Résumé des
épisodes précédents
Il
existe sur ce problème une publication séminale : Burden of proof: A comprehensive review of the feasibility of 100%
renewable-electricity systems, B.P. Hearda et al, , Renewable and Sustainable
Energy Reviews 76 (2017) 1122–1133
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032117304495
J’en ai fait un exposé assez
détaillé dans ce billet de mon blog : https://vivrelarecherche.blogspot.com/2020/03/a-charge-de-la-preuve-examen-de-la.html
Citation :
« De nombreux scénarios modélisés prétendant montrer qu’un système
d’électricité 100 % renouvelable est réalisable ont été publiés. Cependant, il
n’existe aucune preuve empirique ou historique qui démontre que de tels
systèmes sont réalisables."
L'étude définit
ensuite 4 critères (cohérence avec la demande, résilience climatique, services
systèmes, adaptations réseaux) et conclut
"Évaluées selon ces critères objectifs, aucune des 24 études ne
fournit des preuves convaincantes que ces objectifs peuvent être atteints par
un scénario 100% ENR »
Sur le même sujet,
on trouvera aussi une tribune très intéressante
deDominique Finon, avec François Lévêque (Mines- Paris Tech) :
« Pour une juste estimation du coût du tout renouvelable :
https://latribune.fr/opinions/tribunes/pour-une-juste-estimation-du-cout-du-tout-renouvelable-813679.html
Citations : «
Dans une récente étude parue fin 2018, l’Ademe affirme que le tout énergies
renouvelables compose l’horizon énergétique le plus compétitif...
Une position
qu’il convient d’interroger... quatre modèles comparables convergent pour
trouver des résultats très différents ils ont été développés par différentes
équipes de chercheurs : au DIW de Berlin, à l'OCDE, au MIT et à l'Université
Dauphine...
Dans leurs
travaux, le nouveau nucléaire (EPR), même cher, bat économiquement les ENR qui
n'occuperaient alors à terme qu'une part très limitée du mix électrique »
Exposé sur mon
blog à https://vivrelarecherche.blogspot.com/2020/07/pour-une-juste-estimation-du-cout-du.html
Sinon, on peut
aussi aller voir les slides habituelles de JMJ (Jancovici) qui avec quelques
calculs d’ordres de grandeurs de coins de tables est assez efficace :
En discutant sur
tweeter, je me suis fait assez vivement reprocher, notamment par des proches de
l’Ademe, de ne pas avoir mentionné la publi prestigieuse qui réfuterait Burden
of Proof :
Response to ‘Burden of proof: A comprehensive review of the
feasibility of 100% renewable-electricity systems : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032118303307
Eh bien, c’est ce
que je vais faire dans ce billet…..On s’accroche !
Response
to ‘Burden of proof: A comprehensive review of the feasibility of 100%
renewable-electricity systems
Introduction “Nous répondons à
un article récent qui critique la faisabilité de systèmes 100% d’électricité
renouvelable. Sur la base d’un examen de la littérature, nous montrons qu’aucune
des questions soulevées dans l’article n’est essentielle à la faisabilité ou à
la viabilité. Chaque question peut être abordée à faible coût économique, tout
en n’affectant pas les principales conclusions des études examinées. Nous
soulignons les problèmes méthodologiques liés au choix et à l’évaluation des
critères de faisabilité. Nous
fournissons d’autres preuves de la faisabilité et de la viabilité des systèmes
basés sur les énergies renouvelables… Dans cet article
de réponse, nous soutenons que les critères de faisabilité choisis par les
auteurs peuvent dans certains cas être importants, mais qu’ils sont tous
facilement résolus à la fois au niveau technique et économiquement à faible
coût…
Par conséquent,
nous concluons que les scénarios d’énergie 100 % renouvelable proposés dans la
littérature ne sont pas seulement réalisables, mais aussi viables….
