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15 octobre 2013 2 15 /10 /octobre /2013 10:44

Voiture électrique, gros appétit de kWh.

14 Octobre 2013

Nous vivons une époque de transition énergétique; les solutions technologiques adaptées à cette période changeante ne seront plus valables lorsque la transition sera achevée.

Par exemple aujourd’hui les voitures électriques les mieux adaptées sont les hybrides, car les carburants fossiles sont toujours disponibles sans rationnement et à un coût acceptable, on peut donc les utiliser en synergie avec l’électricité pour réduire les émissions de CO2 et assurer une autonomie suffisante.

Mais demain, dans l’hypothèse d’un épuisement des réserves fossiles, l’essence et le gazole ne seront plus que de lointains souvenirs et les biocarburants seront distribués avec parcimonie car réservés aux usages prioritaires.

nos voitures devront alors se contenter de l’électricité verte.

Aujourd’hui le parc automobile français comprend 38 Millions de véhicules, dont 32 Millions de voitures particulières.

On peut donc raisonnablement imaginer une France dont les routes seraient sillonnées par 32 millions de voitures électriques utilisées comme le sont aujourd’hui nos engins à moteurs thermiques, c’est-à-dire sur une base de 12 000 kms/an ( Source INSEE).

Sachant qu’il faut 20 kWh pour parcourir 150 kms ( Source Renault, modèle ZOE, usage combiné ville-route), le parc de 32 millions de véhicules électriques consommerait environ 50 TWh par an.

Ce chiffre est à méditer car la consommation des futures voitures électriques est rarement prise en compte dans les prévisions d’évolution de la consommation finale d’électricité du pays.

50 TWh représentent la production annuelle de 4 000 éoliennes offshore de 5 MW, soit 20 000 MW installés, auxquels il faut ajouter les installations de relève de compensation d’intermittence, elles aussi bien souvent oubliées dans les prévisions.

Rappelons que le Grenelle prévoit l’installation de 2000 MW d’éolien offshore pour 2020 ( 330 génératrices réparties sur quatre parcs), soit le dixième de ce qu’il faudrait pour faire rouler nos voitures électriques, si elles existent un jour...

50 TWh représentent également 75 % de la totalité de la production hydroélectrique française actuelle en année moyenne.

On peut aussi préférer produire ces 50 TWh avec une dizaine de centrales thermiques de 900 MW...

Aujourd’hui, 30 Millions de véhicules à moteur thermique consomment de l’ordre de 150 TWh en essence ou gazole, c’est-à-dire trois fois plus que ne consommeraient leurs équivalents électriques. Cette différence est due au très mauvais rendement réel des moteurs thermiques, qui ne dépasse pas 20% en moyenne d’usage, contre 60% pour l’électrique.

Le passage de l’automobile au tout électrique sera donc un réel progrès énergétique, mais il ne faudra pas négliger la consommation correspondante, qui sera tout à fait considérable.

Pour en prendre la mesure, il faut savoir que 50 TWh représentent la totalité de l’énergie primaire utilisée pour le chauffage de 10 Millions de logements conformes à la RT 2012.

Il faut bien réaliser que, lorsque les fossiles seront épuisés ou hors de prix, l’électricité verte aura la charge de fournir 70 à 80% de nos besoins en énergie finale, qui atteignent aujourd’hui près de 2 000 TWh.

( Le reste étant fourni par les autres énergies vertes ).

Il y a du pain sur la planche.

En face de ce défi inédit, aucun décideur politique ne peut raisonnablement décréter l’arrêt massif de réacteurs électronucléaires sans s’être assuré d’abord que des moyens de production de substitution soient prêts à garantir la relève.

Et ce ne sont pas 330 éoliennes qui pourront prétendre relever un tel défi.

On ne peut à la fois proclamer la fin de l’ère du pétrole et ignorer ses conséquences pratiques.

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12 octobre 2013 6 12 /10 /octobre /2013 12:30

Amorcer un retrait du nucléaire.

12 Octobre 2013

Durant la phase de préparation de la stratégie pour une transition énergétique, il était encore possible de pratiquer une communication ambigüe ménageant à la fois la chèvre et le chou et laissant espérer aux divers camps politiques que chacun y trouverait son compte.

Cette phase est maintenant terminée, le temps est venu d’annoncer le contenu de la stratégie énergétique choisie et de lancer les travaux nécessaires à la fois sur le plan parlementaire et sur le terrain.

Il ne fait plus de doute que la décision essentielle, celle dont découleront toutes les autres, concerne le Nucléaire.

Il ne nous appartient pas de juger ici de l’opportunité de telle ou telle politique nucléaire, mais seulement de prendre acte des décisions stratégiques du Gouvernement.

Il semble que la décision de réduire de 75% à 50% à l’horizon 2025 la part du nucléaire dans le mix électrique français soit confirmée.

En matière de politique d’orientation long terme, 2025 c’est demain matin.

Aujourd’hui notre consommation d’électricité est d’environ 400 TWh par an, dont 300 TWh sont fournis par le nucléaire avec 58 réacteurs.

Que sera notre consommation en 2025 ?

Les avis divergent selon les hypothèses retenues. Faute de données solidement établies, nous pouvons supposer qu’elle sera stabilisée à sa valeur actuelle. Les économies réalisées grâce aux programmes de réduction de consommation étant compensées par l’augmentation de l’activité économique, l’accroissement de la population, et l’essor d’applications comme les pompes à chaleur et la voiture électrique.

Dans cette hypothèse la consommation d’électricité nucléaire devra être réduite de 100 TWh, il faut donc arrêter une vingtaine de réacteurs.

Etant entendu que les 100 TWh manquants seront fournis par les énergies renouvelables, contrairement à l’Allemagne qui n’hésite pas à recourir au lignite.

Ces chiffres ne sont contestés par personne.

Arrêter deux réacteurs par an est une entreprise colossale, il n’est pas certain que ce programme soit réaliste.

L’arrêt définitif d’une installation électronucléaire est en soi un véritable projet industriel dont la réalisation s’étale sur plusieurs dizaines d’années, nécessite des équipes de professionnels spécialisés, et des structures de transport, de traitement, de stockage temporaire et d’enfouissement définitif des déchets.

De plus la décision d’arrêt doit être immédiatement suivie de la mise en œuvre de la procédure de démantèlement. Ceci a parfaitement été défini et justifié dans les procédures de sécurité. Il n’est pas possible d’y déroger.

S’il advenait par malheur que, pour des raisons politique ou d’intérêts financiers, cette procédure soit contournée, il en résulterait un risque élevé de santé publique et de dissémination de matériaux radioactifs.

S’il est appliqué selon les règles de sécurité, ce programme d’arrêt de deux réacteurs par an va mobiliser des moyens considérables pendant plusieurs dizaines d’années, et aura un coût tout à fait exorbitant.

Ces moyens risquent de faire défaut pour l’entretien du parc existant, car il subsistera 38 réacteurs en fonctionnement.

Or, dans le même temps, le programme de développement de l’électricité verte aura lui aussi besoin de financements très importants.

Les 100 TWh retirés au nucléaire devront être trouvés ailleurs, et cet ailleurs ne peut raisonnablement être que de l’énergie verte.

Il est difficile de financer à la fois un programme ambitieux d’arrêt de réacteurs nucléaires et un programme de production l’électricité verte, lequel est aujourd’hui de très bas niveau.

TICPE, TICNG, TICC, TGAP, TCFE, CSPE, TCAE, ont de beaux jours devant elles…

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11 octobre 2013 5 11 /10 /octobre /2013 09:58

La traçabilité des énergies vertes, un challenge.

11 Octobre 2013

Aujourd’hui l’électricité représente environ le quart de notre consommation totale d’énergie finale, le pétrole, le Gaz, et le charbon se partageant le reste, avec le bois énergie pour lequel il n’existe pas de statistique fiable.

Le mix électrique français est constitué pour 77% par le nucléaire, pour 10% par les fossiles ( Gaz et fuel) et 13% pour les renouvelables L’hydraulique compte pour 10% et les énergies nouvelles pour 3%, ces 3% sont obtenus par le cumul de l’éolien, du solaire, des centrales au biogaz.

