La question : est-ce que la production d'électricité pourra gérer la demande quand le parc automobile sera 100 EV ?

Il faut être attentif quand on écoute une vidéo parce que ce n'est pas tout à fait ça la question mais: we're going to be answering the question: can the grid handle electric cars, ce qui se traduit par "on va répondre à la question: est-ce que le réseau électrique peut gérer les voitures électriques."

En fait ce n'est pas vraiment une question, mais une démonstration qui part de l'opinion personnelle de l'auteur qui nous dit: The purpose of this video i really wanted to dive into that, you know, power grid question and i think that's a bit of a silly excuse to use to not adopt evs uh saying that the grid can't handle it because it is predictable and there are predictable solutions in order to make that happen., ce qui se traduit par "la raison d'être de cette vidéo, je voulais vraiment plonger dans ce sujet, vous savez, la question du réseau électrique et je pense que c'est une excuse un peu stupide pour ne pas adopter les véhicules électriques, euh dire que le réseau électrique ne peut pas le supporter parce que c'est prévisible et il y a des solutions prévisibles pour rendre cela possible"

J'aime beaucoup la chaine Engineering Explained, c'est vraiment intéréssant et il y a plein de contenu technique et de chose sur les voitures je vous recommande d'aééer y faire un tour.
Par contre, cette vidéo c'est plus une grossière approximation déconnectée de la réalité pour présenter un point de vue. La plupart des arguments qu'ils avancent sont contredits dans les commentaires par le monde réel.

• il prends l'exemple de la Norvège ou 50% des voitures neuves sont électriques et l'augmentation de la capacité de leur réseau électrique de 30% en 30 ans.

En commentaire un Norvégien le rappelle à la réalité1 en pointant que les mesures d'aplatissement du pic de consommation sont en vigueur et que le réseau électrique est proche de sa limite par moment, en particulier quand il fait froid. Que le coût de l'électricité explose. Et qu'en focalisant uniquement sur la voiture électrique il a ignoré que dans le monde réel il y a une explosion de la conversion vers l'électrique que le réseau ne sera pas en mesure de gérer.
Un autre commentaire2 pointe qu'il présente les chiffres de manière trompeuse: au Danemark comme partout ailleurs le taux de renouvellement des voitures étant très bas, le taux de pénétration est aussi bas avec environ seulement 15% de véhicules électriques dans le parc de 3,8 millions, ce qui explique qu'on ne voit pas d'explosion de la consommation électrique liée aux voitures électriques. Avant d'ajouter qu'à moins que l'augmentation de production d'électricité se fasse sans rejet de GES, ça ne fait aucun sens de passer à l'électrique.

• il nous explique que brancher toutes les voitures électriques personnelles en même temps dans des chargeurs rapides pourrait poser un problème majeur et que la solution c'est des incitations auprès des américains à mettre la voiture en charge à d'autres moment pour étaler le pic avec des belles courbes imaginaires pas à l'échelle.

un ingénieur vient rappeler3 que si le cas de figure de 200 millions de voitures qui se chargent au même moment sur des chargeurs rapides se produisait ça représente 1 600GW alors qu'en 2020 la capacité maximale de production du réseau est de 1 120GW (source: US Energy Information Administation) (Note, on est plus sur une augmentation de 30% en moyenne sur l'année mais sur multiplier la capacité par 2,42). Et il rappelle qu'aux USA les habitants étant ce qu'ils sont, des mesures de ce genre vont être reçues comme des atteintes à la liberté et entrainer une forte opposition (Note: avez vous entendu parler de la mode du rolling coal ou pour protester contre les mesures environnementales des américains dépensent plusieurs milliers de dollars pour modifier leurs véhicules pour qu'ils soient le plus polluant possible ?)

• il nous dit que le problème est prévisible, la solution aussi, donc ça ne va pas poser de problème. Et que passer à l'électrique permets des économies.