OK let’sgo
1) Un parti-pris antinucléaire ;
« L'énergie nucléaire, que les auteurs ont
évaluée positivement par ailleurs, est confrontée à d'autres véritables
problèmes de faisabilité, comme le caractère limité des ressources en uranium
et le recours à des technologies non éprouvées à moyen et long terme. Les
systèmes énergétiques basés sur les énergies renouvelables, en revanche, sont
non seulement réalisables, mais déjà économiquement viables et leur coût
diminue chaque année ….
En outre, nous
introduisons des critères de faisabilité supplémentaires et plus pertinents,
que les scénarios d’énergie renouvelable vérifient, mais qui ne sont pas
satisfait par l’énergie nucléaire »
Commentaire :
Peut-on dire plus clairement que la
question un scenario de production
électrique 100% ENR est-il possible ? sert en réalité de prétexte pour
affirmer : nous pouvons et devons arrêter le nucléaire. Et l’on choisira
les critère adhoc pour cela. Sur ce que sont ces critères, voir à la fin.
2) Critère concernant la demande
d’énergie Primaire : le premier critère que propose Burden of Proof est que la demande d’électricité globale soit prévue de
façon réaliste. Les auteurs de la Réponse
notent que les scenarios ONG ( en particulier Greenpeace et WWF se basent sur
une légère réduction de la demande d’énergie primaire tandis que les scenarios des organismes officiels
prévoient une hausse globale d’énergie
primaire de 50% entre 2015 et 2050. Sur ce point, la Réponse ne contredit pas Burden of Proof, mais le confirme !
3) Critère sur l’équilibrage du réseau électrique. La Réponse insiste sur le fait qu’il n’est pas besoin de simuler
l’équilibrage des réseaux avec une résolution temporelle de 5 mn (et de manière
assez polémique – pourquoi pas à la seconde), mais qu’une résolution horaire
suffit. : «En résumé, étant donné qu’à grande échelle spatiale, les
variations de la charge agrégée, des séries horaires éoliennes et solaires sont
lissées statistiquement, aucun des résultats du modèle à grande échelle ne
change considérablement lorsqu’on passe de la résolution horaire aux
simulations de 5 minutes. La modélisation horaire capturera les plus grandes
variations et est donc suffisante pour dimensioner les exigences de
flexibilité”
Rappelons que sur
les 16 scénarios qui ont fourni des
simulations, seulement deux ont pris la peine de simuler à intervalles de 1
heure et ont été testés… dans des conditions de demande historiquement
faibles .
En fait, là
encore la Réponse ne contredit pas
vraiment Burden of Proof. On peut
relâcher la contrainte temporelle d’équilibrage de l’ordre de la minute à l’heure avec des distances de
transport de plusieurs milliers de km, en fait à l’échelle d’un continent, et
encore possédant des climats très variés…typîquement,
à l’échelle des USA, et encore en supposant le problème de transport sur de
telles distances résolu de façon satisfaisante économique, technique et
environnementale. Mais ce n’est pas une solution envisageable pour l’Europe où
le foisonnement éolien et solaire est très limité. En plus, silence sur le fait que la production des ENR est
profondément décorrélée des périodes de forte demande électrique (anticyclone hivernal,
nuit, canicule estivale) et que les
scenarios ENR exigent une forte flexibilité de la demande allant de 50% à
95% dans différents secteurs de l’énergie. Gare aux délestages !
4) Critère concernant la résilience aux
évènements climatiques extrêmes
Pour la Réponse,
pas de problèmes : « Les périodes de faible soleil et de vent en
hiver de plus de quelques jours peuvent être remplies, lorsque cela est
disponible, par hydroélectricité, biomasse dispatchable, réponse à la demande,
importations, stockage à moyen terme, gaz synthétique provenant d’installations
d’électricité au gaz (la faisabilité de chacune d’entre elles est discutée
séparément ci-dessous) ou, dans le pire des cas, par les combustibles fossiles. »
Commentaire : Donc
vient quand même l’appel au gaz et aux fossiles, avec un effort de simulation
« Qu’est-ce qu’il
en coûterait pour maintenir un parc de turbines à gaz à cycle ouvert (OCGT) pour couvrir, par exemple, la
demande de pointe de l’Allemagne de 80 GW? …Pour une charge maximale de 80 GW,
en supposant une disponibilité de 90% de l’OCGT, le coût annuel total est donc
de 5,1 milliards d’euros/a….Ce n’est que 7,3% des dépenses totales en
électricité en Allemagne (69,4 milliards d’euros en 2015 »
Commentaire Ah ben quand
même, c’est pas négligeable ! 7.3% des dépenses d’électricité en Allemagne
alors que c’est qd même un des pays où l’électricité est déjà la plus chère Mais
continuons !
