à 85 % d’éthanol (E85, véhicules dits « FlexFuel ») de série ou après adaptation. Enfin, si en théorie un véhicule peut fonctionner à 100 % d’éthanol, cela n’est pas recommandé par les constructeurs.
Mais partons sur cette idée. Il faut savoir que l’éthanol contient moins d’énergie par litre que l’essence. Ainsi, un véhicule qui consommerait 7,5 L/100 km en essence, aurait besoin d’environ 11 L/100 km d’éthanol. Par ailleurs, un hectare de terrain mis en culture de betterave est susceptible de produire, selon les estimations, de 6 000 à 9 000 L de bioéthanol par an. Avec la production de votre parcelle de 1 hectare, vous seriez ainsi capable de rouler environ 70 000 km, soit environ 7 fois plus que le parcours annuel moyen d’une voiture particulière en France. Vous pourriez donc même en céder à vos voisins.
À lire aussi Combien de centrales faut-il construire pour électrifier toutes les voitures de France ?Deuxième option : la voiture électrique
Dans l’alternative, vous pourriez installer sur votre terrain des panneaux photovoltaïques pour alimenter une voiture électrique. En moyenne, un tel véhicule consomme autour de 17 kWh/100 km. En France, on peut se fonder sur une puissance d’environ 400 kWc par hectare pour une centrale photovoltaïque au sol, dont on peut espérer une production entre 800 et 1 400 kWh par kWc et par an. En conséquence, votre terrain serait susceptible de produire environ 400 MWh/an, soit de quoi rouler environ 2 millions de km.
La voie électrique permet donc de produire l’énergie pour rouler environ 25 fois plus de distance que la voie agrocarburant, et ce, à partir de la même surface de terrain. Une autre manière de le voir serait de considérer que sur la parcelle de 1 hectare, vous pourriez consacrer 400 m2 à votre centrale photovoltaïque pour rouler 70 000 km/an. Le reste pourrait être laissé à la biodiversité, sous la forme d’une forêt ou d’un étang, par exemple.
Agrocarburants vs électrique : une affaire de rendements
La voiture électrique alimentée à l’énergie solaire est donc bien moins consommatrice d’espace qu’une voiture thermique alimentée par un agrocarburant produit à partir de betterave. Bien entendu, ce calcul est simplifié, il pourrait être critiqué et amélioré. La comparaison globale entre ces deux solutions est bien plus complexe que ce que nous avons exposé dans ce court article. En effet, pour pouvoir juger de l’impact environnemental, la totalité des conséquences néfastes (ou bénéfiques) sur l’environnement doivent être évalués.
Pour prendre quelques exemples, la culture de betterave, en mode intensif, nécessite des engrais (produits à partir de fossiles) et des pesticides, dont l’impact sur l’environnement peut être néfaste. Par ailleurs, la fabrication des panneaux photovoltaïque et de la batterie d’un véhicule électrique nécessite de l’énergie, et ils doivent être remplacés puis recyclés à la fin de leur cycle de vie. Cela peut être à l’origine de dégâts environnementaux, notamment lors de l’extraction des matières premières nécessaires à leur fabrication.
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La différence est toutefois significative puisque nous trouvons environ un facteur 25. Et il existe une raison profonde qui permet d’expliquer ce résultat. Le rendement global de la photosynthèse est faible, de l’ordre de 1 % pour les plantes cultivées, tandis que le rendement des panneaux solaires commerciaux se situe entre 18 et 24 %. Les panneaux photovoltaïques sont donc plus de 20 fois plus efficaces que les plantes pour convertir l’énergie du soleil en une énergie utilisable par nos véhicules.
Et il y a une raison simple : le but de la vie n’est pas de produire de l’énergie. Les plantes produisent de l’énergie pour vivre, pour se reproduire, pour évoluer et pour se protéger des autres espèces vivantes. Elles ne sont donc pas optimisées pour le rendement énergétique, mais pour être en mesure de réaliser toutes ces activités, d’une manière indubitablement résiliente, comme nous l’a prouvé l’histoire mouvementée de la Terre et de la vie.
Oui, les panneaux solaires sont beaucoup plus efficaces, mais pour le stockage, serait-il pensable d’y adjoindre un stockage individuel par hydrogène?
Le stockage idéal c’est la batterie de la voiture électrique, avec 50 à 80 kWh, il y a de quoi faire.
Pourquoi par hydrogène ? Il y a tellement plus économique et d’un bien meilleur rendement avec les batteries.!
Qu’allez vous en faire de votre hydrogène ??? De l’électricité avec une perte de rendement 4 fois supérieur à celle des charges et décharges de batteries !
Analyse pertinente !
Sans compter que l’énergie solaire supplémentaire peut servir à d’autres besoins, voire par électrolyse et batteries se stocker.
