Lundi 27 juin 2011 à 7:03

Energie, nucléaire, économies

     J’ai déjà fait plusieurs articles sur l’énergie et la production de gaz à effet de serre du 9 au 16 septembre 2009.
    Je serai donc plus bref pour essayer de faire le point en un seul article sur les moyens de production d’énergie électrique utilisables.


    Je rappelle d’abord les proportions de demande énergétique en 2009, et la répartition des méthodes de production d’électricité.
    On voit que les énergies fossiles productrices de CO2 représentent 81% de la demande globale, et  encore les 2/3 en matière de production électrique.


http://lancien.cowblog.fr/images/ClimatEnergie/images1-copie-3.jpg
http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/Repartitionelectricite2.png















   Or la demande énergétique est en très forte augmentation, même dans l’hypothèse où les pays occidentaux diminueraient leur consommation du fait de la demande des pays tels que la Chine et l’Inde ou l’Afrique.
    Par ailleurs la diminution des réserves de pétrole et de gaz amènera une demande croissante de chauffage et de véhicules électriques, donc de production d’électricité. La demande en énergie électrique augmentera fortement dans les 20 prochaines années même si nous faisons un très gros effort d'économie d'énergie (auquel je ne crois qu'à moitié, notamment de la part des américains).

    Comment faire face à cette demande croissante ? Ce que nous savons faire, ce sont les procédés utilisant charbon, gaz et pétrole, le nucléaire et l’hydroélectrique, mais cette dernière voie étant déjà très exploitée et donc ne pouvant énormément se développer.
    Le rêve des écologistes est le développement des énergies dites renouvelables : biomasse, éolien, solaire. ( je ne parlerai pas du géothermique ni des usines marémotrices, car si ces méthodes peuvent être localement importantes, elles sont peu généralisables).

    La biomasse concerne essentiellement le bois, les biocarburants et l’utilisation de déchets.
    Le bois est une source d’énergie intéressante, très utilisée dans certains pays tel par exemple le Canada. Mais ces mêmes pays ont appelé l’attention sur les émissions autres que celles de CO2, qui ont des inconvénients notamment des poussières, des goudrons et de l’oxyde nitreux N2O qui est un gaz à effet de serre. L’oxyde de carbone CO très toxique, n’est pas un problème important, sauf dans la pièce elle même de combustion, car dans l’atmosphère, il se transforme en CO2.
    Les déchets de bois, les “granulés” de sciure sont des compléments énergétiques intéressants.
    Mais quand on tient compte de l’émission de CO2 due à la combustion, du pouvoir calorifique moins élevé (le tiers) et de la déforestation, le bois ne fait pas gagner beaucoup en matière de gaz à effet de serre, par rapport au fioul et surtout au gaz.
    Mais il est certain que des pays comme le Canada qui disposent de forêts immenses ont intérêt à se chauffer au bois plutôt qu’au fioul, au gaz ou au charbon, à la fois au plan économique et écologique.
    La pub plus ou moins exacte nous a fait croire que les “biocarburants sauveraient la planète.   
    Il faut se rappeler que ce sont des produits carbonés mais ils sont cependant  intéressants, car indépendants du pétrole, et pour autant que leur production n’entre pas en compétition avec la biomasse alimentaire (ce n’est pas encore le cas aujourd’hui pour les carburants dits de première génération éthanol, biodiesel).
    C’est  la  raison  pour  laquelle  il  faut  développer  les  carburants  de  deuxième  génération  utilisant  la biomasse lignocellulosique (bois, déchets de bois, taillis à pousse rapide, paille, etc.). En apportant de l’énergie de l’extérieur, notamment sous forme d’hydrogène, on peut doubler ou tripler le rendement à l’hectare par rapport aux biocarburants de première génération, sans concurrencer la production alimentaire.
    Le brûlage de déchets, notamment ordure peut être un complément intéressant pour le chauffage urbain. Elle pourra peu à peu nous permettre de nous passer du pétrole, par exemple pour remplacer le kérosène des avions
    Mais en définitive la biomasse n’apportera pas de solution au plan de la production d’électricité.

http://lancien.cowblog.fr/images/Caricatures1/caricaturevaches.jpg    L’éolien est le cheval de bataille de beaucoup d’écologistes.
Peut il prendre en charge une production électrique importante.?