« Nous ne
suggérons pas que l’Allemagne construise une flotte de de turbines à gaz à
cycle ouvert pour couvrir sa demande
maximale. Il s’agit d’une expérience de pensée….Toutefois, certaines capacités
d’OCGT pourraient également être attrayantes pour d’autres raisons : il s’agit
d’une source flexible de puissance de réserve ascendante et elle peut être
utilisée pour d’autres services auxiliaires tels que la fourniture d’inertie,
le courant de défaut, la régulation de tension et le démarrage du système. Un
embrayage peut même être mis sur l’arbre pour découpler le générateur de la
turbine et permettre au générateur de fonctionner en mode compensateur
synchrone, ce qui signifie qu’il peut également fournir de nombreux services
auxiliaires sans brûler de gaz »
Commentaire :
donc on suggère pas que l’Allemagne construise davantage de turbines à gaz…mais
quand même , ça peut être utile pour passer les évènements climatiques extrêmes.
Ca coûte un peu cher, mais pas tant que cela…c’est une expérience de pensée,
mais tout de même, ça peut être utile pour les services systèmes tels
l’inertie, la régulation de la tension, le démarrage à froid …Et en plus, on
peut construire des centrales à gaz et les utiliser sans qu’elles brûlent de
gaz, juste pour leurs rotors..
Là, on hésite
entre la pitié et le fou rire
En résumé, pas de
réelles contradictions avec Burden of
Proof : il y a bien une difficulté pour les évènements climatiques
extrêmes (en fait, pas si extrêmes). Et dans ce cas, le gaz c’est pas mal…Mais
alors, il faut un peu oublier le bilan CO2.
5) Démarrage à froid
Donc, on apprend
que le gaz, c’est utile pour le démarrage à froid (black start). Et ce paragraphe se termine par une remarque
disons étrange, voir fausse sur le nucléaire : « le nucléaire,
d’autre part, a aussi un problème pour
le redémarrage à froid, Le nucléaire n’est parfois pas utilisé pour fournir des
réserves primaires, en particulier dans les conceptions plus anciennes, parce
que des changements rapides dans la production présentent des préoccupations
opérationnelles et de sécurité. »
Bon oui, le
nucléaire c’est pas idéal pour le redémarrage à froid. Ceci dit, contrairement
à l’éolien il est assez rare qu’un réacteur nucléaire s’arrête brutalement (par
manque de vent, d’eau ?) Encore une fois, contrairement à l’éolien, on a
plutôt affaire à des arrêts prévus, planifiés (ou c’est alors mauvais signe…)
Par contre, si le reste que de la phrase signifie que le nucléaire ne peut pas
faire de suivi de charge, c’est faux, et ce le sera encore plus pour l’EPR-
même si ce n’est pas le moyen le plus économique de fonctionnement..
6) Critère concernant les réseaux de transport et de
distribution
Une étude menée
par l’Imperial College, NERA et DNV GL pour le système électrique européen
jusqu’en 2030 a examiné les conséquences pour le réseau de transport et de
distribution d’énergie renouvelable jusqu’à 68 % (dans leur scénario 1… les
coûts supplémentaires du réseau de distribution pourraient atteindre 24
milliards d’euros/ans … Dans le pire des cas, l’Agence allemande de l’énergie (DENA) prévoit un
besoin total d’investissement de 42,5 milliards d’euros dans les réseaux de distribution
allemands d’ici 2030 pour une part des énergies renouvelables de 82% »
Ben c’est pas
rien quand même !
