Contribution à la Convention Citoyenne sur le Climat : Une transition énergétique juste doit d’abord s’appuyer sur une politique scientifiquement et technologiquement rationnelle- le rôle du nucléaire

Bon, avant que le délai n’expire, j’ai pensé utile d’apporter ma contribution à la Convention Citoyenne sur le Climat, comme le propose leur site- j’en trouve le principe vraiment intéressant tout en étant très réservé sur ses résultats. Me voilà donc vaillamment parti à rédiger un truc qui puisse tenir la route en 15000 signes…puis réalisant que ben, non, c‘était 1500. Elagage rapide pour laisser quand même un texte du coup très, très schématique…mais tout n’est pas perdu pour les lecteurs de ce blog. Ici la VO.

Alors qu’un réchauffement global de 1 degré est déjà effectif en 2019, la lutte contre le réchauffement climatique et les dégagements de gaz à effet de serre doit s’intensifier. Les enjeux du réchauffement climatique et de l’épuisement des ressources fossiles imposent à l’humanité une transition énergétique sans précédent, qui peut entrainer une déstabilisation radicale de nos sociétés et de nos civilisations. Elle exigera d’immenses efforts. Ceux-ci ne pourront être acceptables qu’à une condition préliminaire : Une transition énergétique juste dit d’abord s’appuyer sur une politique scientifiquement et technologiquement rationnelle.

Sur l’enjeu précis des modes de productions énergétiques, cela signifie forcément un recours accru au nucléaire – et non l’inverse

Le nucléaire est une énergie décarbonée – et la seule à permettre un combat efficace contre le dérèglement climatique : L’énergie électronucléaire n’émet quasiment pas de gaz à effet de serre (GES), cause du dérèglement climatique. Son bilan carbone sur l’ensemble du cycle de vie est en effet parmi les plus faibles des technologies bas carbone.

En France, il est même inférieur à celui du solaire mais aussi de l’éolien. Emissions de C0₂ correspondant à un kWh : nucléaire (12g au niveau mondial, 6g en France en raison du contenu carbone de l’électricité entrant dans les étapes industrielles du cycle) ; éolien (10g), solaire (32g), gaz (443g), fioul (778g) et charbon (1050g) (source GIEC et Ministère de la Transition écologique et solidaire 2019)

Le nucléaire est une  énergie pilotable- et la seule à permettre la sécurité d’approvisionnement  : l’énergie électronucléaire est une énergie « pilotable » et disponible à la demande ; sa disponibilité contribue hautement à la sécurité du système électrique et énergétique européen.

Ainsi,  le 10 octobre 2018 les dix principales associations de professionnels du secteur électrique, réunis à Berlin, ont tiré la sonnette d’alarme dans un communiqué commun. Il anticipe, le cas échéant, la fin de la solidarité européenne si des pays comme l’Allemagne ne parviennent plus à assurer leurs propres pointes de consommation en raison du développement anarchique et irrationnel de l’éolien.

Et il y a aussi les pointes de production : les flux non planifiés et non planifiables  provoquent une l surcharge des transformateurs et le « danger bien réel » d’un effet en cascade en cas de déclenchement des dispositifs de protection. Belgique, France, Pologne, République tchèque, Suisse, Italie sont particulièrement menacés et doivent s’équiper de transformateurs spéciaux, qui diminuent les interconnections européennes et la sécurité quelles sont censées apporter.

Le nucléaire est une énergie abondante, et la seule à permettre la durabilité de nos civilisations : Le TRE (Taux de retour énergétique) est une donnée physique fondamentale  qui quantifie le rapport entre l’énergie effectivement apportée à la société et l’énergie investie pour récupérer cette énergie. 75 pour le nucléaire (réacteur à eau pressurisée), 30 pour le charbon, 4 à 16 pour l’éolien et 1,6 - 4 pour le photovoltaïque (PV). Pour ces 2 derniers, le chiffre le plus bas prend en compte le besoin de stockage associé à des sources intermittentes. On estime qu’un TRE de 7-12 est nécessaire pour soutenir notre société complexe qui est également peu rationnelle dans son utilisation de l’énergie.

Le nucléaire est une énergie géographiquement très concentrée, et  la seule qui permette de sauvegarder notre cadre de vie : La densité de puissance est une donnée physique fondamentale qui  quantifie la puissance produite (ou consommée) divisée par la surface requise pour l’infrastructure de production (ou consommation).  Elle est de l’ordre de 1000-4000 W/m2 pour le nucléaire, de 200-2000W/m² pour les centrales à gaz, de 1 à 10 W/m² pour le PV et autour de 1W/m² pour l’éolien ! En d’autres termes, pour subvenir aux besoins de Paris avec des panneaux solaires, il faut couvrir une surface entre 4,5 et 45 fois plus grande que celle de la ville elle-même ! Pour l’agglomération lyonnaise, une surface 7 fois plus grande que celle de la région doit être recouverte d’éoliennes pour fournir suffisamment d’énergie ! 

Le nucléaire est une énergie durable à la construction : Une étude du Department of Energy  donne 800 t/TWh de béton et 160 t/TWh d’acier pour le nucléaire, et 8000 t/TWh de béton et 1800 t/TWh d’acier pour l’éolien, soit un facteur 10 pour le béton et 11 pour l’acier, à l’avantage, très marqué, du nucléaire. Un ordre de grandeur calculé par Tristan Kamin pour l’EPR, centrale nucléaire optimisée du point de vue de la production et de la sécurité donne 8 fois moins de béton et 20 fois moins d’acier pour l’EPR que l’éolien.