Sur le réseau, rien ne distingue un kWh produit par une centrale à charbon, à fuel, à Gaz, ou nucléaire, d’un autre qui serait issu d’une éolienne ou d’une centrale hydroélectrique.

Le consommateur qui achète une voiture électrique pour contribuer à la transition énergétique et/ou lutter contre la pollution au CO2 n’acceptera pas (Si son comportement est cohérent) de recharger sa batterie sur une prise qui serait alimentée en électricité par une centrale à gaz ou a fuel.

Ce même consommateur, s’il est écologiste militant et donc antinucléaire et fervent adepte des énergies vertes, exigera qu’on lui fournisse une électricité de noble origine ( mais ira-t-il jusqu’à accepter de la payer plus cher ?).

Pour satisfaire cette demande il est nécessaire de créer un système de traçabilité de l’électricité, une sorte de certificat d’origine des kWh achetés.

Le problème n’est pas simple. Si l’on peut suivre la trace d’une vache grâce à une puce ou une étiquette fixée sur l’animal, un kWh n’est pas aussi complaisant, sa provenance est impossible à déterminer, la qualité des électrons étant indépendante de la façon dont ils ont été animés.

Puisqu’il est impossible de valoriser le produit (kWh) en lui-même, c’est vers le producteur qu’il faut se tourner.

Le kWh vert prend naissance chez le producteur qui a choisi d’investir dans les énergies renouvelables ou de cogénération: Eoliennes, Solaire, Hydraulique, etc…

Ce kWh est acheté par un fournisseur (EDF plus une douzaine d’autres ) et injecté dans le réseau ERDF (le seul qui existe et qui collecte donc tous les kWh).

Ce fournisseur revend à ses clients un kWh ( nécessairement anonyme) en leur apportant la garantie qu’un kWh équivalent a bien été produit à partir d’énergies renouvelables.

Cette garantie étant représentée par un « certificat de garantie d’origine » .

Moyennant quoi le client doit accepter de payer plus cher son électricité, sachant qu’on lui a garanti que le surcoût sera consacré au développement des énergies durables .

Evidemment tout cela ne fonctionne qu’à trois conditions:

La première est qu’il existe des clients assez magnanimes pour accepter de payer l’électricité plus cher ( Eh oui, l’électricité renouvelable est plus chère, encore une chose à laquelle le consommateur devra s’habituer)

La seconde est que la garantie de provenance soit autre chose qu’une arnaque.

La troisième est que le surcoût soit effectivement consacré au développement des énergies nouvelles.

Une première tentative a été faite avec les « certificats verts » délivrés aux producteurs d’électricité renouvelable. Les certificats étant négociables, le procédé s’est trouvé rapidement transformé en marché financier douteux grâce auquel certains industriels pouvaient à peu de frais « verdir » leur production.

L’affaire a donc tourné court et un autre système a été mis en place, il s’agit cette fois de garantir la proportion d’électricité provenant d’énergies renouvelables ou de cogénération.

Depuis Mai 2013 et pour cinq ans la gestion des garanties d’origine est en charge de Powernext, qui gère les comptes « électricité verte » ouverts par les producteurs intéressés, et qui s’assure que cette quantité d’électricité verte a bien été produite.

Il s’agit évidemment d’éviter l’effet « assignats » qui consisterait à émettre à tour de bras des certificats pour des quantités d’électricité verte qui ne seraient pas effectivement produites quelque part.

Le répertoire des garanties d’origine est constitué par le « Registre National des Garanties d’Origine » consultable sur le net.

Aujourd’hui la très grosse majorité des garanties d’origine concerne l’électricité d’origine hydraulique.

Reste à voir quelle compensation sera accordée au consommateur « bienfaiteur » des énergies vertes, sera-t-il dispensé de CSPE ? Aura-t-il droit à un crédit d’impôt ?

En France, plusieurs fournisseurs « alternatifs » proposent des contrats « Electricité verte » voire même du Gaz « compensé en carbone ».

On voit déjà fleurir des organismes indépendants qui proposent leur propre système de garanties d’origine, Greenpeace a le sien, de même que GDF-Suez, Enercoop, etc…qui utilisent des critères différents.

Le consommateur aura des difficultés à y comprendre quelque chose, c’est d’ailleurs probablement le but de la manœuvre.

C’est pourquoi nous reviendrons sur le sujet.

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6 octobre 2013 7 06 /10 /octobre /2013 11:57

L’auto électrique, oui, mais on la branche où ?

6 Octobre 2013

Certains constructeurs tentent de promouvoir le concept de voiture tout électrique avec location de batterie. La simplicité du concept permet d’obtenir un coût de production compétitif, et la prime écologique peut séduire plus d’un acheteur potentiel.

Il n’est pas inutile de regarder d’un peu plus près de quoi il retourne, en particulier concernant le service rendu.

Ce type de véhicule doit être équipé d’une batterie de 20 à 25 kWh de capacité afin d’offrir une autonomie décente, environ 150 kms.

Dans la technologie actuelle, une telle batterie pèse 300 kg ( Batterie + système de gestion + berceau de fixation + renforts de suspensions et de caisse ).

Elle permet une autonomie équivalente à celle que procure une dizaine de litres de carburant classique dans un moteur thermique.

Un véhicule à moteur thermique est généralement équipé d’un réservoir de 50 à 70 litres, ce qui lui procure une autonomie cinq à sept fois supérieure à celle de son homologue électrique, et beaucoup plus avec du gazole.

Au crédit de la voiture électrique, on porte la possibilité de recharger la batterie sur une prise « domestique », ce qui permet de bénéficier d’un tarif de braderie.

Certes ce « plein » d’électricité ( 20 kWh) ne coûte que 2 euros à la maison, grâce auxquels on peut parcourir 150 km.

Pour parcourir la même distance, dans les mêmes conditions de conduite éco, une voiture « thermique » fonctionnant au gazole consommera 7 litres, coûtant environ 10 euros.

Sur une distance annuelle de 20 000 km l’économie réalisée avec l’électrique est de 1 100 euros environ.

La démonstration paraît concluante.

Si l’on oublie la location de la batterie.

En effet, pour diverses raisons, les batteries ( les grosses) sont généralement proposées en location à un tarif fonction du kilométrage annuel. Pour 20 000 km/an le loyer mensuel est d’environ 100 euros, soit 1200 euros par an ( Source Renault, modèle ZOE, contrat de 5 ans).

L’économie réalisée par rapport au thermique est annulée.

D’autre part la prochaine introduction de la tarification progressive de l’énergie prévoit d’établir des quotas de consommation domestique et de taxer les dépassements. Or un véhicule électrique qui parcourt 20 000 km/an doit recharger sa batterie environ 150 fois, ce qui constitue une consommation de 3 MWh ( Mégawatt-heure ) environ.

Lesquels seront soit taxés au titre du dépassement de quota de consommation domestique, soit soumis à la TICPE, soit les deux.

( 3 MWh électriques sont comptabilisés en énergie primaire pour environ 8 MWh, ce qui correspond à la consommation primaire de chauffage pour un logement de 160 m2 conforme à la règlementation RT 2012 !!!).

Il est probable qu’alors l’avantage financier de l’électrique ne sera plus qu’un souvenir lointain…

Mais ne nous égarons pas car le vrai problème est ailleurs.

La voiture électrique actuellement proposée doit donc être rechargée au bout de 150 km en moyenne.

A moins d’être confinée en ville en utilisation exclusivement citadine comme second véhicule, la voiture électrique devra être compatible avec les longues distances, plusieurs centaines de kms, comme c’est aujourd’hui devenu courant.

Cet usage exige que le réseau soit équipé de bornes de recharges rapides permettant de « faire le plein » en moins d’un quart d’heure. En effet il n’est pas question d’attendre 6 à 8 heures pour faire le plein.

Fournir 20 kWh en 15 minutes requiert une borne de recharge capable de délivrer une puissance de 80 000 W, ce qui est déjà respectable. Le courant délivré à la batterie de 400 V doit être alors de 200 A.

Chaque « station service » devra être équipée d’une dizaine de ces bornes, ce qui implique une installation de l’ordre du Mégawatt.