Et surtout qu’il
semble y avoir quelques problèmes : En Allemagne, sur 3600 km de réseau
supplémentaire prévus en 2015, seuls 17% étaient réalisés en 2019! Or l’
Energiewende complète exigerait 11.000 km…Réponse du gouvernement
allemand : Une nouvelle loi (BMWi 2018c), approuvée en avril 2019 par le Parlement,
prévoit d’accélérer la procédure d’autorisation des lignes électriques
Ca promet, la société
100% ENR !
7) Critères de faisabilité concernant les services auxiliaires (Services systèmes)
« Nous considérons d’abord le courant
de défaut, le support de tension et l’inertie. Ces services sont principalement
fournis aujourd’hui par des générateurs synchrones, tandis que la plupart des
nouvelles unités éoliennes, solaires photovoltaïques et de stockage sont
couplées au réseau avec des onduleurs, qui n’ont pas d’inertie inhérente et de
courant de faible défaut, mais peuvent contrôler la tension avec une puissance active
et réactive. »
D’un point de vue
de faisabilité, des compensateurs synchrones pourraient être placés dans
l’ensemble du réseau et le problème est résolu, bien que cela ne soit pas aussi
rentable que d’autres solutions. Les compensateurs synchrones (SC), aussi
appelés condenseurs synchrones, sont essentiellement des générateurs synchrones
sans moteur principal pour fournir une puissance active. Cela signifie qu’ils
peuvent fournir tous les services auxiliaires des générateurs conventionnels,
sauf ceux qui nécessitent une alimentation active i.e. ils peuvent fournir le courant de
défaut, l’inertie et le support de tension juste comme un générateur
synchrone »
Commentaire : Donc, il
faut des rotors, beaucoup de rotors, et par exemple démanteler la partie nucléaires
des centrales et garder la partie mécanique. …Je sais pas , moi, ça me
fait pleurer…de rire ou de consternation
« Les compensateurs
synchrones sont une technologie établie et mature, qui fournit une limite
supérieure réalisable sur les coûts de fourniture de services auxiliaires non
liés à l’énergie active. Les onduleurs pour l’éolien et le solaire vent, et les batteries
fournissent déjà une puissance réactive pour le contrôle de tension et peuvent
fournir les autres services auxiliaires, y compris l’inertie, en programmant la
fonctionnalité dans le logiciel de l’onduleur »
Bon ;
donc il semblerait qu’on puisse s’en tirer avec des onduleurs et des
batteries. Sur la question des onduleurs, j’avoue mon incompétence, mais je
relève qu’il ne s’agit pas d’une technologie mature et établie, contrairement
aux « compensateurs synchrones ».
Alors les onduleurs, sur quelle échelle
géographique et de temps ? On peut quand même hésiter sachant la
difficulté que représente l’équilibrage d’un réseau électrique. Ainsi, le 10 janvier 2019, un conflit tout à fait mineur entre la Serbie et le Kosovo a été à
l'origine d'une légère baisse de fréquence sur l’ensemble du réseau électrique
européen avec pour conséquence un décalage de 6 minutes de toutes les horloges
branchées sur le secteur…et une belle frayeur des gestionnaires de réseau qui
ont craint un effondrement généralisé en cas de manque de maîtrise de ce
dérapage.
Le stockage : pour un
ordre de grandeur, la batterie géante de Tesla en Australie occupe un hectare
pour stocker… 8 min de fonctionnement
d’une centrale nucléaire typique de 1 000 MW… Beaucoup d’espace pour pas
beaucoup de sécurité, quand même
8) Critères de faisabilité ajoutés par les auteurs de la Réponse (critères 3.6/3.7).1 ) Des ressources en carburant pour plusieurs
dizaines d’années
« L'énergie nucléaire, est confrontée à
d'autres véritables problèmes de faisabilité, comme le caractère limité des
ressources en uranium. Les centrales nucléaires traditionnelles ne satisfont pas à ce critère de
faisabilité. En 2015, il y avait 7,6 millions de tonnes de ressources d’uranium
identifiées récupérables commercialement à moins de 260 $US/kgU En supposant
qu’il n’y ait pas d’augmentation de la demande d’électricité…, les ressources
en uranium de 7,6 millions de tonnes dureront 13 ans. »
Au contraire, « pour
les énergies renouvelables, les potentiels énergétiques exploitables dépassent
la demande énergétique chaque année de plusieurs ordres de grandeur et, par
définition, ne sont pas épuisés au fil du temps. Même en tenant compte des
limites de la géographie et des ressources matérielles, les potentiels
d’expansion de l’énergie éolienne, solaire et de stockage dépassent les
projections de la demande de plusieurs ordres de grandeur »
Commentaires : Alors là,
c’est quand même se fiche du monde !
