Le blog de doc zaius

Les quatre volets de la transition énergétique.

18 Janvier 2024

La transition énergétique est, au sens propre, l'affaire du siècle. De sa réussite ou de son échec dépendent les conditions dans lesquelles nos descendants vivront le prochain siècle.

Avec un tel enjeu, les débats sur l'opportunité de planter des éoliennes ou construire des centrales nucléaires est une sorte de guerre picrocholine, puisque aussi bien nous savons que nous aurons besoin des unes et des autres pour suppléer à l'abandon des fossiles.

Le problème n'est donc plus de savoir avec quoi nous allons remplacer les fossiles, mais plutôt comment nous allons réussir à changer le Monde pour permettre à notre civilisation de continuer à exister sans eux, ce qui est un challenge d'une autre ampleur.

Lorsque ces fossiles, qui sont encore le sang qui maintient nos sociétés en vie, ne seront plus qu'un mauvais souvenir ( 2050, 2080 ? ), l'énergie qui fera fonctionner le monde d'après sera issue de deux types de sources:

Des sources renouvelables décarbonées: Eolien, Solaire, Hydraulique, Géothermie, Nucléaire.

Des sources renouvelables à carbone recyclable : Biomasse solide, liquide, gazeuse.

( Certains souhaitent bannir le nucléaire de la liste des sources d'énergie éligibles, en raison des risques associés. D'autres, parfois les mêmes, souhaitent bannir la biomasse, au motif que sa production massive viendra contrarier les productions vivrières.

Ce mouvement d'opposition larvée constitue un problème à part entière, susceptible de perturber l'établissement d'un consensus planétaire sur un programme commun de développement des renouvelables et sur les investissements correspondants.

A ce mouvement vient s'ajouter l'absence d'un consensus solide sur la responsabilité des fossiles dans l'accroissement du taux de CO2 atmosphérique, ces « négationistes » n'étant pas forcément les mêmes que les opposants au nucléaire et/ou à la biomasse.

Il résulte de tout cela que le mouvement vers les énergies nouvelles n'est soutenu que par un « consensus mou », que les gouvernements ont beaucoup de mal à transformer en « élan planétaire ».

En témoignent les brillants résultats de la COP28.

Il appartiendra à chaque Etat de décider sur ces points en toute souveraineté, et d'en subir les conséquences éventuelles...L'aspect « électoral » n'étant pas la moindre des préoccupations).

Malgré ces quelques réserves, la transition énergétique aura lieu « par la force des choses » puisque les réserves fossiles s'épuiseront inexorablement et qu'il faudra alors faire feu de tout bois, au sens propre.

Il est probable que leur présence sur les marchés demeurera significative au moins jusqu'à la fin du présent siècle, sauf circonstances « imprévisibles » susceptible d'abréger leur emploi.

Cette énergie renouvelable et/ou à carbone recyclable sera, comme aujourd'hui, utilisée pour produire de la chaleur, de la force motrice, de l'éclairage, et alimenter des processus chimiques, des processus de traitement de l'information, de transmission et de stockage de données.

Tous les scénarios sont ( doivent être ) basés sur une population de Dix Milliards d'habitants, voire davantage, avec des niveaux de vie alignés sur ceux des pays actuellement développés.

( Sauf erreur ces conditions sont implicitement incluses dans tous les scénarios ).

Il est impossible de dire précisément aujourd'hui quelle sera la part des renouvelables décarbonées et la part de la Biomasse dans le mix énergétique mondial à la fin de ce siècle, à plus forte raison dans le prochain.

«  On » considère généralement que la production des renouvelables décarbonées, essentiellement de l'électricité, permettra de convertir à l'électrique une grande partie des applications de force motrice et de génération de chaleur, avec au passage le bénéfice d'un fort accroissement du rendement énergétique grâce au moteurs électriques, aux pompes à chaleur, et aux travaux visant à réduire les pertes énergétiques dues à une mauvaise isolation thermique et à une mauvaise conception des matériels.

La biomasse serait alors utilisée dans les applications  non convertibles à l'électricité:

- Pour les applications de force motrice qui ne peuvent être électrifiées soit pas manque de réseau électrique, soit à cause du poids excessif des batteries, ou pour toute autre raison.

- Pour produire de l'électricité afin de compenser l'intermittence des renouvelables ( Centrales à Biogaz CCCG )

- Ou tout simplement parce que la production d'électricité ne sera pas suffisante pour couvrir tous les besoins.

Ce bouleversement énergétique concernera tous les aspects des activités humaines puisque c'est notre façon d'utiliser l'énergie qui se trouve remise en cause.

On peut décrire cette tâche immense en quatre volets :

- Le premier concerne le remplacement des énergies fossiles par des énergies renouvelables.

- Le second concerne l'adaptation du monde des « machines » à la ou aux nouvelles formes d'énergie qui remplaceront les fossiles.

- Le troisième concerne la mise en œuvre d'un vaste programme d'économie d'énergie, puisqu'il est désormais admis que les renouvelables ne suffiront pas à elles seules à fournir les futurs besoins dans les conditions actuelles de prodigalité.

- Le quatrième volet concerne la gestion de tous les problèmes environnementaux, présents ou à venir, causés par le changement climatique déjà à l’œuvre et dont les premiers effets sont constatables.

( Il y aurait peut-être lieu d'ajouter un cinquième volet qui concernera la gestion des grands mouvements de populations sous la pression de conditions climatiques devenues intolérables. Mais le pire n'est jamais sûr...).

Le problème de la recherche des éventuelles sources d'énergie de remplacement nous sera épargné puisqu'elles existent déjà :

Eolien, Solaire, Hydraulique, Géothermique, Biomasse, Nucléaire, tout cela tourne déjà de manière satisfaisante, il « suffit » de pousser les feux au niveau requis ( QSP ) pour réaliser l'aggiornamento qui nous portera vers un monde décarboné.

( Dans le même temps seront poursuivies les recherches pour la seconde génération des énergies renouvelables : Filière Hydrogène naturel, biocarburants de troisième génération, Géothermie profonde, filières nucléaire « propre s», fusion nucléaire) .

Le premier volet ne pose donc pas de problème de fond puisque les technologies existent, les sources d'énergie verte existent partout, ont été expérimentées partout, et les coûts d'exploitation ne sont pas prohibitifs. On peut même parler retour sur investissement et taux de réactualisation, ( Certains investisseurs ont déjà gagné beaucoup d'argent avec les renouvelables... )

Ces nouvelles énergies, déjà en exploitation à des niveaux plus ou moins élevés, devront faire l'objet d'investissements très lourds, qui doivent être validés en fonction d'une programmation sur plusieurs décennies.

L'objectif planétaire ultime est de maintenir le taux de CO2 atmosphérique en-dessous de la valeur convenue lors des réunions internationales ( COPxx ).

Cet objectif planétaire se traduit pour chaque pays par la nécessité d'un plan de réduction de son empreinte carbone, dont la valeur est convenue au cours des mêmes réunions.

Les résultats sont collationnés périodiquement, et les programmes ajustés s'il y a lieu.

Ce système de pseudo contrôle est évidemment perfectible, mais il a le mérite d'exister.

