Combien de batterie faut il pour remplacer 1l d'essence?

[evrardo]

Bonjour,
dans l'idée de remplacer les carburants carbonés par l'électricité, savez vous quelle masse de batterie il faut pour avoir l'équivalent de un litre d'essence?

MErci pour vos explications
-----

[invitee75a95d8]

Bonjour,

Un litre d'essence contient en moyenne une énergie de 35475 kJ, ou encore 9,85 kW.h.

Une batterie électrique contient une énergie de Capacité (en A.h) × tension (en V). Par exemple, pour une tension de 12V, il te faudra une batterie de 820 A.h pour stocker la même quantité d'énergie.

Toutefois, on ne peut pas décharger complétement une batterie (si on le fait, on peut ensuite la mettre au recyclage).

Pour faire une comparaison, prendre en compte le coefficient de décharge maximal de la batterie (entre 20 et 50% suivant la technologie). Le poids de la batterie dépend de sa technologie.

Par ailleurs, si c'est pour de la propulsion automobile, le rendement d'un moteur thermique est bien plus faible que le rendement d'un moteur électrique. La comparaison directe sur bilan énergétique du "réservoir" n'a pas beaucoup de sens.

PS : Wikipedia donne aussi une table avec les énergies massiques emmagasinées dans les différentes technologies de batteries.

[obi76]

Bonjour,

Par ailleurs, si c'est pour de la propulsion automobile, le rendement d'un moteur thermique est bien plus faible que le rendement d'un moteur électrique. La comparaison directe sur bilan énergétique du "réservoir" n'a pas beaucoup de sens.

en l'occurrence je pense que l'on peut mettre un facteur 3 en faveur des batteries sans trop se tromper.

[f6bes]

Bonjour,
dans l'idée de remplacer les carburants carbonés par l'électricité, savez vous quelle masse de batterie il faut pour avoir l'équivalent de un litre d'essence?

MErci pour vos explications

Bjr à toi,
Ta question est MAL posée.
De quel TYPE de batterie parles tu ?
C'est pas la MASSE d'une batterie qui présage de l'énergie qu'elle va pourvoir fournir.
A mon avis vaut mieux parler de la QUANTITE d'énergie qu'il va falloir.
Donc parler d'un NOMBRE de batteries sans en connaitre la CAPACITE individuelle , n'est pas
la bonne approche.
Bonne journée

[A voir en vidéo sur Futura]

[trebor]

Bonjour à tous,

Dernièrement il a été dit dans un documentaire à la TV que 100 grammes de batterie Li-ion équivaut à 1 gramme d'essence, donc 100 kilos de batterie Li-ion pour un litre d'essence
Une tonne pour 10 litres, cela m'avait semblé énorme

Mais voyons d'autres avis ?

[obi76]

Re,

Bonjour à tous,

Dernièrement il a été dit dans un documentaire à la TV que 100 grammes de batterie Li-ion équivaut à 1 gramme d'essence, donc 100 kilos de batterie Li-ion pour un litre d'essence
Une tonne pour 10 litres, cela m'avait semblé énorme

Mais voyons d'autres avis ?

Si on prend un rendement de 30% pour les voitures à essence, on en arrive à 300 kg pour à peu près 10L, ce qui semble cohérent avec les voitures électriques actuelles, avec quelques centaines de kilos pour 200km d'autonomie (~12 L)...

[polo974]

Puisqu'on pique l'oxygène dans l'air, faisons pareil.
Puisque ce n'est pas réversible, faisons pareil...

Donc pile zinc-air: environ 800Wh/kg de zinc à comparer aux (environ) 10kWh/l soit 14kW/kg de l'essence.

C'est peu, pourrait-o croire, mais les 14kW/kg fondent à environ 2 ou 3kW/kg mécanique ou électrique pour cause de rendement faible du moteur thermodynamique.

De plus l'oxyde de zinc n'est pas largué dans la nature, il peut donc être recyclé dans des stations.

[SK69202]

Si on prend un rendement de 30% pour les voitures à essence, on en arrive à 300 kg pour à peu près 10L, ce qui semble cohérent avec les voitures électriques actuelles, avec quelques centaines de kilos pour 200km d'autonomie (~12 L)...