Tout d’abord pour
l’uranium selon l’AIE, les réserves sont d’un siècle au rythme et dans une gamme de coût actuels
(130 USD/kg) de 60 à cent ans pas
13 !!! Et les réserves prouvées exploitables (<260 USD/kg) sont
encore de plus d’un siècle…comme sous-produits des phosphates, des dcéhets
charbonneux etc., 500 ans .Compte-tenu du prix actuel et du marché, la
recherche de nouvelles sources d’uranium est loin d’être une priorité.
L’extraction de l‘uranium de l‘eau de mer
est un procédé qui fonctionne, qui est encore loin d’être économique
(500-1000USD/kg) mais les techniques s’améliorent. Il reste encore la
possibilité d’utiliser le thorium, qui est en trois fois plus abondanr.
Et surtout, et
cela nous amène au point suivant, il reste les surgénérateurs qui permettraient
d’utiliser la plus grande partie des déchets actuels…ce qui, rien qu’en France
nous conduit à plus de mille ans de réserves.
Le nucléaire est
de tout de même assez durable !
En revanche, il
existe de grandes inquiétudes concernant les ressources en minéraux rares
indispensables à l’éolien et/ou au photovoltaïque. Ainsi, L’argent, l’indium,
le praseodymium, le dysprosium, le terbium et le néodymium ont été identifiés
comme faisant face à des pénuries critiques potentielles à moins que la
production mondiale ne puisse augmenter de nombreuses fois par rapport à leurs
niveaux actuels. D’ici 2050, le besoin annuel d’indium pour la seule production
de panneaux dépassera la production mondiale annuelle actuelle de douze fois !
Une telle
pression de la demande introduit une incertitude physique fondamentale sur ces
ENR !
Quant au cuivre
…qui peut soutenir que cela est durable ?
Le nucléaire est
de tout de même assez durable, beaucoup plus que les ENR d’ après de
critère de l’Element Limitation Factor Et surtout, il reste les surgénérateurs
qui permettraient d’utiliser la plus grande partie des déchets actuels…ce qui,
rien qu’en France nous conduit à plus de sept mille ans de réserves !
Ce qui nous amène
au point suivant :
9) Critères de faisabilité ajoutés par les auteurs de la Réponse (critères 3.6/3.7).1 ) Ne pas dépendre de technologies
non éprouvées
Là aussi, c’est
assez farce !
« Les
technologies requises pour les scénarios renouvelables ne sont pas seulement
testées, mais aussi éprouvées à grande échelle. L’énergie éolienne, solaire,
hydroélectrique et la biomasse ont toutes une capacité dans les centaines d’PG
dans le monde. L’expansion nécessaire du réseau et des services auxiliaires
peut être déployée avec la technologie existante »
Commentaire : c’est faux !
« Pour le
nucléaire, pour les décennies à venir où l’uranium pour les réacteurs à
neutrons thermiques serait à court, nous avons des surgénérateurs, qui peuvent
reproduire plus de matières fissiles à partir d’uranium naturel ou de thorium,.
Les surgénérateurs sont techniquement immatures … »
Commentaire : c’est faux !