Le nucléaire est une énergie sûre et très dépolluée : En plus d’être bas carbone, l’énergie électronucléaire présente divers avantages environnementaux établis comme la non émission de particules fines ainsi que de CO, de SOx ou de NOx. Le nucléaire évite ainsi les décès prématurés statistiquement provoqués par les émissions polluantes des combustibles fossiles (évalués annuellement  à 1,8 million dans le monde et 290 000 pour la France). Ainsi, l’abandon du nucléaire par l’Allemagne va causer plus de 1000 morts par an (remplacer le nucléaire par du charbon ou du gaz n’est ni bon pour le climat, ni bon pour la santé.

L'énergie électronucléaire, comparée aux autres sources de production d'électricité matures et commercialement viables, est l'une des technologies générant le moins de décès rapportés au kWh d’électricité produite. La mortalité due à l'électricité nucléaire est de 90 décès par billion (= mille milliards) de kWh, 100 000 pour le charbon (toujours par billion de KWH.), 36 000 pour le pétrole, 4.000 pour le gaz naturel, 1 400 pour l'hydroélectricité, 440 décès pour le solaire photovoltaïque 150 décès pour l'éolien.

Ces chiffres expertisés et validés (Kharecha et Hansen 2013, Environ Sci Technol; Gibon & al. 2017, Enviro. Res. Lett ; Barry W. Brook and Corey J. A. Bradshaw 2014,Conserv Biol; Prof A.Markandya,P. Wilkinson 2007, The Lancet) prennent en compte notamment l’ensemble des effets et situations accidentelles (Tchenobyl, mais aussi les immenses catastrophes hydroélectriques Morvi, Banquiao, Malpasset, bien oubliées), les morts dans les mines, les effets de la pollution etc.). Et, ce qui est scientifiquement pertinent, ils sont ramenés à la quantité d’énergie produite.

Le nucléaire est l’énergie la plus économique et la plus socialement juste– la seule à permettre la durabilité de nos sociétés.

Nucléaire historique :33-40€/MWh ,Photovoltaïque : 62-99€/MWh,Eolien : 60-65€/MWh ,Eolien marin : 200-220/MWh, EPR:+110€/MWh

Mais auxquels il faut ajouter les subventions publiques : Nucléaire : 25€/MWh , Eolien: 476 €/MWh, Photovoltaïque :+500 €/MWh.

L’absurdité économique de la politique énergétique française a été dénoncée par la Cour des Comptes dans son rapport sur le financement des énergies renouvelables de 2018.

Ainsi, l'État doit ainsi payer chaque année 2 milliards d'euros pour produire par le solaire... 0,7 % du mix électrique français !!!. Soit, d'ici à 2030, la bagatelle de 38,4 milliards d'euros, pour une goutte d'eau énergétique. (NB : Soit déjà 3 EPR tarifs Flamanville -et on peut faire beaucoup moins cher !).

Ainsi, les six parcs Eoliens off shore d'ores et déjà attribués au large des côtes françaises devraient coûter 2 milliards d'euros par an sur 20 ans, soit un montant total de 40,7 milliards, pour une part de 2% du mix énergétique (NB soit allez, encore 3 ou 4 EPR)

Ainsi, la CSPE (Contribution au service public de l'électricité) initialement créée pour lutter contre la précarité énergétique  coûtait en 2016 7 milliards, dont seulement 29 % allaient à la solidarité : tout le reste, ce sont des subventions à l'électricité d'origine renouvelable et à la cogénération. La CSPE n’aide plus la précarité électrique, elle subventionne grassement les nécessiteux producteurs d’ENR ! Il s’agit d’un véritable détournement de l’argent de la solidarité !

Le nucléaire permet de conserver prospérité économique et justice sociale.

L’industrie nucléaire européenne emploie actuellement plus d’un million de personnes dans l’UE (155000 directs et 100.000 induits en  France), y compris dans les pays non dotés de capacité de production nucléaire, et a un impact social majeur. Parmi les différentes technologies à faibles émissions de GES disponibles en Europe, le nucléaire crée le plus grand nombre d’emplois par GW de capacité installée (3 fois plus que l’éolien par exemple). Investir dans le nucléaire génère des emplois qualifiés et de la croissance économique en Europe, ainsi que des emplois indirects dans des territoires éloignés des grandes métropoles pour lesquels les emplois industriels sont rares. Contrairement à l’éolien et au solaire, le nucléaire a un potentiel important de croissance d’emplois industriels qualifiés et bien rémunérés en Europe et singulièrement en France.

Par ailleurs, le nucléaire est un atout considérable en matière d’indépendance énergétique, qui permet de s’affranchir de la dépendance stratégique des énergies fossiles. Cet atout, bien oublié depuis la crise pétrolière des années 70, redevient d’une extrême importance avec la raréfaction de l’énergie !

La nécessité du nucléaire est prouvée a contrario par la catastrophe de l’energiewende allemande.

Catastrophe écologique et climatique : Malgré les centaines de milliards déjà mis sur la table (depuis 2010 plus de 30 milliards par an et l’on prévoit une facture globale de plus de 500 milliards à l’horizon 2025 –pour partie constituée de subventions et crédits publics, pour le reste financé par les ménages et les entreprises sous forme de hausse de prix. Une étude chiffre même à plus de 3.000 milliards d’euros le coût final si l’Allemagne continue sur la même lancée), les émissions de gaz à effet de serre de l’Allemagne sont au même niveau… qu’en 2009. L’Allemagne s’est certes hérissée d’éoliennes, mais en  2018, le charbon (lignite et houille réunis) compte toujours pour près de 38% de la production allemande d’électricité. Avec son Energiewende tout renouvelable, l’Allemagne n’a en valeur absolue pas  baissé d’un pousse ses émissions de CO2 par habitant qui restent supérieures d’un tiers à celles de la France. Quant aux émissions de CO2 pour la production électrique, elles sont 8 à 10 fois supérieures à celles de la France !