Un californien[4], précise qu'en Californie ils sont dans une situation de déficit d'électricité depuis des années et que l'état doit importer son électricité, que ce problème était lui aussi prévisible et les solutions connues, mais que ça n'a pas empéché le problème de se produire et de ne pas être solutionné.
Un autre Californien[5] confirme la situation et ajoute que le réseau électrique n'est déjà pas en mesure de supporte la charge actuelle et que le prix de l'électricité augmente constamment. Le réseau électrique obsolète ayant été la cause d'incendies saisonniers spectaculaires (L'état déplorable du réseau électrique US a fait l'objet d'un Last Week Tonight with John Oliver, avec les coupures de courant et le départ d'incendie). Il termine en disant qu'en Californie la demande n'est pas tenable mais plutôt que d'augmenter la capacité du réseau ils achètent du courant à d'autres états. Que la seule chose prévisible ce sont les vastes dépassement de coûts, la corruption et les retards.
Un troisième partage[6] que 8 ans en arrière pendant les vagues de chaleurs, les panneaux publicitaires, l'éclairage public et même les feux tricolores étaient éteints pour que le réseau ne s'effondre pas. Avant que les voitures électriques soient populaires et les gens prenaient leur voiture et roulaient juste pour se rafraichir.

• il prends la valeur de 100 miles par équivalent gallon pour les voitures électriques, en estimant que ce chiffre est amener à s'maéliorer.

Un commentaire[7] confronte cette estimation purement théorique avec un cas concrêt: comment l'air conditionné et le chauffage impactent cette efficacité ? quand on est pris dans un bouchon pendant 2h dans la chaleur de l'été quel impact sur la consommation ?
(note: on peut par ailleur rappeler que les voitures électriques ça existait déja à la fin du 19ème siècle et que les voitures électriques grand public d'aujourd'hui comme la Nissan Leaf et la Mitsubishi i-MiEV ont la même autonomie que la Fritchle Model A Victoria de 1908 source)

• il avance que passer à l'électrique permets de faire des économies.

Un commentaire8 rappelle que l'essence est fortement taxée et pose la question de comment le gouvernement va taxer la voiture électrique pour compenser cette perte de revenus.
(les réponses parlent de taxe sur l'électricité, sur les kilomètres parcourus, sur les pneus, avec une vignette annuelle payante, etc.)

• il parle d'étaler la consommation dans le temps pour éviter le pic de consommation que le réseau ne pourrait pas fournir.

Un ingénieur "électrique"[9], pointe que cette proposition n'est pas cohérente avec la réalité. Il revient sur l'historique du réseau qui a été construit avec une surcapacité mais à partir des années 90s a été sacrifiée pour maintenir des prix abordables et son absence a été compensée par la mise en place de systèmes automatisés permettant au réseau de fonctionner au plus proche de limite de capacité. Il ajoute qu'aplatir la courbe de la demande n'est pas une bonne chose pour le réseau car les période creuses sont nécéssaire pour la maintenance et la construction du réseau. Que les transformateurs ne sont pas conçus pour fonctionner à forte charge de manière prolongée, et qu'aplatir le pic réduirait significativement leur durée de vie. Il indique aussi qu'il y a un manque de nouveaux ingénieurs, qui ne se battent pas pour bosser dans le domaine et que lui est retraité depuis 5 ans et qu'on continue de lui demander de revenir travailler par manque de personnel qualifié. Il termine en précisant que l'exemple de la Norvège est mauvais car la notion d'échelle n'est pas la même et qu'il fait que regarder les valeurs absolues et non relatives.

• il présente l'augmentation de la capacité du réseau entre 1976 et 2000 pour supposer que l'augmentation sur cette période serait possible aujourd'hui à la même vitesse. et quen 6,5 ans il serait possible d'ajouter 1.25 trillions de kWh

Il omets que l'augmentation entre 2000 et 2020 n'a pas connu le même rythme:
1976 0.76 trillions de kWh
2000 3.80 trillions de kWh
2020 4.1 trillions de kWh

sur les 20 dernières années le réseau a vu sa capacité augmenter de 0,3 trillions de kWh. On est loin d'une augmentation qui serait 4 fois plus grande en 3 fois moins de temps.
La raison de l'augmentation rapide du réseau entre les années 70 et 2000 c'est le recours massif aux énergies fossiles et la création d'un réseau qui bénéficiait d'argent public. Aujourd'hui la situation n'est pas du tout la même, l'accent est mis sur les renouvelable et trouver le pétrole/gaz/charbon pour augmenter le réseau de 1 trillion de kWh est un problème coûteux alors que l'état du réseau qui est très mal entrentenu est inquiétant.