Pour chaque pays, ou région regroupant plusieurs pays dans un consortium économique, il est clair que la décision d'investir dans tel ou tel système de production d'énergie renouvelable, doit être prise dans le cadre d'un plan national ou régional sous peine de résultats chaotiques et peu en rapports avec les vrais besoins.

Pour le deuxième volet, l'adaptation du monde des machines aux nouvelles formes d'énergie, il existe encore une inconnue, qui est l'importance future qui sera accordé à la biomasse.

Contrairement à l'éolien, au solaire, à la géothermie, ou au nucléaire, qui fournissent de l'électricité et de la chaleur sans combustion, donc sans CO2, la Biomasse fournit de l'énergie ( chaleur ) par une combustion qui dégage du CO2.

Ce CO2 est considéré comme neutre en raison de son caractère recyclable.

Pour cette raison la biomasse est admise parmi les sources d'énergie décarbonée, sous ses diverses formes : Solide ( Bois bûche, granulés, sciure, copeaux, déchets organiques solides, bois de recyclage, etc ), liquide ou gazeux ( Biocarburants, Biogaz ).

Ces produits issus de la biomasse peuvent être utilisés dans les machines qui utilisent aujourd'hui des combustibles fossiles. Ils peuvent également être transportés et distribués comme les fossiles.

Les seules raisons qui pourraient justifier leur mise à l'écart pour la transition énergétique sont d'une part leur mauvais rendement énergétique dans les moteurs à combustion interne et d'autre part leur caractère de concurrents des cultures vivrières .

Mais il peuvent constituer un recours, provisoire ou pas, pour alimenter les machines mobiles qui, pour des raisons diverses, ne pourraient pas être convertie à l'électricité avec les technologies actuelles ou pour toute autre raison ( Absence de réseau électrique, poids excessif des batteries..) .

Il existe donc une incertitude sur le sort futur de la biomasse, qui pourrait se voir limitée dans son développement pour l'une ou l'autre de ces raisons. Elle serait alors réservée à certains usages particuliers.

Cette incertitude est un obstacle à l'établissement de prévisions fiables pour la répartition entre électricité et biomasse pour les décennies prochaines.

( D'autant plus que la biomasse sera très utile pour produire de l'électricité en relève de l'intermittence des renouvelables....)

Le troisième volet, les économies d'énergie, se trouve heureusement couplé aux précédents :

L'électrification des applications de mobilité et de climatisation ( pompes à chaleur ) induira dans son principe des gains considérables d'efficacité énergétique.

Les travaux de rénovation thermique des bâtiments et le durcissement des règles de construction ( Bâtiments « zéro énergie » ) réduiront également significativement les besoins.

La mise œuvre du « réseau intelligent » incluant la participation des consommateurs à la gestion du réseau ( Gestionnaire d'énergie, batterie domestique, installation de charge de batterie, production domestique d'électricité ( panneaux solaires...) permettra d'optimiser le parc de production d'énergie afin d'éviter des excès de puissance installée mal utilisée.

La part d'autoproduction des utilisateurs est appelée à augmenter grâce aux panneaux solaires photovoltaïques et/ou thermodynamiques, éventuellement éoliennes en cluster avec stockage communautaire.

Par ailleurs, une rationalisation du secteur des transports collectifs et une meilleure gestion de l'urbanisation des sols, devraient permettre à terme une maîtrise de la mobilité et donc de la consommation d'énergie.

D'autres sources d'économie d'énergie impliquent des changements dans les structures de l'industrie et des services, notamment les transports routiers, maritimes, fluviaux, aériens, les réseaux d'approvisionnement, les échanges internationaux, la relocalisation de certains produits, les circuits courts, etc, tout cela conduira à une baisse de la demande d'énergie.

Le quatrième volet, la mitigation des conséquences catastrophiques du changement climatique, est une obligation qui incombe aux Etats, les prémices en sont déjà perceptibles :

- Impacts sur le régime des eaux et donc sur l'agriculture, l'élevage, la foresterie, les sécheresses.

- Accroissement des catastrophes « naturelles » : tempêtes, incendies de forêts, inondations, grêle...

- Elévation du niveau de la mer : Atteintes sur les activités humaines sur les littoraux exposés.

Etc...

Certains pays sont déjà confrontés dramatiquement à ces menaces, dont la gestion pose d'ores et déjà des problèmes de financement et surtout de mouvement de populations.

L'ampleur, et le coût, de ce vaste programme n'est pas encore réellement entré dans les esprits. Il ne s'agit plus de Milliards, mais de milliers de Milliards qui devront être dépensés non pas pour réaliser des bénéfices, mais simplement pour survivre et permettre aux générations futures de perpétuer un mode de vie pas trop dégradé.

Il existe un courant de pensée préconisant un retour à des modes de vie plus économes en énergie et moins dépendants du machinisme. Rien ne permet de penser à priori que cette vision du futur est utopiste. A nous de démontrer ( ou pas ) qu'il existe une voie intermédiaire susceptible d'être partagées par quinze Milliards d'Humains....

Car la perpétuation du mode de vie actuel machiniste et énergivore n'est pas garantie pour le prochain siècle, les utopistes d'aujourd'hui sont peut-être les prophètes de demain...

+

Les énergies décarbonées, oui, mais lesquelles ?

28 Novembre 2023

Le pétrole et le gaz nous ont habitués à disposer d'une énergie facile d'accès, disponible en tous lieux en quantités illimitées, et sans installations encombrantes, disgracieuses, voire polluantes, susceptibles de nous gâcher le paysage puisque ces produits proviennent de contrées lointaines qui se chargent de l'arrière-cuisine. Nous n'avions que la peine d'ouvrir les robinets des gazoducs, des oléoducs, ou vidanger les tankers ... Et payer la petite note bien entendu.

( Et assumer une dépendance énergétique vis à vis de sources d'approvisionnement souvent discutables...)

Mais cette vie de château ne saurait durer encore bien longtemps puisque d'une part ces sources vont se tarir bientôt ( Le « peak oil » serait déjà derrière nous selon les « experts » ) et d'autre part les émissions de CO2 associées à leur utilisation sont nuisibles à la stabilité du climat de la Planète et donc doivent cesser le plus vite possible.

Deux raisons donc de cesser de consommer ces produits dont nous sommes devenus les esclaves.

( Biens d'autres malédictions nous menacent à terme, mais chaque chose en son temps, l'urgence est mise sur la chasse au CO2 dont les dégâts sont déjà constatables ).

Cette nécessaire transition énergétique pose à l'Humanité un problème inédit :

Les civilisations « modernes », et donc l'humanisme qui les sous-tend, se sont développées sans aucune espèce de préoccupation concernant l'avenir de la Planète et donc la permanence des ressources qu'elle nous procure, et des paramètres qui définissent l'environnement ( Températures, niveau des océans, données climatologiques, etc...).

Dans les temps préhistoriques, l'adéquation entre les besoins des sociétés humaines et les ressources naturelles appelées à les satisfaire s'effectuait naturellement comme on peut le voir ( encore...) actuellement pour les espèces « sauvages » dont la population s'ajuste à la quantité de ressources disponibles, qu'il s'agisse de proies animales ou de végétaux.

