La hausse du prix du pétrole, la hausse du prix du gaz, l'inquiétude du financement du démantèlement des centrales nucléaires qui produisent notre électricité, qui peut être sur de ses choix en matière d'énergie ?
Un exemple ? Le gaz qui a augmenté de 30% de 2000 à 2004 s'apprête maintenant à franchir un cap supérieur avec l'arrêté du 16 juin 2005

http://www.legifrance.gouv.fr/WAspad/UnTexteDeJorf?numjo=ECOT0551040A

Après l'augmentation du 1er Juillet une autre suivra le 1er Novembre puis ce sera tous les trimestres ! D'ici fin 2006 c'est 14% qu'il nous faudra encaisser ! Il est clair qu'avec un pétrole à
moins de 30$ en 2003, 37$ en Mai 2004, 52$ en Avril 2005 et 66$ en Août 2006 le gaz qui est directement indexé à ce coût ne pouvait rester ainsi !
Malheureusement nos salaires ne suivront pas !

A bientôt, bonne vacances et bonne lecture

Joseph TERRIBILE

 

CONTEXTE: La lutte contre les GES (gaz à effets de serre) et la fin des énergies fossiles

 

Tout d'abord, comment mesure-t-on l'énergie ?

En Physique: Joule pour l'énergie et le Watt pour la puissance avec 1W=1J/seconde
Sur notre facture: 1KWh = 1000W pendant 1 heure
En voiture: (les litres d'essence), 1 CV (Cheval Vapeur) = 735W
L'industrie: le TWh (TeraWattHeure) / an = 10 puissance 12 WH/an (millions de millions)
L'alimentation: La calorie = 4,18 joules et la Kcalorie ou Calorie = 4180 J
L'économie: Le Baril de pétrole 159 litres

Pour la chaleur :
1 TeP = 1 tonne équivalent pétrole = 42 milliards de Joules
1 tonne Essence = 44 milliards de joules (1,05TeP)
1 tonne charbon = 17,32 milliards de joules (0,4 à 0,75 TeP)
1 stère = 6,17 (donc 6 stères pour 1Tep) (0,147 TeP)

Pour l'électricité: Le Watt

CONSOMMATIONS ENERGETIQUES MONDIALES:

Vu de l'espace la nuit les pays riches sont allumés et les pauvres éteints !
50% de cette lumière est en Europe, aux USA et au Japon, et l'inde et la chine commence à s'allumer clairement !
Déjà 2 M TeP en Chine et en Inde !

Dans le monde la consommation totale en 2000 est:

10 Milliards de TeP / an, soit 1,6 TeP / habitant
Dont électricité / habitant : 250W permanent c'est-à-dire 24h/24

En France
3,8 TeP / habitant dont:
Chaleur 1,2 TeP / an pour la chaleur et 0,9 TeP / an pour le transport
Electricité 1000 W en permanence par personne

La croissance mondiale est de 200000 habitants / jour
Si ces personnes devaient consommer la quantité moyenne d'énergie il faudrait installer 450MW par jour soit 2 ou 3 réacteurs nucléaires par semaines uniquement pour assurer la consommation des nouveaux habitants !

Quels que soit les efforts des pays riches (qui gaspillent), la consommation va augmenter entre 15 et 30 MTeP / an en fonction des politiques de sobriété mises en place.

Pour la suite on va imaginer un scénario avec des efforts ne conduisant qu'à des besoins X 2 d'ici à 2050. On sait pourtant déjà que la Chine et l'Inde consommeront au moins autant que le reste du monde d'ici à 2050 !

QUELLES SONT LES SOURCES UTILISEES DANS LE MONDE AUJOURD'HUI ?

Fossiles: Pétrole, gaz et charbon : 80% c'est de la biomasse stockée depuis des millions d'années transformée par le temps qu'on utilise aujourd'hui. Stocks limités et produisant des GES

Biomasse traditionnelle  : 12% principalement constitué de bois

Hydraulique 7% constitué principalement de barrages ou utilisation de chutes.

Nucléaire 6%

ENR 0,2 %

Trop d'énergies fossiles et trop d'émissions de GES

Les climatologues affirment que la planète peut assimiler 500 Kg de GES par an et par personne
Si les USA sont déjà 10 x au dessus, la Chine et l'inde l'ont déjà dépassé !
La France grâce au nucléaire et l'Allemagne grâce à sa politique écologique sont meilleurs que les USA mais nous sommes quand même 3 à 4 x au dessus des valeurs critiques !