Catastrophe économique : Les ménages allemands sont les Européens qui paient leur électricité le plus cher après le Danemark (qui suit la même politique) : 0,30 €/kWh au 1^er semestre 2018 selon les dernières données d’Eurostat, soit 70% de plus qu’en France. L’industrie allemande du solaire s’est complètement effondrée, et les subventions européennes créent des emplois et de la recherche…en Chine. Afin la fin d’un régime de subvention très favorable, l’éolien prend le même chemin, avec des faillites d’entreprises allemandes en série.

Face à cette catastrophe, l’Allemagne retarde indéfiniment sa sortie du charbon. Remplacer le nucléaire par de l’éolien plus une puissance équivalente en charbon ou gaz pour en compenser l’intermittence est une catastrophe climatique, écologique, économique et sociale. (NB  Les dépenses déjà réalisées représente entre 60 et 70 EPR !).

Proposition : Une transition énergétique juste doit d’abord s’appuyer sur une politique scientifiquement et technologiquement rationnelle. La Conférence Citoyenne devrait, en l’état des techniques, affirmer le rôle essentiel du nucléaire dans la transition énergétique et marquer son opposition à la diminution du nucléaire dans le mix énergétique français prévu par la PPE. Aucun sacrifice demandé à l’ensemble de la population ne peut être juste ou acceptable s’il ne sert qu’à enrichir les profiteurs des ENR sans apporter de solution aux problèmes climatiques, écologiques, économiques et sociaux de la nécessaire transition énergétique.

La Convention Citoyenne pourrait proposer l’institution un  Conseil Scientifique de la Transition énergétique qui rédigerait un rapport public au moins tous les ans (NB sur le modèle du Haut conseil pour le climat, mais celui-ci ne prend pas suffisamment en compte l’ensemble des aspects économiques et sociaux de la transition- aurait-il évité la révolte des gilets jaunes ?)

Petits problèmes avec l’éolien -1 : L’Europe sous tension-Vers un black out Européen

La « plaque de cuivre » n‘est pas pour demain. Le quasi black out du 10 janvier 2019 (cf. https://vivrelarecherche.blogspot.com/2019/02/leurope-de-lenergie-encore-un-echec.html). ; c‘est sous ce titre que j »avais déjà évoqué l’extraordinaire fragilité du réseau européen le plus vaste vers lequel pousse la Commission Européenne – le mythe de la plaque de cuivre européenne.  Ce jeudi 10 janvier,  à 21h02 précisément, tous les gestionnaires de réseau européen ont eu à faire face à un début d’effondrement et ont dû faire appel à l’ultime recours d’urgence prévu, couper brutalement un certain nombre d’industrie électrointensives. Pourquoi ? Ben, le pire est peut-être que l’on ne sait pas très bien, il semble que cela soit dû à des problèmes récurrents de réseau entre…la Serbie et le Kosovo ou/et « un problème technique sur les moyens de mesure du gestionnaire allemand sur l'interconnexion entre l'Allemagne et l'Autriche » ( ça devient une habitude, en Allemagne, de truander leurs mesures ?).

NB : Ces dysfonctionnements ont entraîné une déviation de 6 minutes sur toutes les horloges électroniques européennes, celles-ci, contrairement aux horloges à quartz, se régulant sur la fréquence du réseau. Et l’Entsoe est encore contraint de prendre des mesures chaque fois que cette déviation excède la minute, afin d’assumer ce problème qui n’est toujours pas résolu.

Eh bien, cette fragilité des réseaux européens (donc français), ça ne s’arrange pas avec la politique complètement aveugle et très couteuse de promotion des ENR (solaire et particulièrement éolien) dont le principal défaut est l’intermittence ( elles produisent quand elles veulent et pas quand on en a  besoin) au détriment de l‘énergie la plus décarbonée et finalement économique – et bien sûr pilotable) qu’est le nucléaire. C’est l’objet d’une excellente tribune du non moins excellent Jean-Pierre Riou, du 14/12/2018, dans European Scientist justement intitulée l’Europe sous tension (cf. https://www.europeanscientist.com/fr/opinion/leurope-sous-tension/)

Extrait 1 : Le contexte : l’alarme du 10 octobre 2018. Vers un black out européen.

« Le 10 octobre 2018 les dix principales associations de professionnels du secteur électrique, réunis à Berlin, ont tiré la sonnette d’alarme dans un communiqué commun.

Ce communiqué appelle à trouver d’urgence des solutions de stockage pour gérer la production croissante d’énergies intermittentes et alerte sur le risque de rupture d’approvisionnement qui menace l’Europe.

Il anticipe, le cas échéant, la fin de la solidarité européenne si des pays comme l’Allemagne ne parviennent plus à assurer leurs propres pointes de consommation. Or les derniers bilans prévisionnels des gestionnaires de réseaux allemands redoutent précisément de ne plus être en mesure d’assurer l’adéquation offre demande d’ici 2 ans.

C’est dans ce contexte que la Belgique, qui se trouve confrontée à des impératifs de maintenance sur son parc de production, craint une rupture d’approvisionnement en raison de la diminution de sa capacité d’importation provoquée par les flux intermittents et non planifiés des éoliennes d’Allemagne du nord qui traversent son territoire en congestionnant son réseau pour être acheminés vers l’Allemagne du sud.

Et, en tout état de cause, ce n’est pas la France qui serait susceptible de l’aider en cas de grand froid anticyclonique puisque le gestionnaire du réseau européen (Entsoe) prévoit en tel cas des épisodes d’approvisionnement non assurés en France (Lost of load expected, ou LOLE), capacités d’importations comprises. »

Extrait 2 : Les rendez vous manqués de l’intermittence

« Le photovoltaïque cesse de produire dès que le soleil cesse de briller, et notamment bien avant la pointe de consommation hivernale française de 19 heures qui dimensionne notre système électrique.

