Autobus électriques à recharge rapide à Montréal : plus cher d’électricité que de diesel !?
- Écrit par Pierre Langlois
- Le 15/02/2017
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- Autobus électrique, Pierre Langlois, Transport
- Catégories: Chronique de Pierre Langlois, L'opinion de Pierre Langlois
Je me suis amusé à faire des calculs pour évaluer le coût de l’électricité des autobus électriques à recharge rapide en bout de ligne, à l’essai présentement à Montréal, car la tarification électrique qui tient compte de la puissance des chargeurs (tarif M) complique les choses. Si on ne considère que deux autobus à l’essai sur une ligne, le coût de l’électricité peut être plus cher que le coût du carburant pour des autobus diesel. Mais, bien sûr, les bornes ultra-rapides installées à chaque bout d’une ligne sont prévues pour être utilisées avec plus de 10 autobus, auquel cas le coût de l’électricité est tout à fait avantageux. Ce point est très important et mérite qu’on s’y attarde, pour suggérer possiblement un tarif spécial de l’électricité pour le transport collectif. Voyons ce qu’il en est.
La STM a reçu récemment trois autobus de 12 m LFSe de Novabus qui sont présentement à l’essai à Montréal sur la ligne 36-Monk , avec une borne de recharge ultrarapide au terminus à Angrignon et une autre au Square Victoria. Ces bornes dédiées ont une puissance de 300 kW chacune et peuvent recharger la batterie des autobus en 5 minutes pour un parcours de 10,6 km (entre les deux bornes). En principe, les deux bornes pourraient fonctionner en même temps à chaque bout de la ligne pour recharger deux autobus différents, et donc faire un appel de puissance de 600 kW auprès d’Hydro-Québec. Voici une photo de l’autobus et de la borne prise sur le site de la STM.
Le type de consommation électrique du système de recharge est assujetti au tarif M, qui s’applique aux clients dépassant 50 kW de puissance dans leurs besoins. Pour s’assurer que les clients portent une attention spéciale à limiter la puissance maximale qu’ils consomment (plus difficile à gérer par H.-Q.), la tarification ne prend pas seulement en compte l’énergie électrique consommée en kWh mais également la puissance maximale en kW (vitesse maximale de consommation de l’énergie). Dans la facture, on applique un tarif de 14,37 $ / kW à la puissance maximale atteinte sur une période de 30 jours. Pour l’énergie c’est 4,93 ¢ du kWh pour les 210 000 premiers kWh et 3,66 ¢ pour le reste de l’énergie.
Pour évaluer le coût de l’électricité par autobus en prenant le parcours de 10,6 km des autobus à l’essai, on supposera qu’ils vont faire ce parcours 24 fois dans la journée (12 fois dans un sens et 12 fois dans l’autre sens) pour un total de 254 km par jour, ou 7 620 km par mois de 30 jours. Typiquement, un autobus électrique de 12 m consomme 140 kWh / 100 km. Chaque autobus consommera donc environ 10 670 kWh par 30 jours, qui vont coûter 525 $ au tarif de 4,93 ¢ / kWh. Mais, il faut ajouter la prime pour la puissance maximale de 600 kW qui revient à 8 620 $ pour les 30 jours. En supposant qu’il y ait 2 autobus à l’essai sur la ligne, ça fait 4 310 $ par autobus. Mais, sur un tel parcours, il devrait y avoir environ 12 autobus pour donner un service aux 7 minutes. En effet, la vitesse moyenne des autobus à Montréal est de 17 à 18 km/h et il faut ajouter 5 minutes pour la recharge, ce qui donne un temps de parcours d’environ 45 minutes pour les 10,6 km. Si les 12 autobus de la ligne étaient électriques, on diviserait alors la prime de puissance par 12, ce qui donnerait 720 $ par autobus. En additionnant la prime de puissance au coût des kWh consommés, on obtient finalement 4 835 $ pour 2 autobus sur la ligne et 1 245 $ pour 12 autobus, sur une période de 30 jours. À ces montants, il faut ajouter les taxes si on veut comparer au prix du diesel qui comprend la TPS et la TVQ. On aboutit au final, avec les taxes, à un coût d’électricité pour 30 jours et par autobus de 5 560 $ s’il n’y a que 2 autobus électriques sur la ligne et de 1 430 $ s’il y a 12 autobus électriques sur la ligne.
Maintenant, question coût de carburant, la consommation typique d’un autobus diesel moderne est de 50 litres/100 km, et nous avons vu que le kilométrage pour 30 jours serait de 7 620 km. On a donc besoin de 3 810 litres de diesel pour cette période. En comptant 1,10 $ / litre, ça nous fait une dépense de 4 190 $ en diesel par autobus pour 30 jours.