A rapprocher des 30 à 40L du réservoir des petites voitures, ce qui nous donne un poids de grosse voiture pour une petite électrique à autonomie égale.

Etonnant qu'en plus de 100 ans les inconvénients du moteur thermodynamique, n'est pas suffit à imposer l'électricité........

[invite9246e29c]

Bonjour,

Pourquoi faut-il tant s'évertuer à démontrer que l'on ne pourrait pas remplacer l'essence par des piles? Moteurs à essence qui ont déjà le rendement catastrophique qu'on leur connaît, par une équation peut-être pire encore à résoudre: le rapport poids/puissance des batteries.

Et la pile à hydrogène, ça compte?

La Mirai a une autonomie de 450 km avec 2 réservoirs d'hydrogène sous 700 bars.
Densité volumique 3,1 kW/l pour la pile électrolyte-polymère (pour l'essence, si quelqu'un à le chiffre?)
Contenance des 2 réservoirs: 122,4 litres = 5 kg seulement pour le "carburant" de la pile.
(masse volumique de l'hydrogène: 0,08988 g·l^-1)

En comparaison, le poids du carburant dans un véhicule essence qui consomme 10l/100km est de 34kg

(Masse volumique de l'essence: 680 à 790 kg·m^-3 à 15 °C)


Gagné?

Crdt.

PS: En posant mal le problème de départ, on arrive (comme d'hab?) à démontrer que rien ne peut remplacer les carburants fossiles, et ainsi n'est-on pas sûr du résultat de sa "démonstration" à l'arrivée... Ce n'est qu'un début mais ATTENTION Evrardo les super-hypercapacités au graphène arrivent sur le marché >>>

[evrardo]

Bonjour,
Et la pile à hydrogène, ça compte?

La Mirai a une autonomie de 450 km avec 2 réservoirs d'hydrogène sous 700 bars.

A 55000€! Désolé, ce n'est pas dans mes moyens.
Et quel est l'EROEI de l'hydrogène, même dans le cas d'une pile à combustible?

PS:En posant mal le problème de départ, on arrive (comme d'hab?) à démontrer que rien ne peut remplacer les carburants fossiles, et ainsi n'est-on pas sûr du résultat de sa "démonstration" à l'arrivée... Ce n'est qu'un début mais ATTENTION Evrardo les super-hypercapacités au graphène arrivent sur le marché >>>

Oui, j'ai vu qu'il se préparait une révolution dans les batteries.
Mais attendons de voir les performances réelles, la longévité, le prix etc...

[obi76]

Re,

Puisqu'on pique l'oxygène dans l'air, faisons pareil.
Puisque ce n'est pas réversible, faisons pareil...

Ca, ce n'est pas franchement un argument. Les batteries, il faut les recharger, et une fois déchargées, l'énergie est perdue. La non réversibilité se trouve ailleurs, mais elle existe.

Evidement comparer l'énergie massique contenue dans l'essence et dans une batterie est une absurdité, puisque le rendement du moteur compte, mais à résultat (/autonomie) égal on peut comparer...

Densité volumique 3,1 kW/l pour la pile électrolyte-polymère (pour l'essence, si quelqu'un à le chiffre?)

L'hydrogène est meilleur que l'essence (en massique).

https://fr.wikipedia.org/wiki/Pouvoir_calorifique

[invite9246e29c]

Merci Obi76 pour la réponse

A 55000€! Désolé, ce n'est pas dans mes moyens.

Le prix, ce n'était pas la question du fil...!
Et, c'est pourquoi je suggérais que la question était éventuellement mal posée...
Si on roule beaucoup, avec le bonus écologique de 6'300 euros déduit (si il existe encore?), la Tesla S70D reviens à 70 100 euros, oui mais à ce tarif, tu roules presque gratos ensuite, le véhicule s'amortit tout seul grâce aux économies de carburant (mais bon, ça va tant que le parc de véhicules électriques reste marginal.)

Et quel est l'EROEI de l'hydrogène, même dans le cas d'une pile à combustible?

Pose-toi la question du taux de retour énergétique de l'essence en y ajoutant le temps qu'il a fallu pour constituer les réserves et on en reparle...