Encore une fois : ses calculs sont pour les USA (qui conduisent en moyenne annuelle en miles ce qu'on roule en km, donc 60% de plus).

Nope, en France la moyenne annuelle est environ 7400, presque moitié moins qu'aux USA.
https://policyadvice.net/insurance/insights/how-much-do-americans-drive/

Son résultat : ça va demander 30% d'énergie électrique en plus.
Alors, est-ce que c'est beaucoup ou pas ?
Il analyse ça : entre 1960 et 2000, la production US a quintuplé, donc 500%.

ce qui est complètement absurde comme méthode de calcul. Car passe de 1 kWh à 5 kwH c'est aussi une augmentation de 500%. Et passer à 10 kWh est trivial.
Mais là on parle en milliers de TWh. L'échelle fait toute la différence et la dissimuler sous des pourcentages est une méthode de manipulation bien connue.

La production est montée de 4% par an.

Non. ça c'est quand on fait la moyenne de l'augmentation rapportée à un an sur la période.
Dans la réalité l'augmentation de la production n'est pas régulière: https://policyadvice.net/insurance/insights/how-much-do-americans-drive/

Autrement dit, on peut monter nos 30% en 6,5 ans.

Cette conclusion est complètement fausse, ce n'est pas parce que 50 ans en arrière lors de la construction et du développement du réseau avec le nucléaire et les énergies fossiles dans un contexte de financement public, on puisse refaire pareil aujourd'hui dans un contexte d'atteindre zero émission en 2050 (source: https://www.energy.gov/articles/how-were-moving-net-zero-2050 ) donc de cesser la production d'électricité avec les énergies fossiles, alors que le réseau a mal été entretenu et nécéssite d'être remis en état, alors que le changement climatique pousse le réseau au delà de ses capacités: le nombre de coupures de courant a doublé entre 2015 et 2020 à cause de la chaleur (source: https://www.nytimes.com/2021/05/03/climate/heat-climate-health-risks.html) et du froid (source https://www.nytimes.com/2021/02/20/climate/united-states-infrastructure-storms.html ) et des évènements météos extrême qui vont aller augmentant avec le changement climatique. La réalité du réseau US c'est aussi la saturation du réseau de distribution qui bloque la construction de nouvelles centrales (source: https://www.washingtonpost.com/business/2021/06/29/power-grid-problems/ ) et la construction / rénovation de la partie distribution pose des difficultés. (source: https://www.theatlantic.com/science/archive/2021/07/america-is-bad-at-building-power-lines-lets-fix-that-transmission-climate/619591/).

Mais surtout les véhicules électriques ne sont pas les seuls à prendre en compte dans l'augmentation de la consommation d'électricité, et le remplacement du fossile par l'éolien/solaire/nucléaire/hydro pose déjà un véritable problème qui montre ses limites et que l'approche qui fonctionne c'est ne pas accroître la production d'électricité (source: https://www.lowtechmagazine.com/2009/11/renewable-energy-is-not-enough.html )

Au rythme où les EV sont adoptés aujourd'hui (2% des ventes), ça laisse énormément de marge.

Vraiment pas, on rappelera que l'Union Européenne a fixé à 2035 la fin des ventes des véhicules avec moteur à combustion interne, et à 2050 un parc entièrement constitué de véhicules ne générant pas d'émission lorsqu'ils circulent. Donc les 2% de vente doivent être multipliés par 50 dans les 14 prochaines années.

Suite à l'article suscité, il m'avait été transmis un rapport d'EDF qui, idem, ne inquiétait pas trop des EV, à condition de ne pas se passer trop vite du nucléaire.

C'est pourtant la filiale d'EDF, izivia, le plus gros réseau de bornes de recharge qui a fermé 189 bornes sur les 217 de son réseau Corri-Door en 2020 à cause des pannes à répétition, des problèmes de surchauffe, de sécurité, du mécontentement des usagers sur les tarifs, sur la durée de la charge: https://fr.wikipedia.org/wiki/Izivia et https://www.presse-citron.net/le-tres-mauvais-coup-porte-a-la-voiture-electrique-en-france/ et https://www.caradisiac.com/enquete-pourquoi-recharger-sa-voiture-electrique-sur-l-autoroute-va-devenir-tres-complique-182677.htm
Entre les rapports d'EDF et la réalité constatée dans la pratique …

Bref : pour moi, c'est encore un argument "anti-EV" qui tombe.