Il serait intéressant de faire la même approche avec une éolienne qui a une faible emprise au sol tout en n’empêchant pas la culture de la betterave …
Pas d’inquiétude… C’est évidement déjà fait
Wow, la subtilité et l’humilité des commentaires a monté d’un cran chez brakson. Bonne nouvelle toutefois, diesel et essence sont qualifiés de fossile, comme celles qu’on met dans les thermiques hybrides, pourtant qualifiées de « propres » chez… brakson, cherchez l’erreur.
Sur un hectare c’est plutôt 1mw de photovoltaique soit 5 millions de km !
Alors le M doit être majuscule pour million… En. Minuscule m c’est seulement milli soit le millième… Je doute que vous fassiez 5 millions de Km avec une production d’un milliwatt… Avent quelques milliards d’années de production.
Vous oubliez plusieurs points importants :
– D’abord l’ethanol se stock beaucoup plus facilement que l’électricité sur longue période
– dans votre comparaison, vous faites comme si les panneaux solaires tombaient du ciel hors la fabrication des panneaux consomment tellement d’électricité qu’il faut souvent plusieurs années de production pour qu’il rembourse l’énergie qui a été nécessaire à sa fabrication
– comment charger vous la voiture électrique en hiver quand le facteur de charge des panneaux solaires tombe sous les 5% ?
Ils ne produisent pas seulement 5% de ce qu’ils produisent en été mais environ 40 à 50 %. Selon latitude.
Par ailleurs vous n’avez vous non us pas compris la démonstration que ce Karim… Lisez la réponse que je lui est faite, vous serez un peu plus éclairé.
Vous savez ce que c’est un facteur de charge ?
Vous prenez la puissance crête et vous la multipliez par la nombre d’heures sur une période donnée. Cela vous donne une certaine valeur de production.
Puis vous regardez l’énergie produite reelement sur la même période.
Vous divisez l’un par l’autre et ça vous donne le facteur de charge.
En France pour le photovoltaique, il est de 5% en hiver en moyenne et atteint 20% en pic en été.
Je pense surtout que c’est vous qui avez besoin d’être eclairé.
Je pense que vous êtes dans la confusion et confondez facteur de charge et rendement, quand on vous parle de rendement on ne vous parle pas de facteur de charge Allumez vos lanternes et vous y verrez plus clair ! Votre derniere phrase est typique de votre trouble de compréhension. Par exemple, puisque vous parlez de facteur de charge, il se détermine sur l’année pour intégrer les variations météorologiques, ou autres, car selon le convertisseur les variatios dans le temps peuvent dépendre de la métérorologie, comme ici pour les PPV, et il n’y a donc qu’un facteur de charge significatif… Lire plus »
Non , c’est vous qui n’avez rien compris, désolé. D’abord un facteur de charge ne se calcul pas forcément sur l’année mais sur une période donnée. Et le rendement n’a rien à voir avec le facteur de charge. C’est le rapport entre l’énergie qui entre dans un système et l’énergie utile qui en sort. Je n’ai écrit nulle part que des PV produisait en hiver 5% de ce qu’il produisent en été. J’ai écrit que le facteur de charge EN HIVER était de 5%. Mais visiblement, vous n’avez toujours pas compris ce qu’était un facteur de charge. Plutôt que de… Lire plus »
Moi je vous suggère de regarder les données RTE, https://analysesetdonnees.rte-france.com/production/solaire où l’on peut constater 0.7TWh solaire produit en France en dec 2023, contre 2,7TWh en juillet 2023, soit 26%… on est loin d’un ratio 40-50%.
Ils n’ont pas non plus pris en compte le fait qu’en réalité il vous faut au moins 15% (plutôt 30% en hiver) d’essence dans votre E85, et ce n’est pas dans votre champs que vous la trouverez et la raffinerez.
Je confirme le caractère extrêmement décevant du photovoltaïque en hiver. Ayant posé un compteur local en sortie d’une partie de mes panneaux, j’ai obtenu seulement 100kwh de production en 30 jours de mi-février à mi-mars pour une puissance-crête de 1875W.
Ce qui représente une économie de facture d’électricité de seulement 20-25€ en 1 mois, dans une période où j’ai besoin de pousser mes pompes à chaleur.
Extrêmement décevant, mais pas étonnant.
C’est l’évidence même, il suffit d’aller consulter les statistiques détaillées de RTE qui sont une moyenne pour la France.
Mais d’après notre cher prix nobel de physique, il produirait seulement moitié en hiver même quand on les installe au pôle nord.
Incroyable, non !
Beaucoup de photovoltaique est incliné à 30 degrés pour augmenter la production annuelle. Mais en acceptant 20%de perte annuelle et un angle de 80 on a une production beaucoup plus régulière pour de autoconsommation. On ne vise plus les toits mais les murs dégagés au sud.