Oui, j'ai vu qu'il se préparait une révolution dans les batteries.
Mais attendons de voir les performances réelles, la longévité, le prix etc...

Le prix? Vraiment pas cher: c'est du papier carbonne avec à la place du papier un film isolant + l'électrolyte (plus besoin de nanotubes et le processus de fabrication est devenu simple et accessible selon l'UCLA)L
La durée? Les chercheurs de la même université les donnent à >50 ans
Ecologique? Après cette durée, l'électrolyte se recycle, et le carbone est aussi inoffensif que le compost du jardin...

 Cliquez pour afficher

Non le point important ce sera les performances de ces accus conjointement avec l'augmentation du parc solaire thermodynamique et photovoltaique avec les nouveaux rendements de 37% net x 500% par concentration (C-PV à 46% brut, multicouches et multi longueurs d'ondes). A terme il y aura une électricité bon marché et abondante en cycle diurne et disponible à un tarif préférentiel que les particuliers pourront stocker chez eux et/ou dans la batterie de leur véhicule qui seront tous "connectés" lorsqu'ils seront à l'arrêt (quand et tant qu'il y aura de la disponibilité sur le réseau sans nuire au facteur de charge des modes de production conventionnels. Même si il y en a qui ne sont pas si visionnaires, c'est techniquement réalisable/faisable avec l'objectif de société à 2'000W, le temps que l'on passe à un mode de production industriel, ce qui est entrain de se produire, plus vite que prévu.)

Crdt.

[evrardo]

Pose-toi la question du taux de retour énergétique de l'essence en y ajoutant le temps qu'il a fallu pour constituer les réserves et on en reparle...

Ok, mais le temps qu'il a fallu pour que les ressources soient produits n'intervient pas dans l'EROEI! On calcule à partir de ce qui est disponible maintenant.

A terme il y aura une électricité bon marché et abondante en cycle diurne et disponible à un tarif préférentiel que les particuliers pourront stocker chez eux et/ou dans la batterie de leur véhicule qui seront tous "connectés" lorsqu'ils seront à l'arrêt
Crdt.

Et tout le monde aura une voiture électrique avec une batterie à peine plus grosse qu'un réservoir d'essence, 600 km d'autonomie.
C'est curieux, mais j'ai le sentiment que ça ne sera pas exactement ça. Cela semble un peu trop parfait pour que ça le soit vraiment.
Et puis comment sera produite l'électricité pour les millions de véhicules?Avec des éoliennes?

[invite9246e29c]

Ok, mais le temps qu'il a fallu pour que les ressources soient produits n'intervient pas dans l'EROEI! On calcule à partir de ce qui est disponible maintenant.

D'abord j'ai pas dit que ça intervenait, j'ai dit qu'il fallait le rajouter à l'équation! Sinon le raisonnement est forcément biaisé.
Ça ne compte pas? Je vous réitère ma question: que fera-t-on lorsqu'il n'y en aura plus? Et subsidiairement va-t-on attendre la fin de toutes ces ressources pour trouver d'autres alternatives (dont on sait qu'elles existent)? C'est marrant pour quelqu'un qui met en doute la faisabilité des EnR ("nouvelles sources d'électricité" votre fil) de dénier qu'il a fallu des centaines de millions d'années (si ce n'est à compter à quelques milliards) pour constituer les réserves pétrolières!

Et tout le monde aura une voiture électrique avec une batterie à peine plus grosse qu'un réservoir d'essence, 600 km d'autonomie.
C'est curieux, mais j'ai le sentiment que ça ne sera pas exactement ça. Cela semble un peu trop parfait pour que ça le soit vraiment.
Et puis comment sera produite l'électricité pour les millions de véhicules?Avec des éoliennes?

On en est déjà à 450 avec la pile à combustible!
C'est ce que nous promettent pourtant l'UCLA et même le CNRS. Et ce n'est plus de la science-fiction, les super-hypercapacités commencent à sortir dans le commerce. Nous n'en sommes qu'au début. Qui pouvait imaginer qu'un jour nous passerions de 21% de rendement à 46%, je me rappelle que tout le monde disait "qu'il y avait les lois de la physiques, que blah-blah-blah c'était impossible", sauf qu'on avait oublié qu'on captait alors les photon en "noir/blanc" (si je fais l'analogie avec les capteurs photographiques)! Ça c'est pour la partie source d'énergie C-PV pour répondre partiellement à ta question "comment". L'autre c'est vraisemblablement le solaire thermodynamique, c'est faisable mais ils faut que tous les pays s'entendent là-dessus (c'est pas gagné mais faisable techniquement.)