Par conséquent, oui c’est vrai qu’avec 2 autobus électriques à l’essai sur la ligne 36-Monk le coût d’électricité par autobus est supérieur au coût du carburant par autobus diesel. Mais, bien sûr, l’installation de deux bornes de recharge ultrarapides est conçue pour qu’il y ait environ 12 autobus électriques sur une telle ligne, auquel cas il en coute 2,9 fois moins cher d’électricité que de diesel, au tarif M.
Toutefois, lorsqu’il y aura une centaine d’autobus électriques à recharge rapide en bout de ligne, les sociétés de transport collectif pourront se prévaloir du tarif L (plus de 5 000 kW) bien plus avantageux. Selon ce tarif, il faut payer 12,87 $ / kW sur la puissance maximale atteinte et 3,26 ¢ / kWh pour l’énergie électrique consommée. Si on fait un calcul équivalent à ce que je viens de faire, mais avec le tarif L, l’électricité coûte alors 3,7 fois moins cher que le carburant diesel, lorsqu’on a 12 autobus électriques sur la ligne (6 autobus par borne de recharge).
Et dans 10 ans, quand le prix des carburants fossiles aura augmenté de façon importante, l’électricité sera alors très vraisemblablement 6 voire 7 fois moins chère que le carburant diesel. Nul doute que l’avenir est à l’électricité.
Mais, je crois qu’il serait très important que le gouvernement du Québec accorde un incitatif pour aider la pénétration des autobus électriques en demandant à Hydro-Québec d’appliquer au moins dès maintenant le tarif L, et possiblement un tarif spécial préférentiel encore plus bas, en en faisant une priorité nationale. Car, il faut bien le dire, le coût d’achat des autobus électriques est présentement beaucoup plus cher qu’un autobus diesel. On parle de 800 000 $ à 900 000 $ par autobus au lieu de 400 000 $ pour un autobus diesel. Bien sûr les coûts vont baisser avec la production en plus grande série, mais il faut récupérer le coût d’achat par les économies en carburant et en entretien sur la vie d’un autobus dès le début de leur implantation.
Il est à noter que Proterra, le fabriquant d’autobus électriques le plus en avance en Amérique du Nord, prétend que déjà ses autobus électriques coûtent moins chers qu’un autobus diesel sur la vie du véhicule. C’est ce qu’ils mettent de l’avant sur leur site Internet avec le graphique suivant.
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Vous avez écrit que " Ceci dit, on sait aussi qu'un véhicule à essence consomme plus d'électricité qu'un véhicule électrique à cause de la grande quantité d'électricité nécessaire à la fabrication d'essence. "
Malgré que ma perception soit contraire à votre affirmation, je demeure l'esprit ouvert.
Votre affirmation est qualitative, pourriez-vous la rendre quantitative en expliquant vos calculs svp?
Merci d'avance!
Seulement une partie de cette énergie est d'origine électrique, quoique si elle est produite thermiquement on pourrait aussi prétendre que c'est d'origine fossile.
Le point important est que l'on ne calcule pas toute l'énergie fossile utilisée dans un véhicule thermique en ne calculant que la consommation de carburant provenant du réservoir.
Alors que le calcul de consommation électrique tient compte de la majorité de l'énergie utilisée.
Deux poids, deux mesures.
Et le calcul de M. Langlois est tombé dans le même panneau.
C'est insidieux.
https://longtailpipe.com/ebooks/green-transportation-guide-buying-owning-charging-plug-in-vehicles-of-all-kinds/gasoline-electricity-and-the-energy-to-move-transportation-systems/the-6-kwh-electricity-to-refine-gasoline-would-drive-an-electric-car-the-same-distance-as-a-gasser/
P.S. Je n'ai pas encore eu le temps de faire ton estimation.....
Si un autobus consomme 140 kWh / 100 km, il en utilisera environ 15 kWh par parcours et n'aurait pas besoin de plus de 20 kWh de batterie. On dit que la batterie de la Bolt revient à 150$ US par kWh donc 200$ canadiens. La batterie de l'autobus NovaBus, en supposant qu'elle a 50 kWh, ne coûterait que 10 000$ canadiens.
On peut donc se demander pourquoi l'autobus électrique se vend 400 000$ de plus. À noter, qu'il utilise un moteur TM4, qu'a déjà développé la filiale TM4 de Hydro-Québec, la batterie vient du groupe Volvo, donc aucun développement particulier à faire, et le système de recharge est de ABB.