La « civilisation », celle de l'Histoire, a permis à l'Homme de rompre cette équation par un contrôle de son environnement grâce à la domestication du feu, puis l'invention de l'outil, la domestication animale, et l'utilisation des forces de la nature, force du vent, force de l'eau des rivières.

La découverte récente ( Deux siècles sont une seconde pour le cosmos ) à la fois de la machine à vapeur, du pétrole, du moteur à combustion, et de l'électricité, a provoqué une explosion du machinisme qui, en s'appuyant sur l'énergie inépuisable des fossiles, a permis l'explosion démographique que l'on sait, accompagnée d'une explosion de la consommation d'énergie et du pillage des ressources de la Planète.

( Oui, cela fait beaucoup d'explosions ; gardons-nous de l'explosion ultime qui mettrait fin à l'expérience...).

Pour les deux raisons citées plus haut, et d'autres qui en sont les conséquences ( Pollution de l'environnement, destruction de la biodiversité...) il semble que le temps soit venu de mettre fin à cette insouciance et de prendre des mesures afin de garder cette Planète habitable pour nos descendants.

( La lutte contre le CO2 n'est que la face visible de l'iceberg ).

Les préoccupations écologiques sont longtemps demeurées l'apanage d'une minorité éloignée des centres de décisions, et les notions de préservation de la Planète ont longtemps été confinées dans des ouvrages lus essentiellement par les seuls écologistes.

Cet aveuglement collectif, qui nous a amenés à glisser sous le tapis tous les indices témoignant d'une catastrophe en gestation au profit d'une « rentabilité économique » immédiate, nous place aujourd'hui en situation d'avoir à résoudre tous les problèmes à la fois, c'est le coup de pied dans la fourmilière.

La réalité fait désormais sortir l'écologie de son placard académique vers son nouvel état de grande cause humanitaire, que les investisseurs ne sont pas préparés à traiter car il faudra investir beaucoup pour n'en recueillir les fruits que dans les générations futures, ce qui est contraire aux usages actuels plutôt du genre « I want my money back as soon as possible... ».

Les politiques ( c'est-à-dire les décideurs ? ), sont devant la transition énergétique comme la poule qui aurait couvé un œuf de canard; qu'est-ce que c'est, que vais-je pouvoir faire avec ce truc, en quoi cela peut-il servir ma carrière et accroître ma popularité ?...

Les industriels tâchent de naviguer à vue entre les « business plans » des technocrates, les réglementations multiples et locales plus ou moins contraignantes, en utilisant au mieux l'argent distribué par l'Etat ( Les Etats...) aux fins de réaliser des démonstrateurs qui n'aboutiront à rien parce que la réglementation aura changé, tout en essayant de maintenir à flot des outils de production qui seront peut-être à mettre au pilon dans six mois parce que la phase d'industrialisation aura été « externalisée » pour des raisons de rentabilité financière.

( Voir l'exemple des panneaux solaires...)

L'ennemi principal étant le CO2 émis par la combustion des fossiles dans le but essentiel d'obtenir de l'énergie, deux solutions sont donc envisageables simultanément : réduire notre consommation d'énergie, et satisfaire les besoins restants avec de l'énergie provenant de sources décarbonées ou neutres en carbone.

( Il ne s'agit pas de deux options, mais d'une double obligation).

Le problème est que le monde est devenu une gigantesque machine dont le sang est constitué d'énergies fossiles à plus de 80%. Notre challenge consiste à remplacer ce sang par un autre dont on ne connaît pas bien la composition ni la source, et ceci sans arrêter la machine.

N'importe quel ingénieur vous rirait au nez devant une prétention aussi saugrenue.

Mais nos décideurs politiques ne sont pas des ingénieurs, et leur horizon est limité par la durée de leur mandature, ce qui les rend inopérants pour traiter des projets de très long terme. De plus, leur « terrain » d'action est le territoire national, éventuellement régional au sens large, alors que la transition énergétique doit être une affaire planétaire.

Pour toutes ces raisons, le passage du flambeau allumé par l'IPCC vers les décideurs politiques ne

peut s'effectuer de manière satisfaisante.

(Rappelons que l'IPCC ( GIEC ) N'a aucun pouvoir de décision sur quoi que ce soit, pas plus que les COP xx ).

Les relations internationales se sont établies sur la base d'affrontements de divers blocs dans le but de conquérir des territoires, s'assurer la suprématie, agrandir ses richesses, garantir son accès à l'énergie, aux richesses du sous-sol, et asseoir sa puissance et sa domination.

Mais la transition énergétique est une affaire planétaire qui nécessite une stratégie commune pour défendre des intérêts communs, le contraire de ce qui existe aujourd'hui.

Faute d'une gouvernance mondiale, que personne ne souhaite par ailleurs, chaque Etat, ou groupe d'Etats, tente de définir SA politique de transition énergétique, avec comme préoccupations principales la défense de ses intérêts, sa place sur l'échiquier mondial, son indépendance énergétique ( Bien souvent imaginaire ), ses sources d'approvisionnement, son PIB, et bien sûr l'état de ses finances, l'état de son opinion, le tout dans une perspective nécessairement électorale c'est-à-dire court-termiste.

Tout cela n'est pas propice à l'établissement d'un programme de transition énergétique solide, documenté, avec des financements identifiés, des moyens industriels établis, et une visibilité très au-delà d'une législature.

Il en résulte des décisions contradictoires, voire contre-productives.

( On a pu « apprécier » par exemple en France la valse hésitation du Nucléaire dont l'existence même était remise en cause avec une urgence variable au gré des résultats électoraux, pour revenir sur le devant de la scène à la faveur d'une ambiance politique mieux disposée, sans assurance de ne pas subir un revirement aux prochaines élections...

On a pu également assister au déploiement explosif de l'éolien en Allemagne, contrainte maintenant de recourir à des centrales à fossiles pour compenser l'intermittence du vent, détail qui avait semble-t-il été « oublié »...).

La transition énergétique est ainsi devenue une arène dans laquelle se cristallisent tous les conflits financiers de la Planète, et où s'affrontent les grands blocs et se définissent les futurs leaders de ce formidable marché du siècle dans lequel les taux boursiers compteront plus que le taux de CO2.

Il faut reconnaître que le passage d'une rente de situation où la seule difficulté consistait à choisir entre pétrole ou gaz naturel, voire charbon, vers une « terra incognita » où il faudra extraire soi-même l'énergie convoitée d'un environnement pas forcément favorable, constitue un choc civilisationnel auquel nous n'étions pas préparés.

Pourtant les sources possibles de remplacement des fossiles sont nombreuses :

Eolien terrestre, Eolien offshore, Solaire photovoltaïque, Solaire à concentration, Hydroélectrique, Géothermie, Biomasse solide, Biogaz, Biocarburants de première, deuxième, troisième génération, Electronucléaire, n'en jetez plus, c'est l'enfant devant la vitrine de Noël, lequel choisir ?

( Sans parler d'un certain Hydrogène naturel, qui pourrait bien s'ajouter à la liste et bouleverser l'échiquier ).

Et d'abord, qui doit choisir ? Et sur quels critères ?

En France, la majorité de l'opinion reconnaît la nécessité d'abandonner les fossiles au profit des renouvelables. Par contre, personne n'en veut dans son jardin.

( Réflexe « NIMBA », Not In My BAckyard...)