Le facteur de charge de l’éolien est susceptible de s’effondrer jusqu’à moins de 1% de sa puissance installée quand le vent cesse de souffler, et fait  ainsi varier la puissance du parc éolien français entre 61 MW le 06/08/2018 et 10 639 MW le 12/03/2018.

Il en va de même de la formidable puissance du parc intermittent éolien/solaire allemande qui est susceptible de n’être d’aucun secours en plein hiver, et capable de tomber notamment à moins de 1 GW de puissance les 11 et le 26 janvier derniers  malgré 104 GW installés.

Or, les épisodes de grand froid entraînent une augmentation de la consommation. Cette augmentation est en France de 2 400MW par degré inférieur à zéro.

Et malheureusement, ces épisodes sont généralement anticycloniques, c’est-à-dire sans vent.

Et ces chutes de la production éolienne restent problématiques même en regard d’un prétendu « foisonnement » des vents au niveau européen comme le montre l’analyse de Sauvons le Climat. »

Remarque : non seulement, il n’y aucun foisonnement de l’éolien au niveau européen, mais au contraire de belles harmonies avec un peu décalage de tous les pays européens avec l’arrivée des perturbations atlantiques, ou au contraire, des anticyclones… d’où l’exacerbation du problème !

Extrait 3 : les remèdes

« Pour répondre aux pointes de consommation, la France et la Grèce ont choisi de financer un mécanisme d’effacement de la demande. Ce mécanisme rémunère les capacités certifiées permettant de faire face aux pics de consommation par une production supplémentaire ou un effacement de la consommation. Les appels d’offre de ce mécanisme, mis en place en 2017, ont retenu une rémunération de 10 000€ le MW effacé en 2018 et de 17 000€ le MW pour 2019. A ces effacements de puissance (MW) s’ajoute la possibilité de rémunérer des effacements d’énergie (MWh) »

Commentaire : eh ben, les fantaisies de l’éolien allemand qui veut pas produire en période froide ou chaude anticyclonique et inonde d’électricité en dépression douce de printemps ou d’automne, ça coûte drôlement cher.  Et le remède d’effacement n’est pas illimité… Après l’effacement, le black out …

« Tandis que l’Allemagne et la Belgique ont opté pour des subventions aux centrales thermiques chargées de rester en réserve stratégique du réseau. Ce qui a interdit à l’Allemagne de fermer un seul MW de son parc pilotable malgré le développement d’un doublon intermittent de 104 000 MW éolien/solaire. Car elle n’apparaît pas en mesure d’assurer ses propres pointes de consommation à la moindre réduction de sa puissance. »

Commentaire : eh ben, à cause des  fantaisies de l’éolien allemand, l’Allemagne et la Pologne ne sont pas prêt de sortir du charbon… C’est bon pour le climat, ça !

Extrait 3 : de la pénurie aux excès. Le problème des surcapacités

« Car dès que le vent souffle et que le soleil brille, cet imposant doublon intermittent (NB les ENR allemandes) produit du courant indépendamment de tout besoin local en bénéficiant de conditions d’injection prioritaires sur le réseau, ou « priority dispatch ».

Cette priorité a été supprimée pour les nouvelles installations par la Commission européenne en novembre 2016. L’Agence de coopération des régulateurs de l’énergie (ACER) et le Council of european energy regulator (CEER) viennent d’ailleurs de réclamer que l’abolition de ce privilège soit étendue aux capacités existantes.

Mais, en tout état de cause, leur priorité d’appel sur le « merit order », en raison de leur coût marginal nul, casse les règles nécessaires à la santé du marché de l’électricité en effondrant les cours… »

Commentaire : C’est tellement génial le recours débridé aux  ENR qu’on est parfois obligé de payer pour que quelqu’un prenne leur courant…Tiens, au fait il faudrait rajouter ça à leur coût, hein, les margoulins de l’éolien ! C’est tout simplement ingérable !

Redispatching, countertrading et loop flow.

« Les parades incluent notamment la rémunération de producteurs éoliens pour qu’ils arrêtent leurs machines, et l’ordre de redémarrage aux centrales thermiques plus proches du lieu de livraison de ces programmes. Clean Energy Wire rapporte qu’en 2015, ces mesures de redispatching auraient coûté 402 millions d’euros à l’Allemagne. Pour 2017, le gestionnaire du réseau européen « Entsoe » chiffre ce surcoût à 747 millions pour le seul gestionnaire Tennet…

Et par delà ces coûts, c’est la sécurité de l’ensemble du réseau européen qui est compromise.

« Car lors des périodes ventées, des afflux massifs d’énergie éolienne en provenance d’Allemagne du nord débordent largement des lignes allemandes, aussitôt congestionnées, pour atteindre l’Allemagne du sud.

Et ces flux non planifiés empruntent d’improbables trajets par le nord ouest en traversant la Belgique et la France, ou par l’est, via la Pologne, la République tchèque, la France, et enfin la Suisse avant d’être livrés en Italie, comme l’illustre la carte ci-dessous….

Ce qui irrite tout particulièrement la Suisse... Le rapport de décembre 2017 de l’ElCom (Commission fédérale de l’électricité) attirait l’attention sur les risques liés à ces flux non planifiés responsables de la multiplication des violations des normes de sécurité (N-1).

Ce rapport dénonçait la surcharge des transformateurs en pareil cas, et le « danger bien réel » d’un effet en cascade en cas de déclenchement des dispositifs de protection. Selon l’ElCom, c’est également la sécurité d’approvisionnement de la France et de l’Italie qui serait alors menacée.

Car ces flux non planifiés diminuent les capacités d’importation des pays traversés. Les transformateurs déphaseurs, évoqués plus haut par la Suisse, permettent d’empêcher ces flux indésirables de franchir les interconnexions frontalières. La République Tchèque avait averti de son intention de se protéger par de tels dispositifs, la Pologne vient de s’en équiper, c’est aujourd’hui  la Belgique qui se protège également contre ces flux nord/sud.