Pourquoi un NovaBus électrique avec 20 kWh (ou même 50 kWh) de batterie coûte aussi cher qu'un Proterra avec 10 fois plus d'autonomie, donc 10 fois plus de batterie?
Ce n'est pas aussi simple. Tous les parcours ne sont pas aussi courts que le 36-Monk. Certaines STC ont des parcours plus longs, de l'ordre de 20-30 km, qui nécessiteraient une capacité minimale de batterie d'au moins 30-40 kWh. Le bus électrique à pantographe doit être doté d'une certaine flexibilité pour être un remplacement transparent aux LFS diesel et LFS HEV actuels.
Sans compter que les bus doivent circuler entre le centre de transport et le terminus ou se déplacent parfois en haut-le-pied entre deux terminus. Si on oblige l'opérateur à faire des "pit stops" trop fréquents en raison de la faible capacité de la batterie, cela influe à la hausse sur les coûts de main d'oeuvre, qui constituent une part importante des frais d'exploitation des STC (plus importante que le poste carburant, sans aucun doute).
S'il consomme 140 kWh / 100 km, l'énergie de la batterie utilisable serait de 20 à 35 kWh. Si on ne veut utiliser que la plage entre 30% et 70% de l'état de charge total, à cause des recharges rapide fréquentes, la batterie minimum serait de 90 kWh. C'est 1 1/2 fois la batterie d'un Bolt!
La première serait d'utiliser du combustible pour chauffer l'habitacle et la batterie sur la route.
Des systèmes au méthanol ou alcools de synthèse ou de provenance de bio masse serait parfaitement approprié.
L'usage le plus efficient que l'on puisse faire d'un combustible est le chauffage.
Certains systèmes domestiques à l'huile ou au gaz naturel ont une efficacité de 94%.
D'autre part, une lourde batterie peut accumuler beaucoup d'énergie chimique ou électrique et simultanément beaucoup d'énergie thermique.
Ce désavantage annoncé peut donc devenir un avantage.
En fait il est même préférable de maintenir les batteries à une température optimale pour mieux emmagasiner l'énergie et avoir de meilleur taux de charge et décharge.
L'énergie cinétique du freinage doit être prélevée de toutes les roues et peut être restituée sous forme de chaleur à 95% d'efficacité dans une boucle de chauffage contre 45 à 55% en régénération électrique.
Un autobus bien conçu pourrait en tirer parti selon la situation: besoin de chauffage ou d'énergie.
Je le dit encore: il faut faire des recherches sur des dispositifs universels de conection/communication de batterie de VÉ pour rendre reutilisable ces batterie en "fin de vie" pour VÉ mais en pleine forme pour d'autre utilisation nécessitant moins de peak de puissance tel que la route le demande....
Votre calcul est intéressant. En fin de compte, les autobus électriques coûteront moins cher en énergie que ceux au diesel. C'est d'autant plus vrai que Hydro-Québec a des surplus de capacité de production et nous payons déjà le remboursement d'hypothèques sur des barrages et des centrales hydroélectriques présentement sous-utilisés.
Par contre, est-ce que vous savez comment sont branchés les bornes de recharge à 300 kW? Si elles sont connectées à l'alimentation du métro ou d'une autre source de grande capacité, il est possible que la puissance appelée pour ces bornes ne soit qu'un ajout à un autre compteur qui est déjà régis par un autre tarif de grande puissance.
Je ne crois pas que le prix du pétrole remonte éventuellement (ne disons pas jamais...) à des niveau comme on a déjà connu (140 $ le baril). Déjà, aujourd'hui, les stocks de brut en réserve aux États-Unis atteignent les plus hauts sommets historiques, et ce, malgré une entente des pays producteurs et un effort important de ceux-ci pour réduire leur production. De plus en plus, l'électrification croissante des véhicules dans les quelques années qui viennent sera suffisamment rapide et forte pour entraîner une réduction importante de la demande de pétrole qui empêchera toute augmentation de prix.
Les transporteurs en commun ont droit à un remboursement de taxes sur le carburant. Au minimum, ils ont droit au remboursement de toutes les taxes provinciales : la tvq 9,975% sur le prix d'achat et la taxe sur les carburants de 0,2020$ le litre de diesel. Je crois que c'est la même chose au fédéral. (J'avoue ma paresse et je me suis limité à celui de RQ) Je vous invite à consulter le site de Revenu Québec et celui de l'ARC.