Nous laissons au lecteur le soin de recalculer ces chiffres pour les futures batteries qui sont censées permettre une autonomie de 500 kms. Le problème d’autonomie sera certes résolu, mais un nouveau problème apparaîtra, celui de la recharge de ces batteries monstrueuses.

Il y a aujourd’hui en France environ 12 000 stations services classiques, ce nombre s’étant à peu établi en fonction du parc de véhicules, de l’utilisation qui en est faite, de l’autonomie des voitures thermiques, et de l’intérêt des fournisseurs de carburants.

Le passage au tout électrique impliquera un nombre de points de recharge rapide supérieur à 12 000 puisque l’autonomie sera réduite.

Aujourd’hui, selon Chargemap, il y a en France 220 points de charge rapide, installés à 90% dans les villes de quelque importance, ce qui laisse un désert pour le reste du territoire.

L’acheteur d’un véhicule tout électrique doit savoir qu’il ne pourra pas s’éloigner de plus de 70 km d’une grande ville .

Au débuts du XXè siècle l’automobiliste prudent pouvait emporter un ou deux bidons d’essence pour éviter la panne sèche. L’électricité ne permet pas cette précaution.

Cette situation, parfaitement normale au demeurant pour un marché encore inexistant, représente le classique problème de la poule et de l’œuf.

Ce type de problème se traduit par un allongement de la période d’apprentissage, les industriels n’étant pas pressés d’investir dans une application qui n’existe pas encore, et qui peut-être n’existera jamais.

Ici le problème se complique à cause de l’absence de normalisation pour assurer l’interopérabilité entre les différents fabricants de voitures et les différents systèmes de bornes de recharge.

Il existe aujourd’hui au moins quatre systèmes de prises non compatibles, un standard européen est attendu mais pas avant 2015.

Aujourd’hui, non seulement le nombre de bornes de recharge rapide est ridiculement faible, mais si l’on en trouve une, il n’est pas certain qu’elle soit du type qui convient à votre auto !

Conscients de cette situation bloquée, la plupart des constructeurs se sont orientés vers l’hybride sous la forme d’un véhicule électrique avec un moteur thermique prolongateur d’autonomie, avec une batterie de capacité moyenne ( de l’ordre de 6 kW).

Un tel véhicule se passe d’un réseau de recharge et permet de lever le principal obstacle technologique au développement du marché.

Même Renault, jusque là partisan inconditionnel du tout électrique, semble avoir compris que l’issue est comme toujours dans le compromis.

Ce concept, s’il ne satisfait pas les puristes, permettra au moins au marché de démarrer dans des conditions plus réalistes et d’attendre une éventuelle solution de troisième génération ( 2030 ?).

La pile à combustible, attendue comme le messie, utilisera de l’Hydrogène et posera un autre type de problèmes. Par exemple celui du stockage embarqué de ce carburant dans des réservoirs sous une pression de plusieurs centaines de kg, et celui de la production de l’Hydrogène, l’électrolyse n’étant pas forcément la méthode la plus économique ni la plus efficace énergétiquement.

La voiture hybride à prolongateur d’autonomie sera peut-être LA solution pour les dix ou vingt ans à venir.

Nous en reparlerons.

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2 octobre 2013 3 02 /10 /octobre /2013 19:19

Du bon usage de la pompe à chaleur.

2 Octobre 2013

Nous avons évoqué dans l’article précédent les déconvenues énergétiques qui peuvent résulter d’un mauvais usage de la technologie, et en particulier des pompes à chaleur ( PAC).

Si certains mauvais usages (désormais plus rares, on peut l’espérer) ont pu donner une mauvaise image de la PAC, le concept en lui-même conserve tout son intérêt, à condition d’être mis en application dans les règles de l’art.

L’objectif de la PAC est d’utiliser l’énergie solaire stockée dans l’air, le sol et le sous-sol proche, l’eau, et disponible gratuitement en quantité illimitée.

Ce stockage naturel met à notre disposition un réservoir d’énergie calorifique à une température moyenne de dix à douze degrés Celsius sous nos latitudes.

Ces appareils peuvent fonctionner dans les deux sens et donc procurer du chauffage, mais aussi de la réfrigération.

En cette période de crise énergétique nous nous intéressons surtout au chauffage des bâtiments, la réfrigération étant un luxe qui ne s’impose pas dans notre climat tempéré ( ou qui peut être résolu par des méthodes moins énergivores).

Le rôle d’une PAC consiste donc à prélever l’énergie calorifique contenue dans un fluide à la température du milieu naturel, et à élever cette température à la valeur requise pour les applications domestiques ou industrielles.

Le fluide naturel en question peut être de l’air ou de l’eau.

Pour l’air, la température du milieu naturel peut varier considérablement, de - 15 °C en hiver jusqu’à + 40 °C en été sous nos climats, et avec un taux d’humidité très variable.

Pour l’eau, et moyennant certaines précautions, la température est beaucoup plus stable, entre + 10 et + 20 °C si l’on évite de prélever les eaux de surface exposées au gel.

Le rendement théorique d’une PAC est donné par la formule de Carnot:

R = Tc / ( Tc - Tf )

Tc est la température de sortie recherchée.

Tf est la température de la source froide.

La meilleure efficacité sera donc obtenue pour l’écart le plus faible possible entre Tc et Tf.

Par exemple, pour Tc = + 30 °C ( chauffage par plancher chauffant), et PAC à prélèvement d’eau à + 10 °C, nous aurons

(Tc - Tf) = + 20 °C.

Si l’eau est remplacée par de l’air à - 10 °C, alors (Tc - Tf) = 40 °C.

Le rendement théorique est divisé par deux .

De plus, le pompage de l’air à basse température entraîne le phénomène de givrage qui doit être combattu par un dispositif chauffant (!) gros consommateur d’énergie, ce qui abaisse encore le rendement.

La chaleur massique de l’air étant faible, le débit d’air doit être très élevé pour obtenir les calories recherchées, ce qui entraîne un fort bruit de turbine et une nuisance sonore importante.

La PAC à air est inadaptée aux températures hivernales sévères, elle perd son efficacité au moment où l’on en a le plus besoin.

La PAC à prélèvement d’eau est donc le dispositif qui sera préféré lorsque l’on recherche l’efficacité énergétique et la continuité du service même aux températures extrêmes.

Le problème est alors de trouver une source d’eau disponible et accessible.

Le débit nécessaire dépend évidemment de la puissance de l’installation, sachant qu’avec 1 m3/heure on peut obtenir 5,8 kWh d’énergie calorifique pour une chute de température de l’eau de 5 °C.

Pour une installation individuelle de faible puissance ( inférieure à 10 kW) il est possible d’obtenir ces calories à partir d’un serpentin enfoui dans le sol à quelques dizaines de cm de profondeur, ou d’un bassin artificiel souterrain de dix à vingt m3 recouvert d’une isolation convenable.

Mais la meilleure solution, surtout pour les installations supérieures à 10 kW, reste le prélèvement dans la nappe phréatique, lorsque les conditions locales et la règlementation le permettent.

Lorsque ces conditions sont favorables il est possible d’obtenir des débits d’eau élevés et ainsi de réaliser des installations collectives.

Pour informations on pourra consulter la documentation du Bureau de Recherches géologiques et Minières:

« Utilisation des eaux souterraines comme source froide des pompes à chaleur » .

On peut bien entendu également utiliser les cours d’eau pour prélever les calories, selon la règlementation locale.

La Mer constitue une source inépuisable et gratuite de calories. Elle autorise des débits illimités, qui sont mis à profit dans les installations de refroidissement des réacteurs nucléaires ( Blaye, Flamanville,…).

Son exploitation dans l’autre sens pour les PAC ne présente aucune difficulté à condition de respecter certaines règles tenant compte de la corrosion des matériaux, des marées (en Atlantique), des vagues, des courants, du respect de la faune marine, et de la Loi Littoral.

Les PAC marines sont des installations collectives, qui ne sauraient être envisagées au plan individuel à cause de la Loi littoral et du coût prohibitif du système de pompage et de rejet .

A la fin du XIXè siècle les français d’Arsonval et plus tard Georges Claude ont déjà expérimenté des installations thermodynamiques de récupération des calories de l’eau de Mer.