Les raisons de cette méfiance sont diverses :

Le Nucléaire est connoté Tchernobyl et Fukushima, et contamination radioactive de longue durée.

L'hydroélectrique est très bien jugé, mais SVP pas de barrage dans ma vallée...

L'Eolien est parfait, mais plutôt dans le département d'à côté, et surtout pas en face de ma plage....

Et puis çà fait tourner le lait des vaches....

Le solaire, c'est bien au Sahara, mais disgracieux dans ma commune...

Le bois, c'est bucolique, mais pas touche à ma forêt.

Les biocarburants, pourquoi pas, mais sur quels terrains les cultiver, et il paraît que Bruxelles veut tuer les moteurs thermiques, alors pourquoi des biocarburants, et pour quels moteurs ?

( La saga des désastres provoqués par l'affaire de l'huile de palme est dans tous le journaux...).

Reste le biogaz, qui remplacerait le gaz naturel dans les mêmes usages, les mêmes réseaux, les même installations de stockage que le gaz fossile. Il apporterait une solution pour la compensation de l'intermittence de l'éolien et du solaire grâce aux centrales à Gaz , mais son potentiel sera-t-il suffisant ?

Les énergies renouvelables sont ainsi jugées à la fois la meilleure et la pire des choses. Les études d'utilité publiques et les analyses d'impacts sur la biodiversité et l'environnement, qui retardent les dossiers d'instruction de tout projet de renouvelables, jettent un doute sur le potentiel réel de production dans un domaine aussi controversé.

En attendant que les français se décident à faire des concessions et acceptent les milliers d'éoliennes off-shore, les dizaines de milliers d'hectares de panneaux solaires, les centaines de STEP, qui seront nécessaires pour produire une quantité suffisante ( peut-être ) d'électricité verte et compenser l'intermittence de la production, il faut bien que l'Etat se préoccupe sérieusement de maintenir un outil de production capable de soutenir les besoins d'un pays qui n'accepterait pas de se contenter d'une énergie sporadique.

L'éolien et le solaire ne sont ni stables ni pilotables, ils fournissent une énergie électrique intermittente; sur ce point au moins il n'y a plus de débat ( bien que le consensus soit récent ).

Quant à L'Hydroélectrique, il peut être assimilé à une source de base dans les pays bien pourvus en réserves d'eau exploitables, comme en Norvège. Ce n'est pas le cas de la France où l'hydroélectrique ne peut intervenir que pour de courtes durées.

( Quant à noyer quelques vallées supplémentaires pour produire davantage d'Hydroélectricité, il ne faut même pas y penser …).

Dans ce contexte pas très glorieux, la seule source d'énergie à la fois stable, pilotable, et décarbonée, est l'électronucléaire.

( S'il en existe une autre, son inventeur est bien discret...)

Ce constat est factuel, et déconnecté des problèmes réels ou imaginaires posés par les risques de cette technologie.

On peut décider de renoncer au nucléaire, mais il faudra accepter les inconvénients d'une production instable qui nous rendra dépendants de fournisseurs étrangers qui auront d'ailleurs les mêmes problèmes.

Cette technologie déjà ancienne a au moins le mérite d'exister* et d'offrir de bonnes perspectives d'évolution vers plus d'efficacité et moins de nuisances dues aux déchets.

*( Le nucléaire est présent dans 14 pays de l'Europe des 27 , et produit 22% de l'électricité européenne.

( Source Eurostat ).

Le choix du ou des types d'énergies décarbonées à développer n'est donc pas simple, sachant que les investissements seront très lourds et viendront s'ajouter aux autres investissements liées à la transition énergétique : Modernisation des réseaux électriques, électrification des nombreux secteurs utilisant aujourd'hui des fossiles, etc.

( Il faut deux décennies pour remettre sur pieds un parc nucléaire, il suffit de quelques années pour construire un parc éolien ou solaire...)

Il n'y a pas de critère universel permettant de choisir de développer telle ou telle méthode d'exploitation des énergies décarbonées.

Il existe par contre certains critères d'exclusion en rapport avec les spécificités régionales :

On ne fera pas d'Hydroélectrique dans les régions désertiques, on y fera plutôt du Solaire.

On ne fera pas de Solaire en Europe du Nord, mais plutôt de l'Eolien et/ou de l'hydroélectrique lorsque le relief et le climat s'y prêtent.

On ne fera pas d'électronucléaire dans les régions politiquement instables.

Dans les régions développées fortement urbanisées et à vocation touristiques, on pourra faire

du Nucléaire.

L'Eolien offshore sera largement exploité sur les littoraux peu peuplés et peu touristiques.

Etc...

Les productions intermittentes devront dans tous les cas voisiner avec des productions de base pilotables et des liaisons inter-régionales devront être développées pour compenser les fluctuations d'offre et de demande.

Le système électrique européen se développe dans ce sens et les liaisons transfrontalières voient leurs capacités d'échange accrues dans de fortes proportions, y compris par câbles sous-marins.

Quelles que soient les solutions adoptées par les différents pays européens, l'existence de ce réseau inter-régional est un passage obligé, comme le sera le réseau « intelligent » sans lequel tout cela ne pourra pas fonctionner convenablement.

Aujourd'hui le Monde utilise encore à 80% les énergies fossiles, les énergies renouvelables intervenant pour 20% ( Biomasse, déchets, Hydraulique, Nucléaire, Eolien, Solaire, Géothermie ).

L'éolien et le solaire ne représentent encore que 3% du total.

Nous partons donc de très loin et l'ennemi à éliminer se porte encore très bien, malgré les annonces de mort imminente du pétrole.

S'il est vrai que le pétrole dit « conventionnel » a vécu son heure de gloire et décline depuis 2008 selon les experts, par contre le pétrole non conventionnel, genre schistes bitumineux, fait de la résistance et ne semble pas disposé à quitter le champ de bataille facilement...

Quand au charbon et au gaz naturel, çà va encore très bien, merci...

Un temps on a pu penser que les fossiles seraient « encouragés » à quitter la scène sous le poids des « taxes carbone » qui semblaient alors l'arme ultime.

Comme on a pu le voir, il n'en a rien été. Taxer les fossiles équivaut à taxer l'économie mondiale, ce qui revient à se tirer une balle dans le pied, au moment où justement démarre la course à la transition énergétique...

Certains on cru pouvoir utiliser la manière forte en interdisant l'usage des fossiles purement et simplement.

Autant édicter un règlement interdisant la guerre...

Il nous faudra donc vivre encore avec les fossiles, la seule façon de les éliminer sera de démontrer la faisabilité économique de la transition énergétique, et son aptitude à couvrir les besoins actuels et futurs...

Les énergies renouvelables qui tiennent le devant de la scène ( à tort ou à raison...) fournissent de l'électricité. On sait les mettre en œuvre, les technologies existent, il suffit d'investir et de multiplier les éoliennes, les parcs solaires, les barrages hydroélectriques, les centrales nucléaire, les STEP...

Le véritable problème est ailleurs.

Cette électricité va devoir remplacer les fossiles dans un parc de « machines » au sens large, dont la plupart ne sont pas conçues pour utiliser de l'électricité.