Bonne nuit !

[obi76]

Qui pouvait imaginer qu'un jour nous passerions de 21% de rendement à 46%, je me rappelle que tout le monde disait "qu'il y avait les lois de la physiques, que blah-blah-blah c'était impossible", sauf qu'on avait oublié qu'on captait alors les photon en "noir/blanc" (si je fais l'analogie avec les capteurs photographiques)! Ça c'est pour la partie source d'énergie C-PV pour répondre partiellement à ta question "comment". L'autre c'est vraisemblablement le solaire thermodynamique, c'est faisable mais ils faut que tous les pays s'entendent là-dessus (c'est pas gagné mais faisable techniquement.)

Rien compris. C'est quoi cette histoire de noir/blanc ? Si vous voulez alimenter tous les véhicules en France avec du PV, un calcul sur un coin de nappe vous donnera la surface de PV nécessaire à ça (et là, je ne vous raconte pas l'impact climatique). Et ce n'est pas un soucis de loi de la physique ou quoi, même avec un rendement de 100% pour les PV : ça deviendra un vrai problème. Enfin après si les lois de la phsique sont si mal comprise qu'on arrive à des rendements PV de 10 000%, alors OK je serai d'accord avec vous

[invite9246e29c]

Ok, my bad, merci d'avoir rectifié: cependant il faut voir la différence entre rendement thérorique VS effectif, ce qu'il faut voir c'est ce que j'avais voulu dire sur le fond.

Par ailleurs l'analogie n'est pas fausse, les brevets sur les nouveaux capteurs C-MOS partent du même principe en captant par différenciation / sélection les photons en les récupérant à différentes profondeurs dans l'épaisseur du substrat en fonction de leur longueur d'onde (ainsi dans un cas on réduit le bruit en augmentant le nombre de photons capturés et dans les deux cas on augmente le rendement théorique apparemment au double).

[Mickey-l.ange]

Et la pile à hydrogène, ça compte?

La Mirai a une autonomie de 450 km avec 2 réservoirs d'hydrogène sous 700 bars.

Bonjour,

Apparemment, le stockage de l'hydrogène à bord de véhicules paraît complexe, et même dangereuse.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Stocka...hydrog%C3%A8ne

[invite9246e29c]

En effet, l'essence et autres carburants tels que GPL sont "sans danger":
https://www.youtube.com/watch?v=joVil-qpfGU
https://www.youtube.com/watch?v=cVhGVEsYoQk
https://www.youtube.com/watch?v=5-nOPvXiIWQ

... ça m'est jamais arrivé, je dois avoir un ange gardien

[obi76]

(ainsi dans un cas on réduit le bruit en augmentant le nombre de photons capturés et dans les deux cas on augmente le rendement théorique apparemment au double).

Le rendement théorique maximal du photovoltaique, c'est 100%. Point barre. Après si on vous dit 20%, c'est une limite à la rigueur technologique (et/ou théorique spécifique à la technologie utilisée).

En effet, l'essence et autres carburants tels que GPL sont "sans danger":
https://www.youtube.com/watch?v=joVil-qpfGU
https://www.youtube.com/watch?v=cVhGVEsYoQk
https://www.youtube.com/watch?v=5-nOPvXiIWQ

... ça m'est jamais arrivé, je dois avoir un ange gardien

Une bonbonne d'hydrogène à 700bar qui pète, croyez moi c'est autrement plus violent.

[invite9246e29c]

Le rendement théorique maximal du photovoltaique, c'est 100%. Point barre. Après si on vous dit 20%, c'est une limite à la rigueur technologique (et/ou théorique spécifique à la technologie utilisée).

Exact, d'ailleurs les nouveaux C-PV à 46% théoriques ont en fait un rendement effectif de 36% eu égard à la technologie de ce système (comme tu le dis) et aux pertes inhérentes (lentilles de fresnel ou autre)

Mais où avez-vous vu que je parlais de rendement théorique maximal ? O_°

Une bonbonne d'hydrogène à 700bar qui pète, croyez moi c'est autrement plus violent.