    Les éoliennes transforment l’énergie mécanique du vent en énergie électrique. Leur production est soumise aux aléas météorologiques, elle est donc
intermittente. Quand il n’y a pas assez de vent (moins de 3 m/s), l’éolienne ne fournit pasd’électricité, quand il y en a trop (plus de 25 m/s), elle se met en rideau pour éviter d’être endommagée.
    On ne sait pas stocker l’énergie électrique produite et donc les autres sources d’énergie doivent s’adapter aux caprices du vent. Celles qui peuvent facilement changer de niveau de production sont les centrales utilisant les produits fossiles, gaz notamment, émettrices de CO2.
    La puissance d’une éolienne est faible de l’ordre de 1,5 Mw, alors qu’un réacteur nucléaire produit 1,5 Gw. Il faut donc environ 1000 éoliennes pour remplacer une centrale nucléaire.
    Enfin le coût actuel de l’électricité produite est masqué par les subventions que paye actuellement le contribuable en France.
    Le coût complet de l’éolien est composé du coût initial d’investissement relativement élevé, (achat de l’éolienne, génie civil, raccordement au réseau de
distribution) et du coût de maintenance auxquels il faut ajouter les coûts externes générés par l’intermittence de ce mode de production.
    Un rapport de l’Institut Montaigne estime que le coût de l’éolien devrait être de l’ordre de 163 € par kW et par an et que si l’objectif de Grenelle était atteint (25 GW d’éolien, soit 16 000 éoliennes), cela entraînerait par rapport à une production classique un surcoût de un milliard par an d’ici 20020 et 2,5 milliards par an au delà, par rapport à une production classique charbon ou nucléaire.
    L’éolien est donc une source complémentaire possible, mais intermittente et chère, nécessitant des centrales à gaz pour compléter ses arrêts. Elle ne peut prendre en compte une progression importante de la demande ou le remplacement des énergies fossiles et nucléaires, car il faudrait des centaines de milliers d'éoliennes, qu'on ne saurait où mettre et des centrales à charbon ou à gaz pour palier l'absence de vent.

    Une autre filière intéressante est le solaire.
    Le solaire thermique, c’est à dire l’échauffement d’un fluide par le soleil dans des tubes est, couplé à une pompe à chaleur, une solution d’avenir pour la production d’eau chaude sanitaire dans les maisons individuelles. Elle est beaucoup plus compliquée et onéreuse à installer dans des immeubles collectifs.
    Le solaire photovoltaïque fait grand bruit grâce aux subventions gouvernementales accordées, qui en masquent le coût.
    Le rendement des cellules est en effet très bas.
    En fait avec la génération actuelles de capteurs, il n’est absolument pas rentable, même dans une maison individuelle, le kwh produit étant environ dix fois plus cher que l’électricité nucléaire.
    Pour la production d’une électricité collective dans une centrale, il faut une quantité énorme de panneaux et donc une superficie prohibitive.
La plus grande centrale actuelle située au Portugal, a une puissance de 62 Mw, et comporte 350 000 panneaux solaires sur une surface de 114 hectares.
    On peut donc garder ce chiffre en tête : pour produire les 1,5Gw d’une centrale nucléaire, il faudrait environ 1000 éoliennes et  8 700 000 panneaux solaires sur une surface de 2700 ha.
http://lancien.cowblog.fr/images/Paysages2/guenching.jpg

    Les cellules photovoltaïques actuelles sont donc d’un rendement trop faible pour une production électrique de masse intéressante, tant en coût qu’en surface nécessaire.
    On espère que les cellules de troisième génération permettront d’améliorer le rendement actuel, trop bas pour être vraiment intéressant. Mais le solaire, s'il permettra de subvenir aux besoins de maisons individuelles, et peut être d'immeubles en matière de climatisation et de besoins sanitaires (à condition de gros progrès et de l'associer à des pompes à chaleur - je ferai un article sur elles), jamais le solaire ne permettra la production de masse d'électricité car il faudrait couvrir toute la surface de la terre de capteurs, dont le rendement photoélectrique par m2 ne sera jamais bon. Par ailleurs, comme pour l'éolien, la production est intermittente et aujourd'hui on ne sait pas stocker en grande quantité l'énergie électrique.