En visant particulièrement le blocage des excédents aléatoires allemands ces mesures de protection compromettent bien évidemment la pérennité du rêve européen d’ «  intermittence  interconnectée ».

Commentaire : les excès débridés de l’éolien allemand mettent en danger le réseau européen. Non seulement, on ne va pas vers la plaque de cuivre, mais on est en train de revenir en arrière sur les traditionnelles interconnections qui assuraient une sécurité d’alimentation aujourd’hui plus en péril que jamais. Merci, l’éolien allemand !

Et la conséquence en est la certitude de black out majeurs… qui se sont déjà produits.

Extrait : « La spécificité du système électrique tient à la difficulté de maintenir strictement la fréquence de 50 Hz sur tous les points de son réseau, et de générer en permanence la quantité exacte d’électricité consommée.

Mais le pari d’une intermittence croissante de son alimentation ne semble pas susceptible d’assumer le prix de son échec.Le prix des coupures en série qui ont sanctionné l’expérience australienne en ce sens en donne la mesure.

Car les déclenchements en cascade des systèmes de sécurité européens ne sauraient être exclus. Le blackout de mars 2015 qui a privé d’électricité 76 millions de turcs en témoigne .Et le rapport de l’Entsoe le concernant identifie formellement la responsabilité des aléas de l’énergie éolienne dans la détérioration des conditions d’exploitation du réseau turc par rapport à ses limites de sécurité, dans les mêmes termes que le rapport de l’UCTE au sujet de la panne de 2006. »

Commentaire : L’éolien allemand empoisonne l’Europe et détruit la sécurité énergétique européenne !

Les débordements de l’éolien allemand :

Abondance et densité : les clés pour discuter énergie et transition

C’est sous ce titre que Greg De Temmerman publie un article très intéressant sur Collaborative People : https://www.collaborativepeople.fr/single-post/2020/01/02/Abondance-et-densit%C3%A9-les-cl%C3%A9s-pour-discuter-%C3%A9nergie-et-transition?fbclid=IwAR0X5S6ah8-dHlXV6SDnPFZhq13iCnXC8s4_LLiJHny2cXOcQBz6YBccw1M&fbclid=IwAR0X5S6ah8-dHlXV6SDnPFZhq13iCnXC8s4_LLiJHny2cXOcQBz6YBccw1M&__twitter_impression=true

C’est un refrain de ce blog que rien de sensé ne peut être fait dans la domaine de la politique énergétique sans une bonne notion des réalités physiques sous-jacentes, et que la physique, c’est d’abord la science des ordres de grandeur. Et que nul (et surtout pas Elisabeth Borne) ne peut s’exprimer valablement sur la transition énergétique sans une bonne appréhension de ces ordres de grandeur.

Greg De Temmerman introduit ainsi deux notions essentielles, le TRE (Taux de Retour en Energie) ou EROI (Energy Return on Investment) et la Densité d’Energie (énergie surfacique, Power Density)

Extraits 1) : urgence du problème du défi climatique et de l’épuisement des énergies fossiles.

« En un peu plus de 150 ans, l’humanité a brûlé de telles quantités de combustibles fossiles (environ 1500 milliards de barils de pétrole, auquel il faut ajouter le charbon et le gaz)  qu’elle se retrouve face à un système climatique qui s’emballe. Alors qu’un réchauffement global de 1 degré est déjà effectif en 2019, les pays signataires de l’accord de Paris se sont engagés à limiter le réchauffement climatique à moins de 2 degrés d’ici la fin du siècle. Pour se faire, il ne faudra rien de moins qu’une révolution dans notre infrastructure énergétique qui est basée pour 80% sur les combustibles fossiles. Ceci implique d’ici 2050 de diminuer les émissions de CO2 d’un facteur 4 au moins. Outre le fait qu’une transition énergétique de cette ampleur risque de prendre beaucoup plus de temps que ce qui est souvent annoncé, la question de savoir comment remplacer notre dépendance aux combustibles fossiles est également un sujet portant à controverse…Plus généralement, la transition énergétique pose la question de l’abondance énergétique, sur laquelle l’économie moderne est fondée, de l’emprise de notre infrastructure sur notre environnement et de la possibilité matérielle de décarboner massivement….La question des ressources est un point clé lorsqu’on parle d’énergie avec notamment la notion de pic de production, qui pour le pétrole conventionnel a été atteint en 2008

Extrait 2) Une  abondance en baisse,  l’intérêt du TRE (EROI)

« Cependant, s’il est certain qu’il reste d’énormes ressources dans le sous-sol terrestre, celles-ci ne sont intéressantes d’un point de vue énergie que si leur extraction ne demande pas plus d’énergie que les sources extraites en produisent. C’est pour évaluer cela que le concept de Taux de Retour Énergétique (TRE, EROI en anglais) fut proposé par Hall et Cleveland en 1981. Le TRE est le rapport entre l’énergie effectivement apportée à la société et l’énergie investie pour récupérer cette énergie. Le TRE définit le surplus d’énergie apporté par une activité d’extraction ou de production. Tout moyen de production d’énergie nécessite d’abord d’utiliser de l’énergie. On peut penser à l’extraction de pétrole qui nécessite des pipelines, des machines, des routes etc. Un TRE de 1,1 permet d’extraire un baril de pétrole et… c’est tout. Un TRE de 3 est nécessaire pour pouvoir le transporter, le raffiner et l’utiliser pour un moyen de transport. Plus le TRE est élevé et plus il sera possible de développer et maintenir une société complexe avec des infrastructures, un système médical, des activités culturelles et artistiques..