Il ne m'est pas possible d'en parler, je n'ai pas étudié leur système, mais en principe oui, c'est un problème non négligeable. Enfin que ça pète fort ou très fort...

[invite9246e29c]

PS: mais bon, on peut aussi stocker 600 litres d'hydrogène dans une galette de 1 kg sous forme solide (stable et sans danger):
https://www.youtube.com/watch?v=0pORYmv49rU

Et la Mirai, va-t-elle exploser? Réponse:
https://www.youtube.com/watch?v=YJBzEYduKK8

[wizz]

Et tout le monde aura une voiture électrique avec une batterie à peine plus grosse qu'un réservoir d'essence, 600 km d'autonomie.
C'est curieux, mais j'ai le sentiment que ça ne sera pas exactement ça. Cela semble un peu trop parfait pour que ça le soit vraiment.
Et puis comment sera produite l'électricité pour les millions de véhicules?Avec des éoliennes?

Actuellement, peu ou prou, la France produit chaque année environ 550TWh (dont environ 400TWh nucléaire), pour une consommation environ 500TWh
Le reste, c'est exporté, 50TWh

http://www.rte-france.com/fr/ecran/1...icite-d-europe


Estimation à la louche, très grosse louche
50TWh
50.000GWh
50.000.000MWh
50.000.000.000kWh

On peut en recharger avec ça
Disons 100kWh pour une grosse voiture élect genre Tesla S offrant 400km en condition assez réaliste. Cela donnera donc 500.000.000 recharges

Disons une moyenne annuelle de 16.000km (tant qu'à faire), soit 40 recharges par an par voiture, cela permettra à 12.5 millions de voitures électriques de rouler

Le soucis n'est pas la production globale d'électricité
Le soucis, c'est que sans la voiture électrique, il y a des moments de l'année où on en manque déjà.
Pas manquer juste pendant 2-3h aux périodes de pointe (la voiture élect peut attendre la nuit pour se recharger, voire les quelques jours suivant si grosse batterie), mais manquer pratiquement pendant une journée entière, voire plusieurs jours rapprochés (la France devient importateur net ces jours là). Cela laisse peu de possibilités aux millions de voitures électriques de recharger leur batteries.

[obi76]

100kWh pour faire 400 bornes, ça me parait peu;.. Vous etes sur ? Une voiture de 100 chevaux ça fait déjà 73kW, à 100 km/h de moyenne ça fait plutot 300 KWh -> ça rapporte à 4 millions, là où actuellement il y en a quasiment 40 millions de voiture...

Des calculs que j'avais fait il y a quelques années j'étais à peu près tombé sur ce chiffre : avec le parc actuel on pourrait faire rouler 10% des véhicules...

Et avec tout ça, on ne compte pas le chauffage de l'habitacle, ça diminue quasiment l'autonomie des voitures électriques par 2, là où pour l'essence ça ne change absolument rien...

[wizz]

La Tesla S est une voiture électrique.
A ne pas comparer avec une voiture de 100ch thermique
Ensuite, à 100km/h, on ne sollicite pas 100ch de son moteur mais à peine 25ch. Sinon, on ne verrait aucune Clio, Kangoo, 108, Polo, Fiesta dépasser les 100km/h avec leur petits moteurs essence ou diesel, genre clio dCi 90ch, 208 VTI 68ch, Fiat 500 69ch, etc...


La Tesla S embarque une batterie de capacité 85kWh, pour une autonomie homologuée de 301 miles (pour les connaisseurs, ce petit 1 leur rapporte 5000$ supplémentaire), soit proche de 500km. Avec une conduite zen, on peut espérer 400km. Et comme le rendement du circuit de recharge n'est pas de 100%, alors disons que ça va consommer 100kWh sur le réseau, rapide estimation à la louche pour avoir un ordre de grandeur

[wizz]

100kWh pour faire 400 bornes, ça me parait peu;.. Vous etes sur ? Une voiture de 100 chevaux ça fait déjà 73kW, à 100 km/h de moyenne ça fait plutot 300 KWh....

histoire de se relire, et de voir si ce qu'on a dit, ou a écrit est crédible ou pas


vu la densité énergétique des carburants, 300kWh, c'est grosso modo 30 litres
si tu as une voiture particulière, une voiture modeste (puisque 100ch) et qui consomme 30 litres en roulant à 100km/h, il serait temps d'aller au garage....ou de changer les hypothèses de son raisonnement

[invite9246e29c]

Des calculs que j'avais fait il y a quelques années j'étais à peu près tombé sur ce chiffre : avec le parc actuel on pourrait faire rouler 10% des véhicules...