Il faudra donc les remplacer par d'autres machines, ce qui représente des investissement fabuleux qui viendront s'ajouter à ceux qui doivent déjà être mobilisés pour fabriquer cette électricité.

Et ce remplacement fera apparaître des problèmes nouveaux de dépendance pour les approvisionnements en métaux rares, indispensables pour les batteries, les piles à combustibles, et les semiconducteurs...

De plus, les réseaux de distribution d'énergie électrique devront être modifiés pour s'adapter à ces nouveaux besoins, et étendus aux zones non encore desservies.

Toutes les « machines » ne pourront pas être converties à l'électricité de réseau, tout simplement parce que de nombreuses régions du Globe ne possèdent pas de réseau...En particulier les transports maritimes lourds, les transports aériens, fluviaux, mais aussi certaines régions terrestres défavorisées.

Il existera donc, pendant longtemps encore, un besoin de carburants de type conventionnel pour assurer ces applications.

( N'oublions jamais par exemple que la sécurité de l'alimentation électrique d'une centrale nucléaire, d'un hôpital, ou d'un centre de données, est assurée par des génératrices actionnées pas des moteurs diesel....)

Nous assistons ainsi à l'émergence ( Plutôt redécouverte ) d'une sous-catégorie d'énergies décarbonée issues de la Biomasse solide, liquide, ou gazeuse, qui fournit déjà 10 % de la consommation mondiale d'énergie, et pourrait bien supplanter les renouvelables « nobles » dans de nombreux domaines, voire même produire de l'électricité.

Ces sources d'énergie à carbone recyclable offrent plusieurs avantages :

Les produits énergétiques obtenus sont directement substituables aux fossiles, ils sont transportables, stockables, et directement utilisables dans les installations existantes, y compris pour produire de l'électricité.

- Ils sont très performants ( 50 litres de biocarburant contiennent autant d'énergie qu'une batterie au Lithium de 2,2 tonnes !).

Mais leur développement est freiné par plusieurs aspects jugés négatifs :

- Leur production est considérée comme concurrentielle de la production de denrées alimentaires, et/ou du développement du couvert forestier capteur de CO2.

( Cela peut changer avec les e-fuels ).

- Leur utilisation en substitution des produits fossiles n'apporte aucune amélioration des rendements énergétiques, contrairement à l'électricité qui permet des gains de l'ordre de 50% voire davantage.

Ces inconvénients, réels ou imaginaires, seront un frein à leur développement, mais la demande mondiale sera là et pourra encourager la recherche de solution pour en atténuer la portée.

Quant au biogaz ou au syngaz, ils seront indispensables au moins pour alimenter les centrales thermiques CCCG nécessaires à la compensation de l'intermittence des renouvelables. La querelle autour du Biogaz ou du syngaz est donc stérile et n'a pas lieu d'être .

Quand on fait le tour des besoins futurs, on s'aperçoit ainsi que toutes les énergies renouvelables auront leur rôle à jouer, à proportion des spécificités des régions en ressources naturelles décarbonées évidemment, et des besoins locaux en énergie.

La transition énergétique comporte plusieurs volets :

- Le remplacement des fossiles par des sources d'énergie décarbonée ou à carbone recyclable.

- L'adaptation du monde des machines aux nouvelles formes d'énergie.

- La gestion des dégâts matériels et humains causés par le changement climatique inévitable et dont les effets sont déjà perceptibles.

- L'adaptation de l'habitat et des usages aux nouvelles contraintes imposées par ces nouvelles énergies.

- La réorganisation des circuits commerciaux d'approvisionnement, d'échange, et de distribution des nouvelles énergies.

- La réorganisation des moyens de stockage de sécurité par des capacités appropriées spécifiques.

- La gestion de la cohabitation entre les énergies traditionnelles et les énergies nouvelles pendant la durée nécessaire au basculement, durée généralement très sous-estimée.

- Etc...

Toutes ces tâches seront semées d'embûches et exigeront beaucoup de discernement pour être menées à bien sans créer de désordres sociaux ingérables qui viendraient s'ajouter au désordre climatique désormais inéluctable..

La transition énergétique, un coup de pied dans une fourmilière...

9 Octobre 2023

Le Monde dit « développé » fonctionne encore essentiellement grâce aux réserves d'énergies fossiles, qui sont limitées par définition.

L'épuisement inéluctable de ces réserves nous impose donc de leur trouver une ou des solutions de remplacement pérennes et/ou renouvelables.

Jusqu'à une date récente, « nous » pensions pouvoir disposer d'un délai confortable ( un siècle ou deux ) pour procéder « tranquillement » à cette substitution, sans urgence particulière.

( Tout au plus y avait-il dans l'air un semblant de préoccupation se traduisant par de molles incitations à réduire nos appétits énergétiques. Mais la courbe de croissance de la consommation mondiale d'énergie a montré, s'il en était besoin, l'inefficacité de ces recommandations ).

Cette insouciante époque a pris fin avec le constat de l'effet pernicieux du dégagement de CO2 fossile sur le climat de la Planète, et a mis un terme à la relative béatitude qui régnait dans le monde de l'énergie.

Après analyse par les experts, il s'est avéré que le délai pour procéder au remplacement de ces fossiles n'est plus de deux siècles, mais de quelques décennies seulement, autant dire demain matin, si l'on veut échapper à un hiroshima climatique.

Et de plus, même dans l'hypothèse d'une transition énergétique rapide et efficace, nous ne pourrons pas échapper aux premières manifestations de ce réchauffement dévastateur...

L'effet de ce constat fut celui d'un coup de pied dans une fourmilière.

La chasse aux émissions de CO2 devenait, toutes affaires cessantes, la condition de notre survie.

( Le « notre » en question concerne, du moins on l'espère, la totalité des espèces vivantes )

Le développement des sociétés humaines est fondé sur le machinisme, donc sur la consommation d'énergie puisque le mouvement perpétuel n'a toujours pas été inventé. Nous utilisons des quantités colossales d'énergie, dont aucun chiffre ne peut donner l'idée.

Aujourd'hui cette énergie est à 80% fossile, donc émettrice de CO2. C'est donc la quasi totalité de la structure machiniste de la Planète qui doit être réformée et convertie à des sources d'énergie « propre » au sens de non perturbatrice du climat.

( Car, en matière de propreté dans les utilisations des différentes sources d'énergie, il y aurait beaucoup à dire...)

Cette conversion doit être réalisée si possible sans abandonner le principe de généralisation de nos modes de vie « occidentaux » au reste du Monde, dans le respect de l'égalité des chances pour les sociétés humaines, et dans la perspective de la croissance démographique portant à 10,5 Milliards la population mondiale en 2100, selon les Nations Unies.

( C'est du moins la doxa prêchée ici et là et non remise en question jusqu'à présent...)

L'énormité de ce challenge est apparue progressivement, à mesure de l'avancement des programmes destinés à l'accomplissement de cette transition.

Contrairement aux apparences, Le problème n'est pas de chercher les nouvelles énergies « propres » qui pourraient remplacer les énergies carbonées.

En effet, nous les connaissons déjà depuis longtemps :

Hydraulique, Solaire, Eolien, Nucléaire, Géothermie, Biomasse solide, liquide ou gazeuse, sont des domaines déjà expérimentés et porteurs d'un potentiel énorme pour la production d'énergie décarbonée ou à carbone recyclable.