Le principe est donc connu depuis fort longtemps, mais les réalisations industrielles fiables nécessitent des matériaux résistants à la corrosion, et qui ne sont disponibles que de nos jours à un coût compatible avec les besoins d’un marché de masse.

De telles installations commencent à se répandre pour les applications industrielles ou pour l’habitat collectif.

La dernière en date, mise en service en 2013, est celle du Quartier de la Divette, à Cherbourg. L’eau de mer est prélevée dans le port, et alimente deux PAC de 2,2 MW chacune, permettant de chauffer 1 300 logements.

Ces PAC fournissent 84% des besoins, les 16% restant sont fournis pendant les périodes les plus froides, par les installations classiques à gaz déjà existantes.

Il y a en France 1 121 communes littorales ou proches du domaine maritime, d’un estuaire ou d’un delta, d’un lac. A cela il faut ajouter les communes traversées par, ou a faible distance, d’un cours d’eau. Près de 20% de la population est présente en ces lieux, qui pourraient bénéficier du chauffage par PAC à eau de surface ( Mer, cours d’eau, lacs, retenues de barrages).

20% supplémentaires pourraient être concernés par les PAC connectées à des nappes phréatiques.

20% de plus pourraient être équipés de PAC à air convenant aux régions à climat favorisé.

Cette transition énergétique aurait l’avantage de réduire d’au moins 50% la consommation d’énergie utilisée pour le chauffage.

Et de plus avec une très faible emprise foncière, une absence totale de nuisance paysagère et/ou de risque d’atteinte à l’environnement ou à la biodiversité, et sans risque de pollution ou d’atteinte à la santé publique.

Malgré ces avantages indéniables, ce procédé n’a pas la considération qu’il devrait recevoir, ni la place qu’il devrait occuper dans le programme de transition énergétique.

Etonnant, non ?

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30 septembre 2013 1 30 /09 /septembre /2013 19:37

Réchauffement climatique, un peu de chaleur humaine ?

30 Septembre 2013

Le GIEC vient de rendre publiques ses dernières conclusions concernant le changement climatique.

Sauf dans les détails, rien n’est changé sur le fond; la menace de cuisson à petit feu est confirmée, de même que la responsabilité de l’Homme dans cette catastrophe annoncée.

Le CO2 reste le coupable principal, donc l’ennemi à décimer si nous voulons survivre.

( Décimer est ici à prendre au sens propre de « diviser par dix » ).

Quelques trublions ont bien tenté d’apporter d’autres points de vue sur les causes possibles de l’accroissement de température, mais leurs voix ont rapidement été étouffées, peut-être à tort, mais là n’est pas notre propos, le temps des polémiques est révolu.

Cependant, parmi ces clameurs dissidentes il en est une qui retient l’attention de quelques chercheurs, c’est celle qui évoque l’influence possible de la chaleur dégagée par la consommation humaine d’énergie fossile depuis les débuts de l’ère industrielle.

Le propos n’est pas stupide et mérite au moins d’être considéré, ne serait-ce que pour démontrer éventuellement son absence de fondement...

Notre planète est un système thermodynamique fermé, mais non isolé, qui échange de l’énergie sous forme radiative avec le milieu extérieur qui est l’espace.

Seule une approche thermodynamique permet donc d’aborder ces échanges avec quelque chance de cohérence globale.

L’atmosphère, en tant que sous-système, possède une énergie interne dont la valeur dépend de l’équilibre des échanges avec la Terre et les océans d’une part, avec l’espace d’autre part, et en particulier le Soleil.

Cette énergie interne est constituée de plusieurs composantes principales:

- L’énergie cinétique des molécules ( mouvement brownien) qui, pour les gaz polyatomiques ( Azote, Oxygène, Eau ), comprend les translations, les vibrations, les rotations.

- L’énergie des forces d’interactions intermoléculaires, électrostatiques.

- L’énergie chimique des molécules, notamment la chaleur latente qui concerne le cycle aérien de l’eau ( Evaporation, condensation, pluie, glace).

- L’énergie potentielle, géogravitationnelle pour l’atmosphère.

- L’énergie cinétique liée aux mouvements des masses d’air ( vent, courants aériens).

La température de l’atmosphère est une expression directe de cette énergie interne.

Tout apport extérieur d’énergie ( extérieur aux composantes naturelles qui assurent l’équilibre ) provoque un déséquilibre dans le sens d’une augmentation de l’énergie interne et donc de la température de l’atmosphère jusqu’à l’obtention d’un nouvel équilibre.

L’énergie dégagée par la combustion de sources fossiles constitue précisément un apport extérieur de chaleur.

Cet apport s’accumule d’année en année, et constitue un facteur permanent d’accroissement continu de l’énergie interne.

Il est donc important de calculer son effet à long terme sur l’atmosphère.

L’énergie interne de l’atmosphère constitue le pilier de la science météorologique. Son étude permet de prévoir les évolutions globales, régionales, locales, des paramètres du climat: Température, pression barométrique, densité de l’air, l’hygrométrie, les formations nuageuses, les fronts froids et chauds, etc, etc…

Pour la totalité de l’atmosphère, l’énergie interne est estimée à

10 [Exp 24] Joule.

(Source: Atmosphere, Weather and Climate,

Roger G.Barry and Richard J.Chorley

8th Edition /2003

Ed: Routledge : London, USA, Canada.)

Par ailleurs, depuis les débuts de l’ère industrielle, la consommation cumulée d’énergie de source fossile s’est élevée à environ

E tot = 20. 10 [Exp 21] Joule, sur la période de 1860 à 2011.

( Source Schilling & Al. IEA. Observatoire de l’Energie).

(Les valeurs cumulées ne tiennent pas compte du bois énergie, elles sont donc conservatives).

Cette énergie se retrouve sous forme de chaleur, soit directement (chauffage, industrie), soit indirectement à travers les utilisations mécaniques elles-mêmes dégradées en chaleur ( frottements).

Sur cette période les activités humaines ont donc été à l’origine d’une émission cumulée de chaleur à hauteur de 2% de la valeur de l’énergie interne de l’atmosphère.

C’est une valeur considérable, qui constitue un forçage anthropique dont il serait bien imprudent de ne pas tenir compte.

(Ce forçage se cumule et ne disparaît pas, contrairement aux gaz à effet de serre dont l’effet ne dure qu’un temps limité).

Si l’atmosphère était un système thermodynamique isolé, cet apport se traduirait par une élévation de température de 2%, soit environ 6 °C !

Heureusement l’Atmosphère échange avec son environnement pour rechercher un nouvel équilibre et la plus grande partie de cet apport énergétique parasite est transféré sous plusieurs formes:

- Dans les océans, sous forme de chaleur ( augmentation de la température de surface).

- Dans l’espace, sous forme de rayonnement infrarouge (Conformément à la loi de Planck l’énergie rayonnée est proportionnelle à la quatrième puissance de la température).

Une autre partie contribue à l’accroissement de l’énergie interne de l’atmosphère:

- Par une augmentation de la température.

- Par une augmentation de l’énergie liée à la chaleur latente de vaporisation de l’eau, qui affecte la formation des nuages.

- par une augmentation de l’énergie cinétique des mouvements de masses d’air ( Vents, phénomènes météorologiques plus ou moins violents).

Le facteur augmentation de la température est donc démontré par les lois de la thermodynamique, et n’est pas sujet à discussion.

La question est de savoir quelle est son importance.

Le GIEC a postulé que cet effet reste négligeable.

Il est vrai que la démonstration en serait très délicate, l’atmosphère étant un système thermodynamique extrêmement complexe, et les écarts de température recherchés étant de l’ordre de 0,1 K sur une température moyenne de 288 K, soit 0,3 pour mille.

La question peut donc être considérée comme restant ouverte et certains chercheurs n’écartent pas la possibilité d’un effet significatif sur le réchauffement.

Il ne s’agit pas d’une vaine querelle car si cet effet était confirmé, comme complémentaire du CO2 dans les causes anthropiques du réchauffement climatique, le nucléaire perdrait son aura d’énergie propre puisqu’il serait alors démontré qu’il contribue au réchauffement, comme les autres fossiles.