Or le TRE pour les énergies fossiles est en décroissance constante. Au début du 20ème siècle, le TRE des puits de pétrole américains était d'environ 100. Il est d’environ 10 aujourd’hui. Au niveau mondial il est aujourd’hui estimé entre 10 et 20. Cette baisse est assez facile à comprendre. On commence à extraire les ressources les plus faciles en premier !...

 Qu’en est-il du TRE des alternatives potentielles aux énergies fossiles ? Les calculs de TRE sont loin d’être faciles, en partie car trouver des données fiables est en soi difficile et car les hypothèses prises par différents auteurs peuvent largement différer. Les valeurs trouvées dans la littérature peuvent donc varier assez largement. Weissbach et ses collègues ont étudié de façon systématique les TRE de différentes méthodes de production d’électricité : 75 pour le nucléaire (réacteur à eau pressurisée), 30 pour le charbon, 4 à 16 pour l’éolien et 1,6 - 4 pour le photovoltaïque (PV). Pour ces 2 derniers, le chiffre le plus bas prend en compte le besoin de stockage associé à des sources intermittentes. On voit donc aisément que, nucléaire mis à part, les « nouvelles » EnRi ont des TRE relativement bas… On estime qu’un TRE de 7-12 est nécessaire pour soutenir notre société complexe qui est également peu rationnelle dans son utilisation de l’énergie.

 Extraits 3 )Une densité de puissance en forte baisse 

On parle souvent de densité énergétique pour quantifier la quantité d’énergie dans une unité de masse ou de volume d’une ressource donnée : un charbon de bonne qualité a une densité de 24MJ/kg (mégajoule par kilogramme) quand un pétrole raffiné sera plus proche des 40MJ/kg. Si ces valeurs sont pratiques pour comparer des sources d’énergie différentes ou pour donner des ordres de grandeur, il est difficile de les mettre en relation avec les besoins en termes de consommation…

Vaclav Smil a proposé en 1991, et ensuite dédié un ouvrage entier au sujet, le concept de densité de puissance : la puissance produite (ou consommée) divisée par la surface requise pour l’infrastructure de production (ou consommation). L’estimation de ce paramètre requiert de prendre en compte tous les facteurs associés à l’extraction d’une ressource comme la taille de la mine, des installations sur le site, des accès etc, et n’est donc pas trivial. Si on regarde les densités de puissance pour les méthodes de génération d’électricité on trouve de l’ordre de 200-2000W/m² pour les centrales à gaz ou nucléaires ; de 1 à 10 W/m² pour le PV et autour de 1W/m² pour l’éolien !

A titre de comparaison, côté consommation, la ville de Paris présente en 2009 une densité de puissance d’environ 45W/m²,  qui correspond à la consommation énergétique divisée par la superficie de la ville. Celle de l’ensemble de la région Ile-de-France est d’environ 1W/m², et pour l’agglomération lyonnaise , on trouve une valeur de 7W/m². Le rapport entre les densités de puissance de consommation et de production donne une idée de la surface nécessaire pour fournir l’énergie requise. En d’autres termes, pour subvenir aux besoins de Paris avec des panneaux solaires, il faut couvrir une surface entre 4,5 et 45 fois plus grande que celle de la ville elle-même ! Pour l’agglomération lyonnaise, une surface 7 fois plus grande que celle de la région doit être recouverte d’éoliennes pour fournir suffisamment d’énergie ! … On s’aperçoit immédiatement du défi de scénarios 100% EnRi : les surfaces occupées par les infrastructures de production peuvent être aussi grandes (voir beaucoup plus !) que les surfaces à alimenter ! »

Commentaire : Et voilà comment avec de la bonne physique, on peut prendre de bonne décisions (dédié à Elizabeth Borne et son scenario 100% ENR qu’elle a exigé du PDG d’EDF ! )

Bon alors, on les construit, ces EPR ! Vite !

L'énergie nucléaire a une densité d'énergie jusqu'à 4000 W/m2, ce qui est jusqu'à plusieurs milliers de fois plus grande que l'énergie renouvelable (du même coup, l'énergie nucléaire occupera plusieurs milliers de fois moins de superficie)! D'un point de vue physique fondamental, l'énergie nucléaire a un avantage incroyable !

Et pour rappel d’autres information fondamentales déjà présentes sur ce blog :

Coûts comparés

https://vivrelarecherche.blogspot.com/2019/11/pourquoi-lepr-est-tres-rentable-pour.html)
Nucléaire historique :33-40€/MWh
Photovoltaïque : 62-99€/MWh
Eolien : 60-65€/MWh
Eolien marin : 200-220/MWh
EPR:+110€/MWh
Auquel il faut ajouter les subventions publiques : Eh oui, les producteurs « alternatifs »  les oublient souvent !
Nucléaire : 25€/MWh
Eolien: 476 €/MWh
Photovoltaïque :+500 €/MWh

Sur la pertinence du LCOE (Levelized Cost of Energy) :
https://vivrelarecherche.blogspot.com/2019/11/nucleaire-parlons-finances-2-la-grande.html
Les coûts lisses de l'électricité, Stefan Ambec et Claude Crampes, Toulouse School of Economics.
(https://www.latribune.fr/opinions/tribunes/les-couts-lisses-de-l-electricite-774441.html)

« Les défenseurs du recours aux énergies renouvelables pour produire de l'électricité avancent comme argument leur coût de production du MWh. Mais c'est oublier que l'unité vraiment pertinente n'est pas le MWh produit, mais le MWh livré en un lieu donné à une date donnée…

Sur la décarbonation :

Le nucléaire est l’énergie la plus décarbonée. (émission de CO2 : 5,3 à 6 g par kWh pour le nucléaire, 10 g pour l'éolien, 32 g pour le solaire,  charbon : 1050 g,  fioul : 778 g, gaz : 443 g, chiffres Ademe)

Dérèglement climatique, pollution : la voiture électrique n’est pas la panacée !