C’est tout aussi
faux. Superphénix (le premier du type en exploitation fonctionnait et a été
sacrifié sur ‘autel de la démagogie écolo.). Bis repetita non placent, il en a été aussi ainsi en 2020 d’un
prototype de seconde génération en cours d’étude au CEA, Astrid. En Russie, à
Beloyarsk, deux surgénérateurs fonctionnent et sont couplés au réseau. La Chine
devrait avoir un premier prototype dans les deux ans, suivies de près par
l’Inde…Et nous, nous avons arrêté Astrid !
10) Faisabilité des technologies de stockage
Les auteurs de la
Réponse critiquent le constat des
auteurs de Burden of Proof : «
un stockage généralisé de l’énergie à l’aide d’une gamme de technologies (dont
la plupart - au-delà de l’hydroélectricité pompée - ne sont pas prouvées à
grande échelle, que ce soit sur le plan technologique et/ou économique) » et
répondent « En ce qui concerne le stockage des batteries, il est clair
qu’il est possible d’exploiter la technologie lithium-ion établie à grande échelle
et à faible coût. La technologie est déjà largement établie dans les appareils
électroniques et de plus en plus dans les véhicules électriques à batterie »
Pas
d’accord : « Le stockage de l’électricité à très grande échelle
(stockage de MASSE) et pour des durées pouvant être très longues (stockage
INTER-SAISONNIER) n’a ACTUELLEMENT AUCUNE SOLUTION PHYSIQUEMENT OU
ÉCONOMIQUEMENT VIABLE. Ce type de stockage est pourtant indispensable dans la
perspective d’une forte pénétration d’électricité intermittente »
Rappelons aussi
que la batterie géante de Tesla en Australie occupe un hectare pour stocker… 8 min de fonctionnement d’une centrale
nucléaire typique de 1 000 MW
11) Faisabilité de la Biomasse
Les auteurs de la
Réponse ne remettent pas en cause Burden of Proof sur la dépendance des
scénarios 100% renouvelables sur la biomasse. Le scénario britannique en est un
exemple typique : même dans l’hypothèse d’une réduction de 54 % de la
consommation d’énergie primaire, les scenario 100%ENR nécessitent pour le
Royaume-Uni par exemple 17 % de la superficie
terrestre. Pour l’Irlande, ce serait 60%....
12) Pays déjà à 100% renouvelables (ou proches)
« Les
auteurs affirment que le seul pays développé avec 100% d’électricité
renouvelable est l’Islande. Cette déclaration ignore les pays qui se
rapprochent de 100%...Les pays qui sont près de 100% d’électricité renouvelable
comprennent le Paraguay (99%), la Norvège (97%), l’Uruguay (95%), le Costa Rica
(93%), le Brésil (76%) et le Canada (62 %) »
Commentaire : ah ben
oui, vu comme ça ! Quand on a beaucoup, beaucoup d’hydraulique ( renouvelable
et pilotable, pas intermittent !), là oui, on peut avoir facilement un
réseau électrique stable…
The authors state that the only developed nation with 100%
renewable electricity is Iceland. This statement ignores countries which come close
to 100% and smaller island systems which are already at 100% (on islands the
integration of renewables is harder, because they cannot rely on their
neighbours for energy trading or frequency stability), which the authors of
[73] chose to exclude from their study.
Countries which are close to 100% renewable electricity include
Paraguay (99%), Norway (97%), Uruguay (95%), Costa Rica (93%), Brazil (76%) and
Canada (62%)
13) Conclusion :
« Par conséquent, nous concluons que
les scénarios d’énergie 100 % renouvelable proposés dans la littérature ne sont
pas seulement réalisables, mais aussi viables. »
Commentaire : ben
non ! justement ! Et vous pouvez modéliser tout ce que vous voulez, la
modélisation c’est bullshit in, bullshit out, et la moindre des choses est de s’assurer
de la pertinence physique des hypothèses et des résultats. Par ailleurs, les nombreux
mensonges sur le nucléaire prouvent à l’envie qu’il s’agit d’une publication
militante, de niveau très faible et qui n’avait pas sa place dans cette revue-
et il est même scandaleux qu’elle ait été ^publiée. Ce n’est pas ainsi que la
nécessaire confiance en la science sera recouvrée et entretenue !
Maintenant que chacun juge !