Ce qui n’enlèverait rien à la nécessité de réduire les émissions de CO2.

Etonnant, non ?

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28 septembre 2013 6 28 /09 /septembre /2013 10:48

Le prix de l’électricité, une affaire d’Etats.

28 Septembre 2013

En France le prix de l’électricité est très élevé.

Le kWh Gaulois coûte jusqu’à 87% plus cher que dans certains pays Européens comme la Macédoine ou la Bosnie-Herzégovine, et 50% de plus qu’en Bulgarie, en Roumanie ou au Monténégro.

Pas du tout. En France le prix de l’électricité est l’un des plus bas.

Le kWh Allemand coûte 80% de plus que son homologue français, Les kWh Italien et Espagnol sont à + 50%.

Cette disparité est surprenante à plus d’un titre.

En effet, l’électricité est un produit industriel en quelque sorte normalisé. La même fréquence partout en Europe (50 Hz), la même tension (230V), les mêmes méthodes disponibles de production ( centrales thermiques, centrales nucléaires, centrales hydroélectriques, centrales solaires, parcs éoliens), le même système de réseau de distribution, les mêmes sources de base disponibles ( Pétrole, Gaz, Charbon, Nucléaire, Biomasse, Soleil, Vent ).

Comment alors expliquer un tel rapport de 1 à 3 du prix d’un produit identique à l’intérieur d’une zone communautaire de libre échange?

A cela on peut tenter d’apporter des éléments de réponse:

Contrairement à ce que l’on pourrait attendre, il n’existe aucun programme commun énergétique pour l’Europe. Chaque pays membre est libre de choisir sa propre politique énergétique et, notamment pour l’électricité, ses propres méthodes de production et bien sûr de tarification.

Concernant l’électricité, cette liberté conduit à de fortes disparités dans les moyens de production. Chacun possède son propre « mix » énergétique, développé selon des critères à la fois historiques, économiques, géographiques, voire géopolitiques.

Cette disparité s’est récemment encore accentuée avec l’introduction des énergies renouvelables qui élargissent le choix du mix retenu.

Il est évident que, selon les poids respectifs dans la production des moyens industriels classiques amortis depuis longtemps, par rapport aux procédés nouveaux nécessitant d’importants investissements et des moyens de production en phase d’optimisation, les coûts seront très différents.

Une chose au moins est commune à tous les Etats: la nécessité d’amorcer une transition énergétique. Les raisons pour cela ne manquent pas, chaque pays étant motivé par l’une, par l’autre, ou par plusieurs: préparation de l’après pétrole, recherche de l’indépendance énergétique, volonté de réduire les émissions de CO2, désir de se retirer du nucléaire.

Cette transition est l’objet d’efforts de recherche et d’investissements plus ou moins importants selon les choix politiques locaux. Ces dépenses sont en grande partie chargées sur les prix de l’énergie et notamment celui de l’électricité distribuée, ce qui est une première cause de diversité des tarifs d’icelle.

D’autre part, chaque pays définit sa propre politique d’exportation ou d’importation d’électricité et/ou d’installations de production. Ensuite, selon la disponibilité de la ressource fossile sur le territoire national, les importations seront plus ou moins pénalisantes, avec une répercussion directe sur le prix de vente.

De plus, dans chaque pays, le prix de vente final dépend du circuit de production et de commercialisation. Ce prix sera différent selon qu’il n’existe qu’un seul opérateur national ou que le pays est ouvert à la concurrence.

Enfin, au prix de revient du produit ( Le kWh) viennent s’ajouter les diverses taxes, contributions, impôts, fixés par chaque Etat selon des critères spécifiques.

Ces « rallonges » pouvant varier considérablement selon les dépenses que l’Etat décide de faire supporter par le produit, notamment les dépenses de soutien au développement des énergies durables, les aides aux investissements d’économies d’énergie, le traitement social de la précarité énergétique, etc…

A ces paramètres de fluctuation viennent s’ajouter une éventuelle formule d’indexation du prix sur le cours du pétrole ou du gaz, et/ou une tarification progressive qui aura un impact différent sur le prix moyen selon les habitudes de consommation électrique de chaque pays.

En conclusion on peut dire que la comparaison brute des prix de l’électricité par pays n’apporte aucune information sur l’intérêt de choisir tel mix énergétique plutôt que tel autre, ni de juger du bien fondé de telle stratégie par rapport à telle autre.

Le Gouvernement français excipe du caractère essentiellement nucléaire de sa production électrique pour justifier un tarif du kWh inférieur de 80% au tarif allemand, justifiant par là sa volonté de prolonger la vie des réacteurs existants, mais « oubliant » d’inclure dans le tarif les coûts de mise en sécurité de ces réacteurs, le traitement des déchets, leur stockage long terme, le démantèlement des centrales en fin de vie, et le coût humain prévisionnel du traitement des problèmes de santé publique qui pourraient résulter d’un accident nucléaire dont l’éventualité ne peut plus être niée.

Au Monténégro l’électricité est encore moins chère qu’en France, il est vrai que la production y est pour 75% basée sur le charbon.

Chez les riches, en Allemagne, où le Nucléaire est boudé, les renouvelables ont le vent en poupe (au sens propre), mais l’électricité y est 80% plus chère que chez nous, malgré le recours au lignite ( 40% du mix énergétique électrique) .

A propos de CO2 et de Charbon, savez-vous que la mine de lignite à ciel ouvert de Garzweiler ( All.) va être agrandie, avec déplacement de 7 600 habitants, et qu’un permis a été accordé à l’exploitant RWE pour l’extraction de 1,3 Milliards de tonnes d’ici 2045 ?

Comment, vous dites que c’est contraire aux recommandations du GIEC ?

Vous faites certainement erreur.

Nous vivons une époque moderne…

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26 septembre 2013 4 26 /09 /septembre /2013 14:35

26 Septembre 2013

Nous avons vécu pendant près de deux siècles dans l’insouciance énergétique.

Pour se chauffer, s’éclairer, se déplacer, obtenir du travail mécanique, l’énergie était disponible à profusion et pour un coût modique.

La fin de la récréation a sonné lorsqu’il a fallu prendre en compte les menaces de calamités générées par nos abus. L’énergie est alors devenue l’objet de toutes les attentions.

L’inéluctable épuisement des réserves fossiles, le réchauffement de l’atmosphère attribué au CO2 anthropique, les dangers avérés du nucléaire, sont autant de raisons de changer nos comportements.

Désormais il est impératif de rechercher l’efficacité énergétique dans tout les domaines.

La première démarche qui vient à l’esprit est évidemment de prendre toutes dispositions afin de réduire la demande d’énergie.

C’est la première mesure mise en œuvre, initiée par une règlementation toujours plus rigoureuse et des mesures fiscales incitatives.

Reste le second problème qui est de déterminer la meilleure façon de satisfaire la demande restante: quel type d’énergie est la meilleure et comment l’utiliser au mieux dans tel type de besoin et pour quel résultat escompté ?

C’est la recherche de l’efficacité énergétique.

Mais le concept d’efficacité varie selon le point de vue considéré:

Du point de vue de l’économie nationale et du budget, l’efficacité consiste à réduire le déficit du commerce extérieur en réduisant les importations d’énergie. C’est la recherche de l’indépendance énergétique qui, pour la France, débouche sur l’énergie nucléaire, le gaz de schiste, mais aussi sur les énergies renouvelables.

Du point de vue de l’utilisateur final, l’efficacité c’est la recherche du coût le plus faible pour satisfaire son besoin, les autres critères passant au second plan, sauf règlementations contraignantes.

Du point de vue du ministre de l’environnement, l’efficacité est la recherche du plus faible taux d’émission de CO2 et du plus faible impact écologique.

Du point de vue de l’ingénieur, l’efficacité est la recherche du procédé qui

Permettra de tirer le meilleur parti de l’énergie primaire disponible en réduisant les pertes.

Chacun de ces points de vue est respectable, mais ils sont souvent contradictoires et donc difficiles à concilier.

Un exemple de ces contradictions est donné par l’utilisation des pompes à chaleur pour le chauffage des bâtiments.