    On peut aussi retenir les chiffres suivants du Commissariat au Plan  sur le coût en milli euros du kWh :
            Nucléaire    Charbon    Gaz   Pétrole    Eolien    Solaire
                   33              37          36         60         61          450

    soit          1               1,1        1,09       1,8       1,8         13,6



    En définitive, on s’aperçoit que malheureusement, si le développement d’énergies renouvelables est souhaitable, elles ne pourront pas suppléer les modes de production d’énergie classique, compte tenu des besoins très importants, de leur coût et des contraintes d’utilisation.
    En matière de production électrique de masse (des milliers de GW), seules les centrales nucléaires, charbon et gaz sont utilisables dans les prochaines décades et malheureusement les deux dernières produisent du CO2.

    La décision de l’Allemagne de fermer ses centrales nucléaires n’est pas pénalisante au plan économique, mais elle l’est au plan climatique car elle n’a guère d’autre solution que de faire de nouvelles centrales à lignite. Et l'Italie risque d'avoir le même problème. La Chine et l'Inde développent par contre de façon importante, charbon et nucléaire, car il leur faudra faire face à une demande qui va doubler dans les 30 prochaines années.
    Les USA hésitent car ils n'ont pas les mêmes problèmes que nous. Ils n'ont ni l'intention de diminuer leur consommation électrique, ni celle de diminuer leur production de CO2. Ils "achèteront des droits en CO2" à l'Afrique ! Donc ils construisent des centrales à charbon et à gaz. L'éolien ne les intéresse pas mais le photovoltaïque si et ils font effort dans ce domaine, car ils ont de grands déserts  où il y a de la place au soleil, ce que nous n'avons pas en Europe. Et ils ont une conception différente des dépenses financières et pour eux le fait que, compte tenu du mauvais rendement de transformation photon-électron, on restera toujours à un prix environ 5 fois supérieur aux autres énergies, ne les effraie pas (actuellement c'est un facteur 13, masqué par une politique de subvention par les contribuables !).

    Qu'on soit pour ou contre le nucléaire, nous n'avons pas d'autre solution que le charbon, le gaz ou le nucléaire à l'horizon 2050 pour satisfaire les besoins énergétiques et il faudrait par ailleurs poursuivre un très gros effort de recherche pour mettre au point des solutions valables de substitution.

    Dans le domaine climatique, par ailleurs, nos dirigeants n’ont pas l’air de se rendre compte que plutôt que de développer à grands frais et à coup de subventions l’installation accélérée des filières solaires et éolienne, on ferait mieux de favoriser la recherche dans le solaire et la biomasse, et  l’installation de pompes à chaleur ou l’isolation de bâtiments anciens, mesures qui permettraient des diminutions d’émissions de CO2 équivalentes à un coût moindre pour la collectivité.   

   
Toutefois je ne vous ai pas parlé d’une autre source à long terme d'énergie renouvelable, propre et sans danger, l’énergie de fusion nucléaire, qui ne sera disponible qu'après 2050 au plus tôt. Je pense faire prochainement deux ou trois articles sur le projet “ ITER ” et je ferai également un article sur une énergie propre du futur, l'hydrogène associé aux piles à combustible, à l'horizon 2030.
Par alyane le Lundi 27 juin 2011 à 8:54
Les projets bio ne sont pas très réalisables pour satisafaire les besoins de consommation!
 

Ajouter un commentaire









Commentaire :








Votre adresse IP sera enregistrée pour des raisons de sécurité.
 

La discussion continue ailleurs...

Pour faire un rétrolien sur cet article :
http://lancien.cowblog.fr/trackback/3118678

 

<< Page précédente | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | Page suivante >>

lancien

sortir de la tristesse

Créer un podcast