Autre hypothèse de travail, il n'y a en général qu'une ou deux personnes dans les automobiles, des hybrides vélos/motos-électrique verront le jour et deviendront à la mode (c'est déjà tendance, on voit de plus en plus de bécanes électriques, vespa, vélos etc), il n'y aura pas besoin de chauffer l'habitacle, puisqu'en lieu et place il y aura un carénage et du moment que le conducteur fera de l'exercice physique en roulant il ne devrait pas avoir trop froid bien habillé! Et là les batteries seront en fonction de l'état du développement des technologies à ce moment là...
Les voitures seront réservées pour les longues distances ou lorsqu'il faut déplacer plus de 2 personnes...
Dans le même temps, les transports publiques continueront leur développement fulgurant.
Sinon il nous faudra des tokomaks, je le crains... Car même avec une société à 2'000W je ne vois pas en l'état comment couvrir les besoins (ça va faire plaisir à Barda)

Il vaut mieux ne plus raisonner avec l'essence, mais faire comme si le pétrole est épuisé (sinon tôt ou tard nous allons dans le mur les amis...)
Ou alors un développement fulgurant des EnR (on verra bien ce qu'il se passera le 23 septembre!)

Crdt.

[invite6c250b59]

100kWh pour faire 400 bornes, ça me parait peu;.. Vous etes sur ?

En fait c'est probablement excessif

http://www.hydroquebec.com/electrifi...port/cout.html
http://www.technologicvehicles.com/f...p#.Vd4zmPl_NBc
http://www.futura-sciences.com/magaz...electrique-17/

Des calculs que j'avais fait il y a quelques années j'étais à peu près tombé sur ce chiffre : avec le parc actuel on pourrait faire rouler 10% des véhicules...

Cela me semble très loin du compte, même en comptant 100kWh pour faire 400 bornes: 40 M véhicules, 13000 km/véhicule, 250 Wh/km, cela fait 130 TWh donc 25% de la production électrique.

http://www.insee.fr/fr/themes/tablea...id=NATTEF13629
https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89...3%A9_en_France

[Nicophil]

Bonsoir,

Oui donc augmenter de, mettons, 50 % le parc nucléaire serait suffisant : c'est quand même pas la mer à boire...

[invite9246e29c]

Bein si justement. Si cela était fait au plan mondial, avec les mêmes statistiques d'accidents majeurs (degré 7) on en arriverait à une catastrophe tous les 7,5 ans en augmentant le parc de centrales de 50%! (Actuellement 1 tous les dix ans)

Et la mer au Japon dans le nord est, je n'irais pas m'y baigner.

[invite6c250b59]

Oui donc augmenter de, mettons, 50 % le parc nucléaire serait suffisant : c'est quand même pas la mer à boire...

Le calcul donne plutôt 30% pour le nucléaire (autre façon de voir: il "suffit" de transformer les exportations de 65 TWh en importation de 65 TWh et le compte y est), mais en fait ce calcul n'est pas nécessairement pertinent. En effet l'impact de l'électrification automobile, sur la capacité de production à construire, dépendrait beaucoup de la puissance nécessaire pour faire face aux pointes de consommation. Si les batteries étaient telles que la recharge se faisait par exemple pendant la nuit, alors les capacités thermiques existantes seraient suffisantes pour répondre à la demande (actuellement elles produisent 36 TWh, avec un facteur de charge de 12% qui peut très facilement monter au-dessus de 60%). Dans ce scénario (pas nécessairement le meilleur en terme de CO2...) il n'y aurait pas besoin de construire quoi que ce soit pour électrifier l'ensemble du parc automobile.