Une pompe à chaleur ( PAC) est une machine magique qui fabrique de l’énergie à partir de rien, du moins en apparence. Le rien en question étant au choix l’atmosphère, le sous-sol, l’eau d’un puits ou d’un cours d’eau, voire d’une nappe phréatique, qui tous contiennent de la chaleur en quantité importante, mais à une température trop basse pour être exploitée directement .

La PAC permet de récupérer cette chaleur et de la porter (de la pomper) à un niveau « utile » exploitable pour par exemple chauffer un bâtiment ou fournir de l’eau chaude sanitaire.

Pour effectuer cette opération la PAC a besoin d’un peu d’énergie qui est fournie par l’électricité du réseau ( Il faut actionner un compresseur et différentes petites choses).

Le résultat, mis en formule par Monsieur Carnot et autres thermodynamiciens, est que sauf maladresse l’énergie calorifique récupérée est supérieure à l’énergie électrique fournie. Le rapport des deux s’appelle le COP (Coefficient de Performance).

Comme toute machine thermique, la PAC fonctionne entre deux sources à températures différentes:

Une source Tf dite « froide », qui sera l’atmosphère ou l’eau d’un puits ou d’un cours d’eau; une source Tc dite « chaude » qui sera soit l’air chaud fourni par l’appareil, soit l’eau chaude s’il alimente des radiateurs classiques ou un chauffe-eau.

Le COP maximum théorique est égal à Tc / (Tc - Tf)

( La température est en Kelvin)

Par exemple pour Tf = 273 K ( soit 0°C), et Tc = 333 K ( soit 60 °C), le COP théorique max est égal à 5,55.

Remarque importante: Le COP dépend fortement de la différence de température entre les deux sources. Ceci aura un impact considérable sur les performances pratiques de la PAC.

Le COP théorique, comme son nom l’indique, ne correspond pas à la pratique.

Dans le métier on définit plusieurs COP:

Le COP « Machine ».

C’est celui qui est mesuré en Laboratoire, dans les conditions les plus favorables pour l’appareil à tester.

Le COP « Système ».

C’est celui mesuré sur l’installation dans les conditions définies par la norme. On tient compte de la machine et des accessoires comme une pompe à eau, un ventilateur, un circuit de dégivrage, voire même une résistance d’appoint, toutes choses qui consomment de l’énergie et réduisent donc le COP d’autant.

Enfin, Le COP « Annuel ».

C’est celui qui est mesuré in situ ( chez le client final) sur une saison de chauffe complète et en prenant la valeur moyenne. C’est bien entendu cette valeur qui intéresse le client, et qui dépend énormément des conditions locales de température, de climat, et de l’installation, notamment la source froide et la source chaude et le mode de fonctionnement choisi ( Eau-eau, eau-air, air-air).

Le COP annuel n’est évidemment pas donné au catalogue du constructeur puisqu’il est spécifique d’une installation donnée.

La norme, car il y a une norme, définit par exemple les conditions de mesures du COP Système pour une PAC air-eau:

Tf = + 7 °C

Tc = + 30 °C en entrée d’eau dans les radiateurs,

Et + 35 °C en sortie.

( Une telle PAC n’est efficace qu’avec un chauffage par le sol, à basse température. Des radiateurs classiques pénaliseraient exagérément le système).

Quand ont sait comment le COP baisse avec la température de la source froide, on comprend qu’une valeur mesurée à + 7 °C n’a de sens que pour une PAC dont la source froide est de l’eau. Pour une PAC air-air la température de source froide peut descendre notablement en dessous de zéro, et le COP devient ridicule.

Des relevés effectués par l’ADEME sur un nombre significatif de PAC de technologies différentes et in situ ont donné une valeur moyenne du COP annuel d’environ 2,5 .

Cette valeur va nous servir à comparer les performances énergétiques d’une PAC avec celles d’une chaudière à condensation dans l’application chauffage.

Nous partirons d’une quantité d’énergie primaire de 100 kWh ( PCI).

De cette énergie, sous forme de gaz naturel ou de fuel, une chaudière à condensation peut extraire une énergie calorifique de 90 kWh.

( La chaudière à condensation exploite le PCS, supérieur au PCI, ce qui autorise des rendements très élevés).

Si, avec la même source de 100 kWh on produit de l’électricité dans une centrale thermique (ou nucléaire) on obtient 33 kWh d’électricité.

Ces 33 kWh deviennent 30 kWh chez le client à cause des pertes en ligne.

Utilisés pour actionner une PAC, ces 30 kWh permettent de récupérer 75 kWh d’énergie calorifique, en considérant un COP effectif de 2,5 .

Si l’on compare ces 75 kWh aux 90 kWh de la chaudière à condensation, on constate un déficit de 15 kWh à mettre au passif de la PAC.

Le résultat est encore plus décevant sur une PAC air-air à cause de la chute brutale du COP à très basses températures extérieures, chute qui exige de recourir à un chauffage d’appoint ( On parle alors pudiquement de pompe à chaleur en relève de chaudière).

Pour retrouver la même énergie calorifique avec une PAC il faut donc consommer davantage d’énergie primaire ( environ 110 kWh dans notre exemple).

Du point de vue de l’efficacité « nationale » et de la pollution, c’est mauvais puisqu’il faut davantage d’énergie primaire pour obtenir le même résultat qu’avec une chaudière; mais du point de vue du consommateur final c’est tout bon puisqu’il consomme seulement 36 kWh d’électricité là où la chaudière à condensation réclame 100 kWh de combustible.

(Encore faut-il préciser que cet « avantage » ne tient en France que grâce à un tarif public de l’électricité maintenu artificiellement bas par le Gouvernement).

C’est pourquoi les pouvoirs publics, tout en recommandant l’usage des PAC, exigent un COP d’au moins 3,4 pour accorder le bénéfice de l’avantage fiscal.

Malheureusement la valeur de COP retenue est le COP système, mesuré à une température extérieure de + 7 °C pour les PAC air-air, ce qui est bien loin des conditions hivernales de températures négatives.

Le consommateur final est content puisqu’il divise sa facture électrique par 2,5, mais la France doit importer davantage d’énergie primaire.

Sauf si…

Sauf si l’électricité est produite par une centrale nucléaire.

La production d’électricité nucléaire exige certes également l’importation d’un produit de base issu d’une source fossile qui est le minerai d’Uranium.

La prospection, les redevances, l’extraction du minerai, son achat, le transport, le traitement, le raffinage du produit, la préparation des crayons de combustible, leur transport, leur manipulation, leur stockage, le retraitement en tant que déchet, le stockage des déchets, ont un coût très élevé, mais qui n’est pas rendu public. Il n’est donc pas possible de connaître l’équivalent du coût externe de l’énergie primaire*, s’agissant des crayons de combustible, comme on connaît celui du pétrole ou du gaz.

*Coût qui impacte les importations. En fait AREVA le connaît, du moins on l’espère.

D’autant plus que le retraitement du combustible après usage lui redonne une seconde vie, voire même davantage dans un surgénérateur.

Pour contourner cette difficulté il a été décidé que, par convention, l’énergie primaire « comptable » associée à l’électricité nucléaire serait l’énergie calorifique dégagée par la réaction dans la cuve avec un rendement de Carnot de 40%, ce qui conduit à un coefficient multiplicateur de 2,5 appliqué à l’énergie électrique fournie par les alternateurs.

Mais cette énergie primaire « fictive » ne correspond pas à une dépense d’importation.

Le vrai coût des importations françaises de Yellow cake reste confidentiel et ne peut donc être comparé à celui du pétrole ou du gaz. Il n’est donc pas possible de connaître son impact sur le tarif public de l’électricité.

On parle cependant de 20% du coût de production contre 70 à 80% pour les combustibles classiques.

Par ailleurs le vrai coût du démantèlement reste une inconnue, de même donc que son impact éventuel sur le tarif public.

Cette opacité permet de maintenir en France un tarif public de l’électricité artificiellement bas.

Or l’efficacité économique de la pompe à chaleur dépend étroitement de ce tarif, qui ne pourra pas être conservé avec la production par les énergies nouvelles, surtout si dans le même temps on réduit le nucléaire..