Analyse coûts bénéfices des véhicules électriques-Ministère de la transition écologique et solidaire

https://www.ecologique-solidaire.gouv.fr/sites/default/files/Th%C3%A9ma%20-%20Analyse%20co%C3%BBts%20b%C3%A9n%C3%A9fices%20des%20v%C3%A9hicules%20%C3%A9lectriques.pdf

Sous ce titre le ministère a publié une étude qui parait extrêmement sérieuse, et qui vient singulièrement contredire la propagande les efforts pour promouvoir le véhicule électrique…de quoi donner raison à Carlos Tavarès, qui en met en doute l’utilité économique et écologique du véhicule électrique depuis longtemps. . En gros, à l’horizon 2030, le véhicule électrique ne serait intéressant qu’en milieu urbain dense et usage intensif, point.

Il y a vraiment là de quoi faire réfléchir à tous les coûts et investissements démesurés. Et on n’aimerait pas trop être dans la peau d’un dirigeant d’industrie automobile…

Effets néfastes de la circulation routière-quelques données

Dérèglement climatique : Le secteur des transports est responsable en France de plus du quart des émissions de GES et le mode routier représente à lui seul 92 % de ces émissions (43 % pour les seuls véhicules particuliers).

L’Europe s’est fixé un objectif de réduction des émissions de CO2 de 40 % en 2030 (par rapport à 1990) repris au niveau national par la France.

Pollution atmosphérique et santé :  La pollution atmosphérique a des impacts importants en matière de santé publique (maladies respiratoires, cardiovasculaires et cancers) ; Une étude de Santé publique France estime que 17 700 décès prématurés seraient évitables chaque année dans un scénario respectant des valeurs guides, et que 48 300 le seraient « sans pollution induite par l’activité humaine ». Les pathologies respiratoires et cardiovasculaires occasionnent chaque année des coûts estimés a minima entre 20 et 30 milliards d’euros pour la France métropolitaine.

Nuisances sonores : Pour 54 % des Français, le bruit des transports est la principale source de nuisance, loin devant les bruits de comportements qui gêneraient 21 % de la population. À haute dose, le bruit n’a pas qu’un impact sur le système auditif mais perturbe aussi les échanges et la communication, contrarie le sommeil, provoque un stress chez les individus. Il peut entraver le bon fonctionnement plus général de l’organisme (vue, système cardio-vasculaire, système gastrointestinal), causer vertiges et nausées et être à l'origine de troubles psychologiques

Méthodologie de l’étude : Les quatre technologies étudiées sont : les véhicules thermiques (VT), essence et diesel ; les véhicules hybrides (VH) ; les véhicules hybrides rechargeables (VEHR) ; les véhicules tout électrique (VE)

Les technologies sont étudiées dans trois différents milieux de circulation en fonction de la densité de population : urbain très dense, urbain dense, et « mixte » à travers une moyenne pondérée de tous les milieux.

Concernant les milieux urbains, deux cas d’usage sont considérés : standard et intensif (type taxi ou Autolib’).

Résultats : Les véhicules thermiques entraînent à l’usage un coût environnemental de l’ordre de 1,5 c€/km pour un véhicule diesel en usage « mixte », 2 c€/km pour un véhicule essence en usage urbain dense et 4 c€/km pour un usage urbain très dense. La motorisation tout électrique permet de réduire sensiblement ces coûts : suppression des émissions de polluants locaux en circulation liés à la combustion, moindre bruit (nul en milieu urbain très dense), et très faibles émissions de CO2 (liées uniquement à la phase production d’électricité qui sont faibles compte tenu du mix électrique français). Le coût environnemental est ainsi ramené pour le VE à 0,2 c€/km en usage « mixte », 0,4 c€/km en usage urbain dense et à 0,1 c€/km en usage urbain très dense

Conclusion 1 : L’usage en zone urbaine constitue le domaine de pertinence économique des véhicules électriques…Et encore !

Extrait : « En zones urbaines, les consommations des véhicules thermiques sont élevées (mauvais rendement moteur) et les nuisances environnementales associées sont maximales. Le véhicule électrique, dont le rendement du moteur ne dépend que très peu des conditions d’utilisation et dont les externalités sont quasi nulles, y trouve son domaine de pertinence.

Si le VE est pénalisé par le coût d’achat du véhicule, de la batterie et de l’infrastructure de recharge associée, ses faibles coûts d’usage (consommation et entretien) font qu’il est déjà rentable financièrement pour l’usager en zone urbaine dès 2020. Sur le plan socio-économique, sa pertinence est restreinte à cet horizon aux zones urbaines très denses, dans lesquelles la,valeur des nuisances évitées est maximale. Comme les prix d’achat des véhicules thermiques et électriques (hors batterie) convergent à l’horizon 2030, les bilans socio-économiques et TCO s’améliorent au fil du temps pour devenir positifs à la fois en zone dense et très dense en 2030.

Ainsi, en ce qui concerne le bilan socio-économique en zone dense, le VE passe, entre 2020 et 2030, d’un surcoût supérieur à 4 000 € à une situation d’équilibre (gain d’environ 300 €) sur la durée de vie du véhicule. En zone très dense, le gain en 2020 est d’environ 700 € et croît pour dépasser 5 000 € en 2030.es vlles

Les autres technologies (VEHR, VH) présentent à la fois des gains (sur le plan de la consommation d’énergie et des externalités environnementales) et des surcoûts d’achats moindre que le VE. Elles présentent en revanche des surcoûts d’entretien dus à la complexité de la bi-motorisation. Il apparaît qu’elles ne sont rentables socio-économiquement et pour l’usager qu’en zone très dense en 2030 et uniquement en usage intensif