Et pourtant le même calcul a été fait en 2009 avec des conclusions totalement différentes: https://www.lowtechmagazine.com/2009/03/fast-charging-electric-cars-off-peak-grid.html
Mais quand on est déjà convaincu, le biais de confirmation nous pousse à voir les conclusions qu'on veut entendre dans la moindre vidéo youtube qui fait des estimations grossières déconnectées de la réalité et n'apporte aucune solution.

La production de courant devra monter significativement, mais rien d'alarmant et totalement à porté.

Clairement oui, si on remplaçait la totalité du parc automobile par de l'électrique, la production mais aussi tout le réseau de distribution devront être adaptés et revus significativement à la hausse. D'ailleurs pour trouver son résultat dans la vidéo, il base son calcul sur un véhicule par foyer, ce qui est totalement déconnecté de la réalité actuelle, mais assez proche d'un futur avec voiture électrique où il n'y en aura pas pour tout le monde et ce sera un privilège. On peut d'ailleurs facilement imaginer qu'il y aura des zones blanches de la charge rapide.

Il parle aussi de la consommation : cela ne posera pas de problème significatif SI la demande est étalée intelligemment. En pratique, il s'agit de programmer la recharge la nuit et non à 17h30 en rentrant chez soi.

ça a été contredit dans les commentaires sous la vidéo dont je parle plus haut.
et vraiment rien de nouveau c'est un problème bien connu, il en était déjà question en 2009 sur low tech magazine: https://www.lowtechmagazine.com/2009/03/fast-charging-electric-cars-off-peak-grid.html

Et aussi de recharger lentement si c'est possible.

On parle de 37h pour une charge complète sur une prise normale pour une Zoé dotée d’une batterie de 52 kWh d'après la fiche constructeur, ou 7h pour 100km d'autonomie.
Clairement le focus c'est sur recharger le plus rapidement possible, c'est autour de ça que repose le succès de la voiture électrique et on a pu voir que la recherche va dans ce sens avec des trucs aussi dingue que la charge à 2400 ampères: https://www.futura-sciences.com/tech/actualites/voiture-electrique-recharge-aussi-rapide-quun-plein-ford-pense-avoir-solution-94911/

Si la charge lente est possible, elle n'est pas souhaitable et ne sera pas utilisée en pratique.

Faut comprendre aussi que personne ne recharge 80 kW par jour car personne ne roule 400 km par jour. Si vous roulez 50 km / jour, vous aurez besoin de recharger juste cela.

C'est là encore complètement déconnecté de la réalité. Déjà la nécéssité de recharge n'est pas uniquement fonction de la distance parcourue (exemple usage de la clim, de la sono, temps passé dans les bouchons, usure de la batterie, dénivelé du trajet, poids transporté, température extérieure, vitesse, etc.), mais surtout on ne peut pas se baser sur une moyenne. Si vous faites 50km par jour en voiture pour vous déplacer, vous devriez tout simplement vous passer de voiture et utiliser un véhicule plus approprié comme un vélomobile électrique ou un vélo, ou les transports en commun. Mais si je prends les exemples autour de moi des gens qui habitent à la campagne, les déplacements sont au minimum de 100-150km juste pour aller travailler et pour certains c'est 400 à 800 km par jour.
Au quoitidien je me déplace en vélo ou à pieds et mon usage de la voiture c'est surtout pour les longs trajets allant de 400 à 1000km dans la journée.
Avec son autonomie très limitée et ses temps de charges relativement longs même en charge rapide, la voiture électrique ne permets tout bonnement pas ces usages pourtant répandus.

On peut par ailleurs pointer un problème mis en avant dans la vidéo de Engineering Explained: quand on habite dans un appartement en ville recharger une voiture électrique est une sérieuse difficulté.
Souvent on a déjà du mal à trouver une place pour se garer alors on ne va ni monter la voiture au 4ème étage, ni tirer une rallonge sur 400m. Devoir attendre dérrière plusieurs personnes que la borne se libère et devoir attendre que la voiture soit chargée pour ensuite devoir trouver où la garer c'est un cauchemar quotidien. Ce qui nous ramène au fait que la solution n'est pas la voiture électrique, mais tout simplement de se passer de voiture, du moins en ville. On peut même rappeler que la voiture électrique est un sérieux obstacle au déploiement de solutions efficaces car elle accapare les ressources de l'état qui ne seront pas investies dans des infrastructures favorisant les vélos où les transports en commun.

