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16 janvier 2011 7 16 /01 /janvier /2011 14:41

17 Janvier 2011


Les énergies fossiles carbonées n’ont plus la cote. Elles sont accablées par deux malédictions: La perspective d’épuisement et le réchauffement climatique.


On a pu croire un moment que le tarissement des ressources  allait résoudre le problème du réchauffement, mais hélas il s’avère que les réserves sont encore abondantes, assez pour nous pourrir encore la vie pendant ce siècle.


Face à ce constat on observe deux attitudes:


D’une part celle des pays de nature optimiste , qui considèrent que le problème du développement des énergies renouvelables n’est pas une première urgence mais une affaire de moyen terme. En clair, on ne craint plus la panne sèche pour demain matin, il faudra simplement payer un peu plus cher la précieuse denrée, ce qui n’est pas un réel obstacle pour les pays riches ( ou qui se croient tels). Au contraire, diront les cyniques, qui voient dans le renchérissement  de l’énergie l’occasion d’augmenter leurs marges et de réguler la consommation.


Certes il subsiste le problème du CO2 émis par la combustion du fuel, du gaz et du charbon. Qu’à cela ne tienne, rétorquent les optimistes, des solutions existent pour s’en débarrasser au moins partiellement, il suffit de le renvoyer d’où il vient ce qui, il est vrai, n’est pas complètement idiot.


Dormez en paix braves gens, l’apocalypse est repoussée à une date ultérieure.


dans ce contexte, les énergies renouvelables propres risquent de perdre leur statut de bouées de sauvetage de l’Humanité pour devenir de simples exercices de style, voire d’opportunes occasions de toucher des financements.


Elles ne seront alors considérées comme vraiment attractives que lorsqu’elles seront économiquement rentables ou règlementairement obligatoires, ce qu’elles ne sont pas encore aujourd’hui. Les incitations à recourir aux énergies renouvelables propres peuvent revêtir différentes formes:


- Hausse insupportable  du prix de l’énergie.


- Instauration d’une taxe carbone dissuasive.


- Création d’un impôt sur l’énergie.


- Instauration d’une tarification de l’énergie par tranches.


- Etablissement de quotas .


- Avantages fiscaux.


-Etc… L’imagination des spécialistes  est sans limite.


L’autre attitude est celle des pays qui ont pris conscience de l’importance du changement de paradigme et qui considèrent qu’il est urgent de s’y préparer dès maintenant pour ne pas être pris au dépourvu au milieu du gué.


La France et l’Allemagne constituent des exemples de ces deux attitudes. Le cas de l’éolien est révélateur:


Fin 2009 le parc français éolien raccordé au réseau comportait 2 900 machines d’une puissance totale de 4 400 MW. Ce parc croît gentiment au rythme de 500 machines par an ( chiffre constant depuis 2006 ). Ce qui participe pour  moins de 0,5% à la consommation totale d’énergie.


Dans le même temps, l’Allemagne s’est dotée de 20 000 éoliennes d’une puissance totale de 24 000 MW fournissant 50 TWh d’énergie. Le programme allemand est résolument volontariste, les objectifs fixés pour 2020 sont ambitieux, 50 000 MW , qui seront obtenus sans augmenter le nombre de machines, mais en augmentant leur puissance ( renouvellement du parc).


Cette avance prise par l’Allemagne lui confèrera un avantage commercial certain pour exporter ses technologies.


Il y a donc d’un côté ceux qui y croient et investissent massivement sur les énergies propres, et de l’autre ceux qui ne leur accordent qu’un intérêt poli.


Pour mesurer la pertinence de l’une ou l’autre attitude, il est important l’analyser l’apport possible de ces nouvelles énergies. Peuvent-elles réellement remplacer les énergies fossiles ? A quelles conditions ?


La consommation annuelle d’énergie « finale » en France est d’environ 2000 TWh  ( 170 Mtep) toutes énergies confondues ( la consommation d’énergie primaire est plus importante mais il nous a paru plus pertinent de retenir l’énergie finale).


Une grande éolienne peut délivrer une puissance max de 5 MW ( soit une énergie annuelle de 43,8 GWh à pleine puissance 24h/24). Les rendements effectifs des parcs éoliens relevés en Allemagne et dans le Jura Suisse sont  de 15% environ. Ce qui nous donnerait annuellement 6,6 GWh par machine de 5 MW.


Il faudrait donc installer 304 000 éoliennes de 5 MW pour obtenir 2000TWh. Cela n’a évidemment aucun sens.


L’Allemagne dispose d’un parc de 20 000 machines, ce qui est déjà beaucoup ( leur puissance est très inférieure à 5 MW). Il paraît difficile de dépasser 40 000 machines dans l’avenir , sans rencontrer de gros problèmes de tolérances et d’efficacité.


Rêvons un peu et imaginons la France dotée d’un parc de 40 000 machines de 5  MW. Ce parc pourrait alors fournir 13% des besoins français totaux, ou encore 65% des besoins électriques actuels, compte non tenu des futurs besoins de la voiture électrique.