Les résultats sont très sensibles au kilométrage annuel du véhicule, supposé de 13 000 km en usage urbain et 16 000 km en usage mixte. Une hypothèse alternative de 8 500 km conduit à un surcoût pour le VE de plusieurs milliers d’euros. L’intensification de l’usage des véhicules permet d’améliorer les bilans. Ces cas correspondent pleinement aux modèles de type Autolib’ avec une activité d’autopartage en trace directe utilisant des véhicules 100 % électriques. »

Commentaire : Le véhicule électrique n’est même pas compétitif en ville, sauf usage intensif. Si, comme prévu, les villes parviennent à limiter l’usage des voitures individuelles en ville, l’électrique ne se justifiera écologiquement et économiquement que pour les transports en communs et les véhicules partagés, type autolib. Si par exemple, vous n’utilisez votre véhicule que très peu en ville, mais quasi-uniquement pour des déplacements hors de la ville le week-end et périodes de loisir…eh bien, il n’y aucun intérêt ni environnemental, ni économique pour vous à utiliser un véhicule électrique.

Il y a là en fait une curieuse contradiction entre deux politiques environnementales. Si l’on réussit à limiter l’utilisation des véhicules individuels en milieu urbain dense ( et cela se passe assez efficacement dans les grandes villes), eh bien, en fait, il n’ y a pas besoin de véhicules électrique en ville hors transport collectif et auto-partage…Ce n’ est que si la diminution de l’usage du véhicule individuel en milieu urbain dense est un échec que le véhicule électrique se justifie !

Conclusion 2 : Pour un usage mixte (urbain, non urbain), le véhicule thermique demeure plus avantageux. Le véhicule électrique est même moins bon que le diesel !

Extrait : « Dans le cas d’un usage mixte, moyenne pondérée des trafics observés dans tous les milieux traversés, aucune technologie alternative n’est plus rentable que les véhicules thermiques notamment ceux consommant du diesel.

Ainsi par exemple le surcoût socio-économique pour un VE en 2030 est de 7 000 € (et supérieur pour les autres technologies et/ou pour 2020). Ce résultat s’explique par le fait que la technologie électrique voit ses avantages compétitifs s’éroder du fait de vitesses plus élevées (hausse des consommations par rapport au milieu urbain) alors qu’au contraire le rendement du moteur des véhicules thermiques est optimal autour de 80 km/h29, et du moindre coût environnemental dans les zones moins peuplées. Ce phénomène est renforcé par une hypothèse de baisse annuelle de plus de 2 % des consommations des véhicules thermiques. Par ailleurs, pour rendre un service équivalent, le véhicule électrique considéré doit posséder une grosse batterie d’une capacité de 50 kWh correspondant à une autonomie plus importante (200 km). Cela implique davantage d’émissions de polluants et de GES lors de la phase de fabrication. Pour les émissions de CO2, l’avantage du VE reste important, mais il est minoré en raison d’une meilleure consommation des véhicules thermiques et de la phase amont de production de la batterie. Concernant la pollution atmosphérique, les impacts sont valorisés en fonction de la densité de la population exposée et la grande part de trajets interurbains limite aussi l’avantage du VE. Le bilan relatif à la pollution atmosphérique du VE en milieu mixte est même négatif face à un véhicule thermique diesel en raison de la phase amont de production des deux batteries utilisées pendant la durée d’utilisation du VE. »

Commentaire : les conducteurs qui sont passés du diesel à l’essence sur la foi de campagnes culpabilisantes s’en sont bien rendu compte… et sont parfois retournées au diesel qui est plus intéressant économiquement ( même compte-tenu de l’alignement du prix du  diesel sur l‘essence ». Et plus intéressant économiquement et écologiquement que le véhicule électrique !

Conclusion 3 : L’intérêt du véhicule électrique dépend étroitement du contenu en CO2 de l’électricité- évidemment !

Extraits : « Seuil d’indifférence du contenu CO2 de l’électricité en termes de choix entre le véhicule électrique et le véhicule thermique : Dans le cas de la zone dense en 2020, il s’agit de comparer une citadine électrique équipée d’une batterie consommant 18 kWh/100 km à un véhicule essence dont la consommation en milieu urbain dense est en moyenne de 6,84 L/100 km (cf. hypothèses de consommation). On fait l’hypothèse qu’en usage standard le véhicule parcourt 13 000 km/an, soit 208 000 km pendant sa durée de vie qui est de 16 ans. Au total, le véhicule thermique émet pendant sa durée d’utilisation 38,5 t de CO2 (émissions amont et à la combustion). La production de la batterie émet 6 t CO2. Pour qu’un véhicule électrique obtienne un bilan équivalent, le contenu CO2 de l’électricité doit être de 864 gCO2/kWh. Toute valeur en dessous de ce seuil permet donc au VE d’obtenir un bilan meilleur que le véhicule thermique. Ce seuil évolue à la baisse du fait de l’amélioration de l’efficacité énergétique des véhicules thermiques…

À titre d’exemple, d’après l’Agence internationale pour l’énergie (AIE), le contenu CO2 moyen en France de l’électricité en 2013 est de 64 g de CO2 /kWh alors qu’il est de 486 g en Allemagne.

En 2020, le seuil avec batterie serait de 249 gCO2/kWh en zone mixte là où le véhicule diesel est le plus performant. En usage mixte, le VE serait moins performant que le véhicule thermique en matière de CO2, en Allemagne (330 g), au Royaume-Uni (270 g), en Italie (290 g) ou en Pologne (560 g). L’émission moyenne de 250 g en 2020 de l’UE28 correspond au seuil d’indifférence pour le milieu mixte… En 2030, en usage mixte, le VE ne serait toujours pas performant dans des pays comme l’Allemagne (240 g), l’Italie (230 g) ou la Pologne (400 g)….

Commentaire : ben , l’industrie allemande va avoir du mal à prendre le virage de la voiture électrique sur son marché domestique !