Ces sources d'énergie renouvelable sont déjà mises en œuvre et expérimentées depuis des décennies, mais à une échelle encore modeste par rapport aux fossiles.

( On pourrait même en ajouter deux autres, qui pourraient contribuer à moyen et long terme : L'Hydrogène naturel, porteur d'un potentiel énorme, mais encore à confirmer, et la fusion nucléaire qui prendrait la suite de la fission ).

Il n'y a donc pas d'impossibilité technologique majeure susceptible d'empêcher la mise en œuvre de la transition énergétique.

( sinon quelques soucis du côté des sources d'approvisionnement de certains minéraux, mais qui devraient pouvoir se résoudre grâce aux progrès de la recherche ).

Les vrais problèmes sont d'un autre ordre :

- Le premier est évidemment le financement, car des milliers de Milliards devront être investis chaque année pour mettre en œuvre cette transition, alors que le retour sur investissements n'est pas encore tout à fait démontré ( c'est un euphémisme ).

L'attitude du financier et/ou du décideur à l'égard de cette révolution énergétique est celle d'une poule qui aurait couvé un œuf de canard..

( On voit par exemple dans « certains » pays avancés qu'il existe encore des querelles sur le type de renouvelables à développer, sur les mérites respectifs de l'eolien, du solaire, du nucléaire, et où existe la plus grande confusion entre les cinq ou six sortes d'Hydrogène auxquelles on a même attribué des couleurs, sans très bien savoir à quels usages ils seront destinés...Sans parler de la Biomasse à laquelle on accorde un fort potentiel, mais sans très bien savoir si son carbone recyclable autorisait à la classer dans les énergies décarbonées ou bien dans les énergies de substitution des fossiles, ce qui n'est tout à fait la même chose ).

En clair, on sait qu'il faut investir dans la transition énergétique, mais on ne sait pas très bien dans quel domaine, ni où trouver les sous …

Une particularité de notre « civilisation » machiniste est de reposer sur un échafaudage financier dont les ressorts s'appellent taux d'intérêt, taux d'actualisation, valeur boursière, durée d'amortissement, taux d'imposition, retour sur investissement, parts de marché, concurrence, etc, sans qu'il soit à aucun moment question du bien-être des peuples, préservation des valeurs de progrès social, ou autres considérations humanitaires à l'égard des générations actuelles, et encore moins des futures...

Pour passer outre ces blocages, on faisait autrefois appel à l'Etat. Aujourd'hui on cherche plutôt à l'évincer car suspecté d'être un «  empêcheur de financer en rond ».

(A ce sujet il n'est pas inutile de se référer à l'époque ancienne où furent réalisés les grands travaux qui dotèrent la France de parcs nucléaires et hydroélectriques qui n'auraient jamais pu être réalisés par les méthodes de gouvernance financière actuelles).

Il semble que certains penseraient à remette le rôle de l'Etat au premier plan, acceptons-en l'augure..

- Le second problème tient à la multiplicité des axes à développer simultanément pour réaliser la transition :

Jusqu'à présent l'énergie fossile s'obtenait soit en perçant des trous dans le sol pour les pays pourvus de réserves, soit en signant des chèques pour l'acheter ailleurs, et en se faisant livrer par bateau ou par une tuyauterie adéquate, après avoir signé des accords sur un fond géopolitique douteux sans trop regarder l'aspect indépendance énergétique, et dont on constate aujourd'hui les effets néfastes.

Cette époque est révolue. Désormais il faudra « fabriquer » soi-même son énergie, ce qui signifie créer de toutes pièces une industrie dédiée, ce qui n'est pas à la portée du premier pays venu, surtout dans un contexte de désindustrialisation, lubie très à la mode dans certain milieu...y compris chez nous.

- Un autre problème tient à la nature même des énergies renouvelables.

Les fossiles fournissent congénitalement de la chaleur, qui est devenue prépondérante sous diverses formes, notamment les moteurs thermiques aujourd'hui sur la sellette. L'électricité elle-même doit beaucoup aux fossiles grâce aux centrales thermiques. Elle est encore à 70% un sous-produit du charbon, du pétrole et du gaz, et ne représente que moins de 20% de la consommation mondiale d'énergie..

A contrario, les renouvelables, qui constituent le peloton de tête dans les futurs projets, fournissent essentiellement de l'électricité : Eolien, Solaire, Hydraulique, Nucléaire, vont ainsi prendre la place des fossiles, la chaleur devenant un sous-produit de l'électricité.

Il s'agit donc d'un changement de paradigme qui entraînera la nécessité d'adapter à l'électricité les applications qui aujourd'hui utilisent des fossiles.

Ce volet, indispensable, de la transition énergétique, sera au moins aussi coûteux et perturbant que la production de l'électricité elle-même.

( Nous en voyons un premier exemple dans le cas des transports routiers, maritimes, fluviaux, aériens, pour lesquels « l'électrificabilité » n'a pas encore été démontrée, le problème du stockage restant entier, même pour les véhicules légers qui sont pourtant les moins exigeants...)

D'autre part, l'électricité ne peut remplacer les fossiles que dans les zones équipées d'un réseau électrique (!), ou doit être fabriquée sur place en l'absence de réseau. Ceci représente une contrainte dans de nombreuses régions du monde où l'habitat est très dispersé.

- Autre difficulté : certaines sources renouvelables, le solaire, l'éolien, et l'hydraulique, sont intermittentes et/ou non pilotables. Elles ne pourront donc être efficaces que si elles sont couplées à des moyens de production pilotables qui, eux-mêmes, devront être alimentés par des sources décarbonées, et/ou soutenus par des moyens de stockage suffisants. Là aussi les investissements nécessaires sont colossaux, et souvent « oubliés » dans les analyses.

(Aujourd'hui l'intermittence de ces renouvelables est compensée par une production complémentaire obtenue grâce à des centrales thermiques à Gaz fossile, voire même au charbon. Ceci n'est évidemment pas acceptable sur le long terme, mais la solution pérenne décarbonée n'est toujours pas identifiée, au sens industriel du terme ) .

On « parle » de STEP ( Stations de Transfert d'Energie par Pompage ), mais sans programme établi. On évoque également le stockage sous forme d'Hydrogène obtenu par électrolyse et pile à combustible, ou sur batteries, mais tout ceci demeure encore assez théorique .

- Par ailleurs, Le nucléaire est une source d'énergie décarbonée, mais d'une part sa mise en œuvre se heurte souvent à une opposition de principe des opinions, et d'autre part c'est une technologie extrêmement complexe qui ne peut être disséminée n'importe où comme des éoliennes ou des panneaux solaires. Elle ne peut être mise en œuvre et exploitée que par du personnel hautement qualifié, qui n'est évidemment pas disponible n'importe où et que l'on ne peut mobiliser que pour des installations de très forte puissance. Sans parler des problèmes de sécurité liée à l'instabilité politique de certaines régions.

(Le projet de mini réacteurs ( SNR ) est destiné à résoudre une partie de ce problème, mais ce n'est encore qu'un projet).