Tandis que à la campagne, la voiture est centrale au quotidien et on fait pas mal de km chaque jour alors que c'est là que le réseau électrique est le moins adapté à des pics de consommation causés par les recharges de véhicules électriques, et ce sont aussi les zones qui recevront le moins d'investissement ou de priorité dans la mise à niveau du réseau.

Et donc même en charge lente, ça représentera 2-3 à 10 ampères (l'équivalent d'une clim durant ce temps). C'est pas rien, mais c'est pas alarmant non plus.
Enfin, sur la facture d'un ménage : oui, la consommation d'électricité va monter. Perso elle a augmenté de 20-25 € par mois (soit une hausse de 40%) en roulant en EV pour aller au travail.
Par contre, je ne fais plus de plein d'essence. Il faut bien le voir également.
Je paye mensuellement 25€ d'électricité, là où avant, je payais mensuellement 65€ d'essence.
Le choix est vite vu, et l'économie réalisée à long terme aussi.

Et on retombe sur la question du report de la taxe des carburants, de la hausse massive du prix de l'électricité, de l'augmentation des véhicules électriques qui va mécaniquement faire monter le prix du kWh, etc.
Mais aussi des usages, tout le monde n'a pas le privilège de pouvoir recharger sa voiture à domcile et les tarifs peuvent être exorbitants ou proche de celui de l'essence par exemple depuis son changement de tarification sur le réseau ionity 100km avec une zoé coute 13 €.
Le prix au kWh est déjà amené à augmenter et on a des risques de défaillance du réseau en hiver et en été, avec l'annonce de possibles délestages localisés dans plusieurs pays. Il me parait évident que l'adoption de la voiture électrique ne va pas améliorer les choses à ce niveau là.

9 months ago
As a norwegian I find your examples from Norway interesting. As you say, yes we can handle it today, but just barely at times. This past month it has been very cold, and prices for kwh has gone through the roof. Energy companies have trouble coping with the peaks and tells EV owners to charge at night. However,...the politicians have got electricity on their brains, and EVERYthing shall be electric in the not so distant future. Boats, ferries, lorrys, buses, excavators, chain saws, tractors, motor bikes, and within 2040 all domestic aviation shall be electric if dreamers are right. Will the grid struggle then?? Oh yes...

7 months ago (edited)
Be careful with those Norway numbers. They may currently have an "insane" EV adoption rate of over 50%, but like everywhere, annual car fleet turnover is low, so the number of new EVs added to their fleet every year is low, and the total penetration of EVs into Norway's vehicle fleet is only around 15% of the total vehicle fleet of 3.8 million cars, which is why you don't see a big boost in electricity demand as you've pointed out.

And for EVs to be completely green, the 1.25 trillion KWh needs to be wind, solar or nuclear. It defeats the purpose if all the new power plants are coal. But wind and solar do not produce energy-dense electricity, to use a phrase you've used. So lots of solar or wind farms need to be produced. So they consume a lot of real estate. Not every state has vast tracks of empty desert like California. And they're very costly compared to a standard natural gas power plant, and they also compete for some of the same rare earth metals used in car batteries. I'd be curious to see what you estimate the cost of producing 1.25 trillion KWh to be using solely renewable energy.

5 months ago
As a fellow engineer and numbers nerd, I love these videos. Just to expand your analysis a little and put some numbers on the impact on the entire grid as a whole if in some future all EV world if 200 million cars plugging into the grid all at once. 8kW times 200 million cars represents a load on the grid of 1,600 GIGAWATTS! The current total grid connected electrical generating capacity of the US is only 1,120 gigawatts!

So absolutely we are going to have to find better ways to charge all of these potential electric cars other than the 5:30 pm mass plug in that browns out the entire grid. Hopefully different tariffs for different times of day will help encourage more people to schedule charging for late at night. Also an even better price break for those who will put their car on a seperate smart meter that allows the utility company to throttle back or defer charging to keep the grid humming along at an even level. Then you can just tell the meter the time by which you need your car fully charged and the grid management system controls the charging to both even out the load and make sure that your specific car is charged and ready when you need it to be.