Il faut donc rapidement se passer des énergies fossiles et de toutes façon, la demande en Pétrole va rapidement dépasser l'offre, si ce n'est déjà fait.

Quelles sont les possibilités des différentes énergies ?

Le pétrole :
Pour les plus pessimistes (les scientifiques), il vit ses dernières années car l'offre < la demande et ça va s'accélérer. On parle de 20 à 50 ans selon notre capacité à le remplacer (voir suite)
Pour les plus optimistes(les financiers) , on a le temps de voir venir

Le Gaz :
Il suit la courbe du pétrole mais le manque de pétrole nous poussera à consommer du gaz

Le Charbon :
Grandes réserves 200 ans de production au taux actuel

Fuels non conventionnels :
Réserves très importantes mais extraction et utilisation incertaine (coûts, risques…)

Il faut éviter d'avoir recours à ces fuels non conventionnels et au charbon car leur rendement serait catastrophique en terme de GES

En se projetant dans ce scénario besoin en énergie x 2 en 2050

Si on stabilisait notre consommation de pétrole / gaz / charbon / bois / hydraulique et biomasse traditionnelle, il manquera plus de 10Milliards de TeP /an . En étant conscient que la stabilisation est déjà un objectif très ambitieux !

L'enjeu est de taille  : il faut trouver des formes de production d'énergie extrêmement massives d'ici là.

 

Les principales sources possibles pour cela sont :

Le nucléaire
Energie massive concentrée : 1 tonne de gaz = 1g d'uranium !
Le minerai d'Uranium serait consommé en 30 à 40ans si de 6% actuel on passait à 20 à 25% de la production mondiale et dans tous les pays. Donc même un développement à outrance ne suffirait pas.
La surgénération et le thorium avec les réacteurs de génération 4 pourraient multiplier par 200 la longévité du nucléaire.
Le premier modèle ne sera pas utilisable au mieux avant 2035 (type superphœnix qu'on démantèle)
Donc le nucléaire pèse au mieux 20 à 25% si tous les pays du monde calquent le modèle énergétique de la France !

La Biomasse  :
Intéressant car la biomasse qu'on brûle équivaut au CO2 qu'elle a capté pendant sa croissance !
Donc tant qu'on replante autant qu'on coupe le bilan GES est bon. Mais ce n'est pas le cas à cause de la déforestation, idem pour le colza…
Les biocarburants, huile de colza ou éthanol de betterave sont des ENR inépuisables mais pour les produire il faut dépenser beaucoup d'énergie et le potentiel maximum estimé est de 20% des transports pour la France. A ce niveau il faudrait fabriquer quelques centrales nucléaires pour transformer cette biomasse en biocarburant (cela dit le nucléaire ne rejette pas de CO2)
Potentiel certain mais loin d'être suffisant car les champs doivent produire aussi des aliments.
On entend parler de biocarburants utilisés directement derrière la presse sous forme d'huiles mélangées au gasoil mais attention aux mauvaises combustions dont les rejets sont nocifs.

Hydraulique
Grâce au soleil qui entretien le ruissellement de l'eau, on utilise des barrages ou turbines au fil de l'eau.
Aujourd'hui c'est 20% de l'électricité dans le monde et le potentiel est gigantesque mais obligerait à modifier totalement le paysage naturel actuel. Dans le temps imparti et d'ici 2050 on pourrait au mieux augmenter de 70%.Exemple du barrage des 3 gorges en Chine ayant nécessité la création d'un lac de 2km x 640km et plusieurs millions de personnes déplacées ! !
Pour seulement 9GW (6 réacteurs nucléaires)

Le solaire :
Source très importante (voir focus en bas de page). On reçoit beaucoup plus d'énergie qu'on ne consomme dans le monde.
1000W/m2 au mieux et 100 à 200 W /m2 en moyenne (en tenant compte de la nuit)
Pour le chauffage 30 à 60W/m2 et 15 à 30 pour l'électricité photovoltaïque
Il faudrait une politique beaucoup plus volontaire et ça ne suffirait pas seul à combler les écarts surtout dans les transports et l'industrie. Excellent dans les pays sans réseau de transport d'électricité existant.