Quelques autres questions complètent la panoplie des incertitudes et justifient plus ou moins le manque d'enthousiasme des décideurs, peu enclins à entraîner leurs actionnaires dans un voyage financier au long cours sans savoir si au bout se trouve la toison d'or ou le naufrage :

- La biomasse solide, liquide, ou gazeuse, n'est qu'un pis-aller puisqu'elle ne fait que recycler du carbone déjà présent dans l'atmosphère, et sa production massive dédiée est suspectée d'entrer en conflit avec les productions vivrières. Deux raisons suffisantes pour faire reculer les investisseurs.

Sans parler des impacts sur la biodiversité et la déforestation...

- L'Hydraulique n'est utilisable que là où il y a de l'eau ( ! ), ce qui exclut de nombreuses régions du Globe qui sont, ou seront, frappées par la sécheresse. D'autres régions, mieux pourvues en eau, rencontrent des oppositions locales au nom de la préservation de la biodiversité.

A ces problèmes liés à la production des énergies nouvelles vient s'ajouter la nécessité de faire face aux premiers « dégâts » causés par le changement climatique, quelles qu'en soient les causes par ailleurs :

Augmentation des températures, perturbation du régime des précipitations, multiplication des épisodes climatiques violents, montée du niveau des océans, épisodes violents de sécheresses, canicules, stress hydrique, inondations, fonte des glaciers, tarissement de certains cours d'eau, submersion, recul du trait de côte, avec des conséquences sur l'agriculture, les forêts, l'élevage, l'habitabilité de certaines régions, les incendies, les dégâts causés aux constructions, la perturbation des activités humaines, les mouvements de populations, etc.

Toutes ces malédictions doivent faire l'objet d'une prise en compte systématique, les dispositions actuelles n'étant plus à la hauteur de ces sinistres dont l'ampleur ne peut qu'augmenter dans le futur.

La tâche à accomplir ne consiste donc pas « seulement » à remplacer une source d'énergie par une autre, mais véritablement à changer le monde lui-même, ce qui est une autre paire de manche.

Ce bouleversement doit être accompli en tenant compte des enjeux humains, économiques, politiques, financiers, souvent contradictoires, et ceci dans une perspective séculaire puisqu'il s'agit de préserver un cadre de vie pour le prochain siècle, peut-être au détriment de notre « petit » confort d'aujourd'hui, ce qui sera sûrement le plus dur à avaler...

La batterie solide française arrive...bientôt.

12 Septembre

Un constructeur de voitures se doit d'avoir la maîtrise des éléments essentiels qui les constituent, afin d'exprimer ses choix stratégiques, créer l'esprit de la marque grâce à son image, avoir le contrôle des choix technologiques, assurer son indépendance commerciale et industrielle, contrôler les méthodes et les coûts de fabrication, etc.

Dans la voiture électrique, la batterie est devenue un élément essentiel de par ses nouvelles attributions :

Elle définit la puissance de la voiture par le courant maximum qu'elle peut fournir.

Elle définit l'autonomie, qui est directement proportionnelle à sa capacité énergétique.

Elle définit pour moitié le coût de production du véhicule ( Aujourd'hui ).

Elle définit la durée de vie optimale de la voiture par son cyclage et l'évolution de son SOH .

Elle définit les conditions de recharge par son aptitude à accepter les charges rapides ( 2C, 3C, 5C …).

Son caractère d'élément essentiel est donc aujourd'hui évident.

( Ce n'est pas un élément que l'on peut acheter sur l'étagère d'un centre auto...)

Or, les constructeurs européens ne maîtrisent pas cette filière. La très grosse majorité des batteries des voitures électriques fabriquées en Europe provient de fournisseurs extra-européen.

Face à des industriels non européens capables de maîtriser l'ensemble des éléments de la voiture, et de la produire à des coûts que l'on sait, le « combat » paraît perdu d'avance.

Pour tâcher de « reprendre la main » en cette affaire, l'Europe soutient un vaste programme destiné à donner aux constructeurs européens les moyens de lutter à armes égales non seulement sur le marché automobile, mais également sur les marché futurs du stockage de l'énergie électrique.

( Les énergies renouvelables ont besoin de batteries, comme le réseau intelligent et les installations d'auto production ...)

Bien sûr il ne s'agit pas, du moins on l'espère, de faire des copies de ce qui se fait déjà très bien en Chine et ailleurs, l'affaire des panneaux solaires nous a servi de leçon, en tous cas on peut le penser.

Il s'agit donc de profiter de l'émergence de la nouvelle technologie* des batteries solides pour prendre le train non pas en marche, mais avant qu'il soit parti sous drapeau asiatique.

Plusieurs dizaines de projets d'usines de fabrication de batteries lithium ont ainsi vu le jour en Europe, avec l'objectif d'équiper une bonne partie du parc européen.

* ( Rappelons les quatre points faibles des batteries actuelles au Lithium:

- La capacité spécifique ( Le poids ) : 300 kg pour 50 kWh.

- Le coût : 7 000 euros pour 50 kWh.

- Le risque potentiel d'emballement thermique .

- La faiblesse de la densité de courant par rapport aux performances demandées ( Charges rapides 4C ou 5C  : seulement 2C sur les batteries courantes ).

L'objectif de tous les fournisseurs de batteries est de corriger ces points pour améliorer l'image de la voiture électrique, et prendre (ou garder) des positions de leaders sur ces marchés ).

La France est ainsi partie prenante dans le groupe ACC ( Automobiles Cells Company ) qui réunit

Stellantis, Mercedès- Benz, SAFT (filiale de TOTAL énergies), et Prologium, pour mettre sur pied un activité de production de batteries de nouvelle génération destinée au marché européen.

Prologium ( Groupe taïwanais qui apporte son savoir-faire ) est déjà très actif dans la batterie solide, et apporte avec Saft une solide bibliothèque de brevets qu'il compte bien monnayer auprès de différents fabricants de batterie de par le monde.

Parmi les améliorations revendiquées par les brevets PLG ( Prologium ), on trouve :

- Amélioration d'un facteur 2 de la capacité spécifique.

- Amélioration du régime de charge ultra-rapide jusqu'à 5C .

- Suppression du risque potentiel d'emballement thermique.

- Réduction significative du coût de production.

Une première usine a été officiellement inaugurée dans le Nord en Mai 2023, avec une possibilité de début de production avant fin 2023.

La capacité de production annuelle est de 13 GWh ( 260 000 batteries de 50 kWh, ou 130 000 de 100 kWh ).

Deux autres unités ACC de production identiques sont prévues dans le plan.

Les premiers échantillons sont attendus avec l'impatience que l'on imagine...

( On ne sait pas très bien ce que fabriquera la nouvelle usine puisque la technologie est présentée comme en cours de mise au point...

En fait, la batterie solide est une sorte de serpent de mer dont on parle beaucoup dans la presse mais sans jamais en voir la queue, sauf sous forme de dispositifs imparfaits auxquels il manquent toujours dix-neuf sous pour faire un franc.

Mais le dispositif Prologium est peut-être la pépite qui fera taire les mauvaises langues, dont celle-ci ).

Rappelons que le parc européen se renouvelle à hauteur d'environ 13 Millions de véhicules neufs par an.

Le marché est donc immense, mais la concurrence extra-européenne l'est aussi...