But we are talking about Americans here, so trying to tell many of them that they should give up the convenience of just slapping their car on the charger the moment they get home in order to help society as a whole is almost guaranteed to get them to do exactly the opposite 'cause, you know, ma freedums. And then when utility companies "forces" them to accept time of day metering by making power super expensive starting at 5:30 pm and going to 9:00 pm, you just know that the "Make America Great Again - for me" crowd will start to whine about socialism and violation of their constitutional rights (I am sure all of this will somehow be turned into a violation of their 2nd amendment rights to own anti-tank weapons 'cause you know you might need to fight off communist tanks coming to make you unplug your car).

Full Throttle
7 months ago
Very informative. The difference over the last 60years is they've expanded power generation with on demand base load plants that can vary thier output based on current grid demands. (Coal,Gas,Nuclear) with renewables they are not on demand when it's needed most. Nowadays everything is electric. Our technology energy consumption far out paces 60years ago. With today's society wanting to eliminate fossil fuels it pushes everything electric! Not just cars. Adding to the demand. Unless they come up with some magical new way of generating reliable on demand power I don't see it happening before 2050 reliably with the pace they are shutting down power plants. Plus who wants to charge thier car on a schedule? People don't have time for that.

[4]: V F
5 months ago
California has been running a power deficit for years even with consumers adding power via solar sell back. That's been predictable but not fixable.

[5]David Lorenz
3 months ago
Appreciate the info, you're a good explainer.
As a California resident, I fear the day that CA mandates EVs for everyone here, because we are closing plants and importing power already, and rates are only climbing. Not to mention the "aging infrastructure" and the problems caused by that, other than the spectacular seasonal wildfires. CA energy demand is currently "unsustainable" but rather than build more base line power plants, they are increasing the power they buy from other states.
As for "predictable" solutions, the only things in CA that is predictable, are vast cost overruns, corruption and delays.

[6]:Adam K
9 months ago
I remember living in Los Angeles 8 years ago when a heat wave hit and literally street lights, billboards and traffic lights were constantly being shut down so that the grid could make it. No one even owned an EV back then and people drove around in cars to cool off.

[7]: Vernon Brumley
7 months ago
Does the MPGE calculation include the air-conditioner and heater draw on the batteries of these EV's ? I can imagine being stuck in a traffic jam for two hours in the heat of Summer. What effect would that have on the MPGE ?

8 months ago
One thing that never gets discussed - how will government TAX electric car energy to make up for the loss of gasoline taxes?

[9]: SR Sykes
SR Sykes
4 months ago
Love your back of the envelope calculations. I got my electrical engineering degree in 1970 and worked for an electric utility for 30 years. I then spent another 15 years working as a consultant to electric utilities, my specialty was remote monitoring and control. While I would be the last to say this problem "is beyond the capability or the American engineer," I would like to point out some issues which you either neglected or glossed over too lightly. I think the key is we have to begin today to solve this problem. Because the electric utility industry is so capital intensive, the old system of public utility regulation, allowed the utility to plan five ten or even 20 years into the future and and make a reasonable profit on that investment. Today we are leaving generation and and a lot of transmission investment to the non-regulated segment which is not promised a reasonable return on their investments. Solar, wind, geothermal and other renewables are great, but some additional base-load is needed too. In the 60's, 70's and 80's many utilities built "fat" into their systems. This "fat" (allowed for the planning for reasonable contingencies) served several purposes. A flatter demand curve is not necessarily always a good thing for the grid. Starting in the 90's that "fat" was sacrificed in the name of cheaper rates. Automation on the distribution side has helped with not having the "fat." Those off-peak hours are important for maintenance (and construction.) I don't know, not my area, but I would look at what running a transformer at a higher load for more hours a day is going to do to the life of that transformer. Utilities are going to need engineers to design, build and operate system additions. Last time I checked we were not turning out new engineers at a good rate and new engineers were not knocking down the doors of electric utilities. I have been completely retired for over five years now, and I am still getting calls wanting me to come back to work because they can't find people. One final point, Norway's scaling problem is not quite the same. I think the absolute numbers, not just the ratios or percentages, do make a difference too. I will close by saying, that you are right, it can be done. And I say it must be done. I just think there is a little more to it.
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