L'Eolien :
Dans les pays sans nucléaire ou pétrole brûlant du bois ou du charbon c'est un gain direct sur les rejets CO2 !
Potentiel 10W/m2 et les champs restent utilisables en dessous !
Potentiel 20% de l'électricité en France on en mettait 20 par kilomètre de cote car c'est la que le vent est le plus productif. Imaginez le décor, et pourtant on s'émerveille encore des moulins à vent de nos campagnes et on s'est bien habitués aux millions de câbles électriques au dessus de nos têtes !
Nécessité fera peut être loi ?

La Géothermie
Chaleur dégagée par la terre entière suite aux réactions nucléaires en cours dans le magma
Des joules sont stockées dans la terre mais sont longues à refaire
Des joules dans les sources d'eau ou dans la surface (1 mètre) pomper la chaleur en surface pour le chauffage est très efficace
Le total ne pourrait guère dépasser 10% maximum des besoins pour la France en l'utilisant systématiquement.

La Fusion nucléaire (mais pas envisageable avant 2050)
Les noyaux qui fusionnent doivent être chauffés à plusieurs millions de degrés
Elle nécessite du Tritium (il n'en existe que quelques kilogrammes sur terre) ou du Deutérium présent en quantité infinie mais plutôt 2100 ! voir article « enBref4 »

Hydrogène
Rendement très faible et besoin d'énergie primaire très important (donc besoin de beaucoup d'électricité pour le produire) mais stockage d'énergie possible et facile dans les véhicules.
D'ici à 2050 on en trouvera très peu sur la route car toute la stratégie des moteurs est remise en question !

CONCLUSION

La consommation mondiale va augmenter et sera dictée par les pays riches ou émergeants
qu'on ne pourra freiner (sauf guerre mondiale, catastrophes, pandémies…)
Les pays riches doivent économiser
Développer massivement des énergies alternatives aux énergies fossiles
Développer le nucléaire en intégrant les coûts et inconvénients du démantèlement.
Développer toutes les ENR, énergie solaire, éolien, bois (s'il est replanté), hydraulique, géothermie...

 

Focus sur l'énergie solaire

Puissance de l'énergie solaire reçue par ciel clair sur 1m2 d'une surface perpendiculaire aux rayons lumineux: 1 kilowatt. A une latitude de 45° dans un climat bien ensoleillé (par exemple le Var) on estime que l'énergie utilisable par an est de 1800 kWh/m2. Avec un rendement raisonnable de 15%, on obtient donc 270 kWh/m2 électriques, un chauffage solaire permet d'exploiter environ 500 KWh/m2
Une centrale équivalente à une centrale nucléaire de 1 GW, produisant 7 TWh par an demanderait donc, un empiètement au sol de 26 millions de m2 soit 26 km2.
Les centrales nucléaires de 1000 mégawatts (1 million de kilowatts, produisant environ 7 milliards de kWh par an) ont été réalisées en France, au cours du programme nucléaire, pour un coût unitaire qui serait aujourd'hui de l'ordre de 1,5 milliards d'€. La surface d'un grand département du midi suffirait à faire face aux besoins d'énergie de la France.
Le coût des cellules solaires dépend de la puissance crête. La puissance crête nécessaire dans le cas précédent serait de l'ordre de 4 GW crête (1 kW crête fournit environ 2000 KWh par an, pour 7 m2 de capteur). Actuellement il semble qu'on puisse viser un coût de 4€ par watt crête donc 16 milliards d'€. Toutefois, pour une production à très grande échelle, en utilisant la technologie des multicouches, on pourrait envisager en investissant dans la recherche, de descendre à des prix notablement plus bas. Une centrale solaire pourrait alors coûter environ 4 x le prix d'une centrale nucléaire de même puissance, soit 6 milliards d'€. Toutefois, les coûts de fonctionnement sont notablement plus élevés dans le cas des réacteurs nucléaires, et on les estime à environ 150 M€ par an pour les réacteurs actuels, y compris le combustible et son coût de retraitement. Sur une période de 30 ans, on voit que le coût total de fonctionnement et de capital pour un réacteur serait de l'ordre de 6 milliards d'€. Dans ces conditions la compétitivité du solaire photovoltaïque dont l'énergie est gratuite, non radioactive sans risque pourrait être réalisée dans le demi-siècle à venir.


C'est donc à nous de voir ce qu'on vaut laisser à nos enfants et à leurs enfants ...