De nombreux autres projets de Gigafactories sont en cours en Europe pour servir une bonne part de ce marché évalué à environ 1 000 GWh par an.

( Notons au passage que, lorsque les 250 Millions de véhicules du parc roulant européen seront électrifiés, leur consommation d'énergie électrique sera considérable, que l'on peut évaluer à plus de 600 TWh par an, dont 100 TWh pour la France...

100 TWh correspond à la production de 8 réacteurs EPR de 1 600 MW. )

La voiture électrique, quo non ascendet ?

31 Août 2023

La voiture électrique, mythe plus que centenaire, fut dès ses débuts reléguée au musée par le pétrole dont la commodité d'emploi ne pouvait être égalée par les batteries de l'époque.

Non pas que le système électrique lui-même fut mis en cause, mais le poids dissuasif des batteries au plomb réservait ce type de propulsion à des engins de manutention ou à des applications à poste fixe, qui ont prospéré depuis.

Ce qui n' a pas empêché l'électricité d'envahir les autres applications énergétiques, preuves de son intérêt, qui ne s'est pas démenti depuis, au contraire même puisque les avions veulent s'y mettre aussi.

La propulsion électrique connut tout de même son heure de gloire, jamais remise en cause, grâce au réseau de distribution qui permit de se passer de batterie et d'électrifier les chemins de fer et les transports en commun urbains ( Tramways, Trolleybus, Métros ).

( Certains tentent aujourd'hui de transposer cette technique aux véhicules routiers, avec un certain succès ici et là, mais peu adaptée aux véhicules légers qui s'accommodent très mal d'un parcours imposé.

L'intérêt du véhicule particulier est précisément d'aller ici et là, et surtout là où ne vont pas les véhicules tributaires d'un réseau fixe).

Les crises du pétrole du siècle dernier provoquèrent un regain d'intérêt pour la voiture électrique. Hélas, les batteries n'ayant guère progressé, et le prix du pétrole étant revenu à un niveau acceptable, l'affaire retourna vite au musée des causes perdues.

Et puis sont venus les temps du catastrophisme climatique révélé par les instances du GIEC, dont les avertissements ont conduit les Etats à mettre en œuvre ( bien tardivement ) des politiques visant à l'abandon progressif des fossiles et à réduire drastiquement les consommations d'énergie de la Planète.

Les transports sont de gros émetteurs de CO2 fossile.

Il est vite apparu que le remplacement des moteurs thermiques par des moteurs électriques résoudrait à la fois le problème de la consommation d'énergie, qui se trouverait divisée par trois, et le problème du CO2 puisque les moteurs électriques n'en émettent pas.

A condition que l'électricité utilisée soit elle-même décarbonée, faut-il le rappeler.

( Ce dernier point, apparemment anecdotique, constitue en fait le cœur du problème de la transition énergétique : L'électricité, oui, mais à condition qu 'elle soit décarbonée, ce qui ouvre une boîte de Pandore pleine de génies asiatiques et extrême-orientaux enclins à profiter de l'aggiornamento électrique pour devenir califes à la place des califes de l'ancien monde...)

La nouvelle religion décarbonée conduisait ainsi à ressortir la voiture électrique du musée où elle attendait son heure, pour voir si la technologie avait fait suffisamment de progrès pour enfin pouvoir la mettre sur le marché de façon crédible.

Un heureux concours de circonstances fit que précisément les batteries avaient beaucoup progressé grâce au savant prix Nobel John Bannister Goodenough, le bien nommé, hélas décédé récemment, qui découvrit entre beaucoup d'autres choses, l'intérêt du Lithium comme composant « miracle » des batteries. Les vertus de cette chimie permettent d'accroître très significativement leur capacité spécifique, et bien d'autres propriétés, qui permettent d'envisager raisonnablement un renouveau de la voiture électrique à batterie, avec cette fois une chance raisonnable de succès.

Le troisième baptême de la voiture électrique fut ainsi célébré vers les années deux mille dix, avec un certain succès puisque le taux de pénétration atteint en France 50% des ventes de voitures neuves en 2022.

Cependant, 40% de ces véhicules sont des hybrides, ce qui traduit une réserve certaine envers la solution tout électrique, pourtant moins coûteuse que l'Hybride .

La voiture électrique à batterie d'aujourd'hui offre des prestations presque équivalentes à celles de sa consœur thermique, à une exception près : son autonomie, encore un peu juste, crée l'angoisse de la panne sèche, dans un réseau encore mal pourvu en bornes de recharge.

Heureusement, ce défaut de jeunesse est en passe d'être corrigé de deux façons :

D'une part l'arrivée prochaine des batteries à l'état solide, qui doubleront la capacité spécifique des batteries tout en améliorant leurs autres spécifications. Cette nouvelle technologie devrait être généralisée d'ici 2030.

( Cette nouvelle technologie est encore loin d'avoir atteint le stade de la qualification automobile, et encore plus loin du stade de l'industrialisation de masse au coût compatible avec le marché ).

D'autre part pendant cette période, le développement du réseau de charge rapide sera réalisé de manière à proposer le même service que le réseau actuel de distribution des carburants fossiles.

On peut donc raisonnablement penser que cette fois la voiture électrique va gagner la partie et réussira à s'implanter durablement.

L'impact sur les émissions de CO2 de la Planète sera proportionnel au pourcentage de VEB du parc mondial de véhicules, et bien entendu de la part d'électricité verte dans la production électrique mondiale...

Car la lutte contre les émissions de CO2 fossiles doit être planétaire.

Plus de 90% de la population mondiale possède un accès à l'électricité.

Mais ce chiffre flatteur ne renseigne pas sur la nature de cet accès, en particulier sur les puissances disponibles et l'existence de réseaux de recharge capables de délivrer les dizaines de kW nécessaires

La voiture électrique ne peut s'implanter que s'il existe un réseau de distribution d'électricité digne de ce nom car l'électricité ne se transporte pas dans un camion-citerne comme le pétrole.

Pour alimenter le parc roulant français de 45 Millions de véhicules (VP + VUL) il faudra l'équivalent de 8 réacteurs EPR.

( Ces réacteurs sont programmés et leur construction doit débuter incessamment )

Or le nombre mondial de véhicules potentiellement concernés par l'électrification dépasse le Milliard.

En extrapolant les données pour la France, il faudrait l'équivalent de 180 réacteurs EPR pour produire l'électricité nécessaire, sur les bases d'une consommation unitaire équivalente à la nôtre.

On comprend dès lors que l'affaire ne sera pas simple, et que le moteur thermique ne se laissera pas détrôner facilement, on en reparlera encore au-delà de 2050.

Pendant cette période de croissance de l'électrique, le marché sera couvert par le pétrole bien sûr, mais aussi par les biocarburants, les carburants de synthèse, le Biogaz, et éventuellement l'Hydrogène, qui prolongeront la vie du moteur thermique.

Pour les constructeurs, il se pose donc le problème du choix industriel : Pratiquer la monoculture électrique, et se couper en partie du marché des pays en voie de développement, ou pratiquer les deux religions avec les coûts industriels associés.

La voiture électrique a donc réussi à monter dans le train du progrès écologique, il lui reste maintenant à faire avancer ce train, ce qui ne sera pas la partie la plus facile...