Par contre, si l’on se projette dans l’avenir ( Après 2050, ou prochain siècle ?), on peut penser que les énergies nouvelles seront devenues prépondérantes, le nucléaire aura disparu, le gaz et le fuel seront devenus des produits de luxe.

Dans ce contexte la pompe à chaleur deviendra incontournable, ce que l’on observe déjà dans certains pays scandinaves.

Cet exemple simple montre que la notion d’efficacité énergétique est toute relative et doit être manipulée avec précautions, en tenant compte des impératifs du moment.

Telle solution, jugée efficace en 2013, ne sera peut-être plus tolérable ou possible en 2050.

C’est aussi cela la transition énergétique.

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23 septembre 2013 1 23 /09 /septembre /2013 17:49

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23 Septembre 2013

Depuis plus de vingt ans, les énergies nouvelles nous sont présentées comme le remède miracle à tous les maux de notre société technologique, et brandies en fanion de ralliement par les écologistes dans la croisade contre le réchauffement climatique.

Deux attitudes parfaitement justifiées, faut-il le rappeler.

Les arguments du GIEC en faveur d’un changement de politique énergétique ont entraîné l’adhésion de principe de nombreux pays.

Dès lors, on aurait pu espérer une mise en œuvre rapide de quelques-unes au moins des nombreuses recommandations de l’organisme officiel en charge de prévoir l’avenir environnemental de la planète.

C’était sans compter avec l’extraordinaire pesanteur du principe de réalité.

L’absence de gouvernement mondial ( ce dont il faut se réjouir par ailleurs), la puissance des intérêts économiques et financiers en jeu, les arcanes de la géopolitique, les profondes disparités sociétales entre les pays du Nord et ceux du Sud, sont des freins très puissants à toute évolution qui n’irait pas dans le sens de la satisfaction des intérêts à court terme des groupes dominants.

Si un consensus de principe (bien qu’avec quelques réticences) paraît se dégager au niveau des conférences internationales sur l’urgence de prendre des mesures, chaque pays reste prisonnier de ses propres contraintes immédiates, de ses impératifs économiques propres, de son rapport propre à l’énergie, et de ses moyens financiers.

Car il ne s’agit pas seulement de changer de sources d’énergie, mais aussi et surtout de changer notre mode de vie, et ceci est une autre histoire.

Il faut en prendre son parti, la quête du saint Graal sera longue, coûteuse et semée d’embûches, âmes sensibles s’abstenir.

Il apparaît aujourd’hui que, faute d’un programme mondial d’actions concrètes concertées (au-delà des recommandations des conférences internationales, qui n’engagent que celui qui lit les comptes-rendus) chaque pays se trouve confronté à la nécessité de définir sa propre stratégie de transition énergétique, au risque de faire le mauvais choix et de compromettre son avenir pour longtemps.

C’est ainsi que les pays de l’Union Européenne, même partageant des frontières communes, tirent des bords dans des directions différentes: les uns arrêtent le nucléaire et construisent des centrales à charbon, les autres conservent le nucléaire et freinent sur le solaire et l’éolien, d’autres encore décident d’exploiter les gaz de schiste, le tout dans la plus parfaite absence de coordination.

Le constat qu’au niveau d’une communauté comme l’Europe il soit impossible de se mettre d’accord sur une stratégie commune, permet d’imaginer les difficultés d’obtenir un consensus mondial.

De plus, quelles que soient les actions locales décidées, elles devront être mises en œuvre avec le bon planning sous peine de créer des situations d’incohérence dont nous avons déjà des exemples sous les yeux:

Est-il bien raisonnable par exemple de demander à la fois l’arrêt du nucléaire, la fermeture des centrales thermiques à cause du CO2, et la promotion des véhicules électriques?

Quel crédit accorder à un plan de développement de parcs solaires et éoliens dépourvu d’un début de solution pour résoudre le problème de l’intermittence ?

Comment prendre au sérieux la promotion du véhicule électrique alors que l’Europe est incapable de définir un standard commun pour une simple prise de raccordement ?

Que penser d’un pays européen qui réduit sa production d’électricité nucléaire mais construit des nouvelles centrales à charbon ?

Comment un industriel peut-il planifier une action à long terme alors que l’environnement règlementaire et fiscal change tout les six mois ?

Dans ce contexte d’agitation désordonnée, la planète Terre continue sur sa lancée, ce qui en terme d’énergie signifie pétrole, gaz naturel, et charbon, pour plus de 80% de la consommation.

Force est de constater que l’énergie la plus dynamique en terme de croissance est le Charbon, dont la consommation a été multipliée par 1,7 de puis 2 000.

C’est l’énergie la moins chère, et les réserves sont considérables, évaluées à 700 Milliards de tep.

Au rythme de la consommation actuelle ( 3,7 Md tep/an ) il y en a pour 190 ans.

Et que dire des gaz de schiste…

Il est clair que les recommandations du GIEC ne pèsent pas lourd devant les impératifs économiques; l’augmentation des émissions de CO2 n’empêchent aucun décideur de dormir.

De ce constat germe l’idée que l’abandon des énergies fossiles au niveau mondial n’est pas pour demain matin, vraisemblablement pas avant la fin du présent siècle.

Ce qui tout naturellement induit une moindre pression sur l’urgence de la transition énergétique qui, de nécessité vitale, devient un « simple » problème de déficit de la balance du commerce extérieur et de négociations de quotas de pollution.

Il semble bien que le Gouvernement français partage cette vision des choses.

Bien sûr l’expression de ses volontés réelles est nécessairement tempérée par la nécessité de ne pas renier trop brutalement les promesses électorales de la campagne présidentielle de 2012, et de ne pas compromettre la future campagne de 2014, mais on peut facilement lire entre les lignes quel est le fond de la pensée du Président:

La future « contribution » climat-énergie confirme l’accent prioritaire sur les économies d’énergie incitées et contraintes.

La charge des dépenses de développement des énergies durables reportée en partie sur les bénéfices du nucléaire implique la poursuite de celui-ci, et peut même être interprétée comme une sorte de chantage, « Si vous voulez du renouvelable il faut accepter le nucléaire ».

( Quant au problème de savoir qui paiera pour la sécurisation des réacteurs existants, il relève du jeu de la chaise musicale…).

Dépouillé des derniers oripeaux de la campagne présidentielle, ce programme ne surprendra que les faux naïfs semblables aux enfants qui feignent de croire au Père Noël pour continuer de recevoir des cadeaux…

En somme, dans la course à la transition énergétique, il y a lieu de se hâter lentement.

Un illustre prédécesseur n’avait-il pas pour devise: «il faut donner du temps au temps » ?

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19 septembre 2013 4 19 /09 /septembre /2013 12:14

19 Septembre 2013

Le véhicule électrique figure dans la liste des trente-quatre plans de Monsieur Montebourg et il faut s’en réjouir.

Il y figure à plus d’un titre puisque pas moins de huit des trente-quatre plans y sont directement ou non consacrés:

- La voiture pour tous consommant moins de deux litres aux cent kms.

- Les bornes électriques de rechargement.

- L’autonomie et la puissance des batteries.

- Les véhicules à pilotage automatique.

- Les logiciels et systèmes embarqués.

- Les réseaux électriques intelligents.

- Les objets connectés.

- Les services sans contact.

Ce gouvernement marque ainsi clairement son intention de soutenir ce secteur, ce qui confirme un engagement écologique en cohérence avec l’abandon programmé des produits pétroliers et du gaz naturel, exigence essentielle de la transition énergétique.

(Dans un futur identifiable les transports terrestres utiliseront l’énergie électrique en synergie avec les biocarburants).

Les mérites de la voiture électrique sont multiples:

D’abord elle constitue une solution radicale au problème de la pollution de l’air de nos cités par les gaz d’échappement. Certes, ce remède ne deviendra vraiment efficace que lorsque seront écartés de nos villes les véhicules thermiques polluants, ainsi que les appareils de chauffage utilisant du fuel ou du gaz naturel.

Dans une période intermédiaire la coexistence sera assurée grâce à l’application drastique de normes antipollution et/ou des limitations du droit de circulation.

Le chauffage au bois, bien que renouvelable, devra lui aussi être dépollué.

Tout cela prendra du temps, et le bénéfice écologique de la voiture électrique sera différé d’autant.