Dans mon cas personnel, je les ai inclinés très fortement, justement pour tenir compte de la forte inclinaison du soleil en hiver et essayer d’optimiser l’affaire. En été leur production reste largement excédentaire vu que je n’ai plus besoin de faire fonctionner les pompes à chaleur, donc dans ce cas une perte de rendement due à l’inclinaison…je m’en moque.
Vous ne pourrez jamais faire 2 millions de km! Une fois votre voiture chargée, l’électricité produite par les panneaux est perdue. Toujours ce fameux problème d’intermittence et de non pilotabilité. L’éthanol se stocke, le soleil non…
Et pourtant je roule au solaire depuis 5 ans, dingue non ! Qui a tord, qui a raison ?
Et vous roulez 2 millions de km par an ?
Vous avez vraiment besoin de lire le bouquin sur l’énergie que je vous ai conseillé… Je vous assure, vous allez faire un bon gigantesque dans la connaissance et vous pourrez alors faire le maître d’école avec des arguments solides.
L’excédent d’électricité peut théoriquement servir à fabriquer (puis stocker) du e-méthanol ou de l’e-ammoniac. Dans ce cas (hypothétique), on entrerait dans une logique de stockage longue durée.
Sauf que j’imagine mal la direction de l’usine expliquer à ses ouvriers à la dernière minute « bon, demain vous ne venez pas parce qu’il y aura des nuages ». Et puis il faut voir si cette techno serait plus rentable que la culture de la betterave.
Il y a effectivement du bon sens dans votre contradiction. D’un autre côté si on part sur des processus fortement automatisés (ce qui est largement possible aujourd’hui), la main d’oeuvre sera surtout utilisé pour la maintenance générale de l’usine.Par exemple pour faire fonctionner une aciérie (à arc) électrique il ne faut pas des milliers de personnes car le pilotage est extrêmement automatisé. Dans le cas d’une électricité à coût nul voire négatif, le captage du CO2 atmosphérique (é-méthanol) ou de l’azote atmosphérique (é-ammoniac) ne coûterait quasiment rien. L’approvisionnement en CO2 d’origine industrielle ne coûterait rien non plus à l’acheteur (déchet… Lire plus »
Il faudrait garantir des tarifs negatifs… La fabrication du carburant de synthèse deviendrait très rentable… Mais seulement pour l’industriel, exactement comme maintenant avec le syndicat du des enr 🙂
Des entreprises ont des contrats d’effacement. Elles se déconnectent du réseau à la demande de RTE. On le faisait déjà avec 80% de nucléaire…
Avec au moins un neurone on comprendra que pour la même surface ppv que celle cultivée on alimenter à 24 fois plus de véhicules avec la production ppv qu’avec la culture de betteraves…. Et parler de Km parcourus n’a rien à voir dans cette histoire qui est un comparatif de rendement, ce qui pour certains est on ne plus nebuleux et qu’ils confondent avec le facteur de charge.
A condition de pouvoir stocker…
Voyez l’espagne qui brade son excedent d’électricité pv à prix negatif et qui malgré cela emet nettement plus de co2 que la france.
Et pourtant nos idiots prônent la bio masse et e85 comme solution, avec une production nocive pour l’environnement pour les voitures et les futurs avions.
Le réveil va bientôt sonner.
Optimiste ?
Le quoi qu’il en coûte semble un peu derrière nous, l’état n’a ni la force ni la volonté de jouer les amortisseurs de crise, déjà la crise climatique, la guerre, et on est pas a l’abri d’une augmentation brutale des coût du pétrole. La seule variable d’ajustement sera la dégradation des conditions sociale, la mère de toutes les révoltes, la majorité ne va pas analyser le pourquoi du comment, le manque d’argent pour ceux qui on l’habitude d’en avoir est dévastateur.
Je ne sais pas ce que signifie votre message en regard de ce que j’ai écrit en vous demandant si vous étiez un optimiste par nature… Quand vous dites que le réveil va bientôt sonner ? En fait le réveil sonne depuis longtemps mais personne ne l’entend et préfère continuer à croire aux mensonges. Par exemple, depuis deux ans, le prix auquel on nous vend l’électricité à été majoré de plus de 50 %…. Et on vous explique que le Covid a désorganisé la maintenance des réacteurs nucléaires et qu’il y a eu une guerre en Ukraine et que c’est… Lire plus »
Je suis ok avec vous mais un jour le réveil sonne dans la tête du peuple et là il y a de la casse, même les dictatures tombent. Le jour où le pétrole sera limité les Millions de voiture thermique seront inutilisable si on est d’ici là sur du VE ça ira si la transition est trop en retard ça ira pas loin. Le réveil.