Le carburant coûte donc environ 0,50/0,60$ le litre à ces transporteurs. La rentabilité d'un autobus électrique est donc plus longue à atteindre si l'on se limite aux coûts directs et ? visibles ?.
Peut-être qu'Hydro-Québec pourrait exonéré la TVQ sur l'électricité?
M. Breton l'a déjà mentionné dans un précédant article dans lequel il mentionnait que la gestion des subventions était opaque une fois octroyées à Nova Bus, je crois que Nova Bus devrais rendre de meilleurs comptes au gouvernement. Je ne crois pas que le prix de vente des autobus soit juste.
Pour ce qui est du prix des bus, il faut rappeler que les sociétés de transport n'achètent plus d'autobus diesel 40 ou 60 pieds depuis 2015. Le modèle de référence dans la commande conjointe des sociétés de transport est le Nova LFS hybride, qui coûtaient autour de 680 000 $ l'unité + taxes (prix en 2014-2015 pour un 40 pieds), selon le site web du Réseau de transport de Longueuil (voir ici : http://www.rtl-longueuil.qc.ca/fr-CA/rtl/equipements/vehicules/) .
Une grosse erreur et un oubli important:
LA puissance facturée n'est pas la puissance maximale mais la puissance moyennée maximale aux 15 minutes sur les 30 jours.
Avec 2 bus, on aura par borne une puissance facturée d'environ 300kw*5/15 soit 100kW.....grosse. Différence de cout!
Pour 12 bus, espacés de 7 minutes, ce sera inférieur à 111/15*300.
Enfin, Hydro-quebec a déjà proposé un tarif spécial qui sera intéressant dans le cas où le facteur d'utilisation est faible et qui sera meilleur que le tarif G9 expliqué plus haut.. il s'agit du tarif BR qui si il est approuvé par la régie sera appliqué à partir du 1er avril.
SAlutations.
Il est pourtant courant, voire automatique, pour les gros consommateurs de gérer la puissance appelée de leurs installations.
On coupe simplement les charges non vitales lorsque des équipements énergivores sont en fonction.
Comme l'eau chaude ou les chaudières de grande puissance pour le chauffage ou les charges de climatisation qui grâce à l'accumulation thermique, l'équivalent de batterie de très grande capacité, passent totalement inaperçues quand elles sont bien gérées.
Cela dépend a quel point de service on raccorde l'alimentation des chargeurs, mais il est particulièrement facile de gérer ces paramètres hors pointe, donc avec des autobus ayant de plus grandes capacités de batterie.
Ce qui éviterait aussi des arrêts pour la recharge moins fréquente , bien que les lignes choisies aient des pauses d'ajustement horaire.
Les autobus sont inactifs plusieurs heures pendant la nuit, justement une période de faible pointe et de plus faible consommation générale et de disponibilité du réseau qui pourrait donner lieu à des tarifs plus avantageux pour cette utilisation.
Le choix de Novabus devient alors douteux, possiblement mal avisé, surtout qu'il n'y a pas de transparence sur la répartition des coûts de ce programme.
Une étude financière complète d'implantation des options disponible, Protera, BYD, serait nécessaire.
Il y a donc de la place pour des astuces techniques, législatives, politiques et un ménage de gestion.
Quelqu'un a-t-il une idée de cette notion ?
Pour les phrases de tests le bus est lesté de plusieurs milliers de kilos de sacs de sable.
Consommation des bus diesel tournent autour de 60L/100km, hybride 40L et un articulé 95L. Environ 200L par jour par bus. Ouf ça en fait jus...vivement l'électrique
pour la grosseur de la batterie c'est aussi l'information que j'avais. Ils n'en utilisent qu'une partie pour la faire durer plus longtemps.
J'espère par contre que vous réalisez que la vaste majorité de vos "lecteurs" lisent seulement le titre et donc l'information qu'ils retiennent est négative envers les autobus électriques...
Le chiffre de consommation de 65 L/100 km est à prendre avec prudence. La consommation réelle d'un autobus diesel Nova LFS dépend de plusieurs facteurs, dont sa vitesse commerciale moyenne et la température extérieure. Je n'ai aucune misère à croire que la consommation d'un bus urbain de la STM pris dans la circulation dense du centre-ville de Montréal est élevée. Dans d'autres circonstances, la consommation baisse rapidement. Selon les chiffres publiés dans le rapport annuel 2015 de la STLévis (page 19), la consommation de leur flotte de 80 bus Nova LFS 40 pieds est inférieure à 50 L / 100 km, probablement parce que leurs véhicules roulent plus rapidement.