Mais le mouvement est lancé, et c’est essentiel.

Par ailleurs, la propulsion électrique est un des éléments de la conquête de l’indépendance énergétique, puisqu’elle réduit la consommation primaire de carburants fossiles.

Il va de soi que cet argumentaire ne vaut que si l’électricité n’est pas produite par des centrales thermiques au fuel ou au Gaz ( nous ne parlons même pas du charbon ou du lignite si cher à nos amis d’outre-Rhin, ni du Gaz de schiste encore plus diabolique) !

Cette électricité ne saurait donc provenir à terme que de centrales nucléaires et/ou de parcs d’énergie renouvelable, le choix entre les deux solutions dépendra de l’opinion, pour autant qu’on lui pose la question…

Il est des évidences qu’il n’est pas inutile de marteler.

Actuellement, en France, la production des énergies nouvelles est très modeste, rouler électrique c’est donc plébisciter le nucléaire, ou bien faire fi du CO2 en encourageant l’électricité thermique fossile !

Décidément, adopter un comportement écologique est un exercice difficile, où il est encore une fois démontré que mettre la charrue avant les bœufs n’est pas la meilleure méthode pour obtenir l’efficacité environnementale.

On peut en effet se demander s’il est vraiment raisonnable de développer un marché de la voiture électrique avant de disposer d’une source propre et durable pour recharger les batteries !

Heureusement les énergies renouvelables ne sont pas oubliées par Monsieur Montebourg, qui leur consacre trois plans sur trente-quatre:

- Les énergies renouvelables (sans plus de précision).

- Les industries du bois.

- La chimie verte et les biocarburants.

On aurait apprécié un ou deux plans particuliers pour l’éolien et le solaire, et un autre pour le stockage de l’énergie électrique, mais il faudra se contenter du plan générique sur les énergies renouvelables, on comprend qu’il est délicat d’anticiper sur le programme de la transition énergétique, repoussé après les élections du printemps 2013, comme chacun sait.

Il nous reste à espérer que l’électricité renouvelable sera disponible en quantité avant que nous ne soyons contraints de construire trois ou quatre réacteurs nucléaires pour recharger les batteries de nos chères bagnoles…

Mais ne nous égarons pas.

Le véhicule électrique présente encore d’autres avantages:

L’électrification du parc roulant contribuera directement à la réduction des émissions de CO2, aux conditions précédentes, est-il besoin de le rappeler.

Enfin, les batteries du parc des véhicules électriques pourront constituer une réserve tampon d’énergie dont le stock pourra être sollicité à travers le réseau intelligent, après consultation et accord du fournisseur occasionnel bien entendu.

(Lequel réseau intelligent constitue justement l’un des 34 plans sélectionnés).

Deux millions de véhicules électriques pourraient fournir pendant une heure une puissance équivalente à celle de onze réacteurs nucléaires, à raison de 5 kWh par véhicule (une misère), ce qui pourrait constituer un appoint appréciable en période de pointe de consommation.

Cette possibilité est considérée sérieusement comme élément constitutif d’une structure de compensation de l’intermittence des renouvelables, avec le pompage turbinage et le stockage de l’Hydrogène.

La voiture, quel que soit sa technologie, est inséparable de la structure dans laquelle elle doit évoluer, et en particulier du réseau de ravitaillement en carburant, fut-il électrique. L’absence de réseau de recharge rapide des batteries suffisamment dense et normalisé constitue un obstacle au développement du marché du tout électrique hors de la cité. Les constructeurs ont donc misé sur l’hybride pour toucher la clientèle la plus large possible. Après quelques erreurs de positionnement la solution la mieux adaptée à la situation actuelle semble être un châssis électrique avec un prolongateur d’autonomie thermique. La batterie possède une capacité convenable de l’ordre de 15 kWh, qui reste d’un poids raisonnable tout en autorisant une autonomie électrique de 50 à 80 km. Le prolongateur d’autonomie intervient au-delà pour recharger la batterie, Il ne participe pas directement à la propulsion du véhicule.

C’est cette solution qui donne aujourd’hui le meilleur compromis coût-prestations-commodité d’emploi. Elle peut constituer un moyen crédible de développer le marché en étant autre chose qu’une seconde voiture ou une simple citadine, en attendant les futurs progrès des batteries et du réseau de rechargement ( > 2030 ?).

On peut penser qu’elle constitue une bonne base de départ pour obtenir la consommation inférieure à deux litres aux cent kms, objet d’un plan particulier.

Les perspectives semblent donc favorables pour exploiter la synergie entre l’électricité et les biocarburants.

Il n’en demeure pas moins que, même si l’autonomie et les performances s’améliorent, la voiture électrique restera longtemps plus chère que son homologue à moteur thermique, et ceci pour plusieurs raisons:

Aujourd’hui l’acheteur d’un tel véhicule bénéficie d’une aide financière de 7 000 euros, plafonnée à 30% du prix TTC augmenté du prix de la batterie si elle est en location.

Cette largesse est possible pour un marché de quelques milliers de véhicules par an, mais deviendra intenable si la demande dépasse cent mille unités annuellement (C’est l’objectif visé), elle devra alors être sérieusement amputée et l’acheteur devra payer le vrai prix.

Tout produit industriel nouveau de grande consommation passe par une phase d’apprentissage avant d’atteindre le régime de production qui le place à égalité de productivité avec la concurrence déjà installée. La voiture électrique ne propose pas un service différent de son homologue thermique, sur ce point elle est plutôt en retrait. Elle aura donc à se battre sur un marché déjà occupé par des produits bien maîtrisés et donc au prix de revient plus favorable, et offrant de meilleures performances.

Le problème de la batterie vient aggraver la situation.

Sur un véhicule thermique il y a également une batterie, mais sa technologie bien rodée et sa faible capacité en font un produit dont le remplacement est fort peu onéreux ( son prix est comparable à celui d’un pneu).

Il en va différemment sur un véhicule électrique. La batterie est un organe très onéreux dont le remplacement sera une lourde dépense. Aujourd’hui le coût est de l’ordre de 500 euro le kWh, soit 7 500 euros pour 15 kWh. Evidemment ce coût diminuera fortement en phase de production de volume, mais quand ? Et de combien ? Les prévisions restent vagues en raison de l’incertitude sur la croissance du marché et sur l’évolution de la technologie des batteries, on parle de 200 euro en 2020.

Certains constructeurs proposent une garantie de 5 ans ou 100 000 km sur la batterie Lithium-ion. Ce sont précisément les conditions auxquelles on songe à revendre le véhicule. C’est donc l’acheteur de la voiture en occasion qui devra supporter le coût d’un changement de batterie, la cote risque d’en être sérieusement affectée.

On peut discuter de l’opportunité de parler de voitures électriques d’occasion alors que le marché du neuf ne fait que démarrer. Mais l’usager avisé choisit un véhicule neuf aussi en fonction de sa valeur de reprise ou de revente.

D’autant plus qu’en cinq ans la technologie du véhicule électrique aura évolué, avec un impact négatif supplémentaire sur la cote des occasions.

Oui mais, diront les inconditionnels, on économisera sur le carburant.

C’est vrai si l’on considère la recharge de la batterie au domicile et au prix du courant domestique distribué au tarif règlementé. Mais qui peut préjuger du prix qu’il en coûtera à l’usage des bornes de rechargement en ville, gérées par des entreprises privées, et du surcoût de la taxe sur les produits énergétiques (aujourd’hui la TICPE sur les produits pétroliers) qui ne manquera pas d’être appliquée, sans oublier la taxation progressive de l’énergie, qui tiendra compte de la consommation de recharge des batteries à domicile.

Le véhicule électrique est une solution technologique et écologique performante, à condition d’être utilisé au sein d’une structure bien maîtrisée à la fois au plan technique, notamment de l’origine de l’énergie et de l’interface avec le réseau intelligent, et au plan économique pour la politique d’incitation, la gestion tarifaire de l’énergie électrique dédiée, et la règlementation de l’interface avec le réseau.

Toutes choses qui, aujourd’hui, n’ont encore reçu aucun début de commencement d’éclaircissement.

Du pain sur la planche pour les huit plans précités…

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