Ce petit calcul suggère trois remarques:


D’une part, l’objectif de fournir l’essentiel des besoins électriques avec l’éolien ( avec l’appoint du  photovoltaïque) n’est pas absurde. L’Allemagne y songe sérieusement. La France n’est pas prête à accepter un projet de 40 000 éoliennes sur son sol.! Les réactions aux quelques modestes projets actuels de fermes off shore laissent penser qu’il sera très très difficile de faire accepter plusieurs dizaines de milliers de machines sur le territoire français….


D’autre part, aussi intéressant que soit l’apport de l’éolien, il ne peut représenter qu’une part  de l’énergie totale nécessaire, de l’ordre de 20%.


Enfin, l’énergie électrique n’étant pas stockable, la fourniture serait sporadique, ce qui ne convient pas à de nombreuses applications.


Tournons-nous vers le photovoltaïque:


 

L'énergie solaire reçue au niveau du sol annuellement est de 1 300 KWh/m2, en faisant la moyenne entre Paris et Marseille.


Le rendement d’une installation est aujourd’hui de l’ordre de 12%. Avec les améliorations de la technologie on peut estimer que ce rendement atteindra 20% en 2020, soit 260 KWh/m2.


Il faudrait donc installer 7 800 km2 de panneaux pour fournir la France en énergie, soit l’équivalent d’un département. Difficilement acceptable, même en considérant que les surfaces de toitures sont en principe disponibles. En utilisant les surfaces de toitures disponibles on pourrait fournir environ 10% des besoins totaux.


De plus le photovoltaïque souffre du même défaut que l’éolien, une fourniture sporadique incompatible avec certains besoins.


Egalement dans ce secteur l’Allemagne est en tête, faut-il s’en étonner ?


En première analyse donc, l’éolien et le photovoltaïque ne pourront intervenir que comme compléments de sources plus puissantes et régulières. On peut estimer entre 20 et 30% la participation possibles de ces énergies au total des besoins.


L’hydraulique fournit  6% de la consommation totale, donc 70 à 80% des besoins énergétiques jusqu’en 2050 devront  être fournis soit par les énergies fossiles émettrices de CO2, soit pas la biomasse, soit par le nucléaire.


Il y a en France (2005) 58 réacteurs nucléaires en service, pour 19 centrales. Ces réacteurs ont une puissance moyenne de 1 086 MW. La puissance totale disponible est donc de 63 GW environ, soit une énergie annuelle de 550 TWh.


Ceci participe pour 85 % aux  fournitures électriques, et pour 15% des besoins énergétique totaux ( la puissance max n’est pas toujours appelée).


L’hydraulique intervient pour environ 6%, et la biomasse pour 5%.


Donc en France 70% des besoins énergétiques sont satisfaits par les énergies fossiles ( 55% par les énergies carbonées et 15% par le nucléaire).


La montée des énergies renouvelables propres (éolien et solaire) pourra réduire cette part à 50%, mais il restera 1000 TWh à la charge du fuel, du gaz, du charbon, de la biomasse, ou du nucléaire.


Il faut donc oublier l’illusion que les énergies propres et renouvelables pourront remplacer totalement les énergies fossiles.


Le maintien de notre standard de vie occidental jusqu’en 2050 n’est possible qu’à la double condition d’une part d’accepter de continuer à consommer les énergies fossiles dans la mesure de leur disponibilité, en appliquant un programme de dépollution et de séquestration du CO2, et d’autre part de couvrir le territoire d’éoliennes, de panneaux photovoltaïques, et de centrales solaires thermiques à concentration pour prendre le relais des centrales nucléaires vieillissantes.


Pour survivre « à l’occidental » après 2050, il faudra impérativement trouver un substitut aux énergies fossiles carbonées. Aujourd’hui, il n’apparaît pas d’autre substitut que l’énergie nucléaire.


Le scénario pour les prochaines décennies pourrait être le suivant:


- Campagnes pour les économies d’énergie.


- Soutien au développement des énergies renouvelables propres.


- Montée en puissance de la stratégie CSC ( Capture et Séquestration du Carbone).


- Soutien au développement des véhicules électriques.


- Relance du programme nucléaire avec l’objectif de couvrir 30% des besoins en 2050 en technologie EPR ( ce qui suppose un doublement des moyens nucléaires actuels).


- Relance du programme de surgénérateurs, pour prendre la relève en 2050.


(Eu égard au caractère non renouvelable du combustible nucléaire, il paraît inévitable de devoir recourir à la surrégénération pour être à même de prendre la relève des combustibles traditionnels épuisés ).


Un autre scénario pourrait être proposé dans l’objectif de réduire notre consommation énergétique:


L’Européen moyen consomme environ 10,6 Kep par jour.


L’Africain moyen consomme 1,5 Kep par jour.


Il suffit donc d’adopter le standard de vie africain actuel pour réduire de 86% notre empreinte énergétique. Les énergies renouvelables suffiraient alors à couvrir tous les besoins restants.


Il est surprenant qu’une solution aussi simple ne bénéficie pas de la promotion enthousiaste des organismes internationaux comme le G20. Ce scénario comporte probablement quelques petits inconvénients qui rendent son application délicate, voire impopulaire…..

 

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