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Avenir sans Pétrole

Regard sur le scénario négaWatt 2011 (1ère partie)

1 Octobre 2011 , Rédigé par Benoît Thévard Publié dans #Regard critique

Je me suis rendu à Paris, jeudi 29 septembre, pour la publication du nouveau scénario négaWatt 2011.

 

Je dois dire que j’étais très curieux d’assister à cette présentation car je me faisais une certaine idée des précédentes versions. Avant de faire un article, je voulais voir quelles seraient les grandes nouveautés annoncées.

 

Tribune.jpg

Photo: Yohann DIDIER

 

Une situation d’une rare complexité

 

Pour commencer, je dois dire que le défi relevé par l’association des nW est énorme :

- Réduire de 92% les émissions de CO2 et la consommation de pétrole avant 2050

- Fermer toutes les centrales nucléaires avant 2035

- Ne pas trop changer les modes de vie

 

Et ce, dans le contexte suivant :

- 93% des transports dépendent du pétrole

- 75% de l’électricité est d’origine nucléaire

- Tous les secteurs sont actuellement dépendants du pétrole, notamment l’agriculture et le système de santé qui sont essentiels pour la population

- La plupart des logements ne sont pas bien isolés et beaucoup sont chauffés avec des grille-pain

- Etc …

 

Une fois qu'on a dit ça, on comprend que faire boucler un tel scénario relève de longues recherches, d’un minutieux travail multi-compétences et d’hypothèses de départ raisonnablement choisies. C’est mon sentiment après avoir écouté les différents intervenants pendant 3 heures. Je suis admiratif du résultat car, selon les chiffres, il serait théoriquement possible de sortir du nucléaire et du pétrole d’ici 2050 … sans trop changer nos modes de vie.

 

Je dis bien en théorie car ce scénario n’intègre pas de critères économiques ni aucun facteur de rupture (crash boursier, conséquences systémiques du pic pétrolier, raréfaction des matériaux rares etc…), alors que bien évidemment, chère lectrice ou cher lecteur de mon blog, vous savez très bien que ces ruptures vont intervenir.

 

Dans un premier temps, je vais faire ressortir quelques points clés qui m’ont semblé intéressants et qui montrent le travail important réalisé. Il faudra attendre l'article suivant pour mon regard plus critique sur le scénario dans son ensemble.

 

Triptyque Sobriété, Efficacité, Renouvelable


C’est la base du scénario, l’emblème de l’association. C’est effectivement la seule combinaison durable pour la production et la consommation d’énergie. Je suis parfaitement d’accord avec ce principe, même si je le suis moins sur les proportions attribuées à chaque catégorie, j’y reviendrai.

 

triptyque.JPG

Logo du scénario négaWatt

 

La priorité est donnée à la sobriété, c'est-à-dire la réduction du besoin par le changement des comportements, des organisations ou la suppression des gaspillages. Malheureusement, cet aspect fondamental est à peine traité par l’association qui se focalise sur les aspects techniques.

 

Le plus gros du changement se joue sur l'efficacité énergétique, c'est à dire le renouvellement des équipements énergivores. Enfin, le peu d'énergie qu'il resterait à fournir serait issu de sources renouvelables.

 

Gestion de l’intermittence des énergies renouvelables


La question de l’intermittence des EnR est toujours au centre du débat sur leur potentiel de développement. Pour l’équilibre du réseau, il ne serait pas possible d’intégrer un fort pourcentage d’énergies renouvelables. L’association semble avoir trouvé une parade en dévoilant une réponse technique faisable et réaliste: la méthanation.

 

Le principe est assez simple. Lorsque vous produisez trop d’électricité, plutôt que de la stocker dans des batteries, celle-ci est utilisée pour produire de l’hydrogène par électrolyse. Cet hydrogène est ensuite combiné avec du CO2 afin de produire du méthane que l’on pourra injecter directement dans le réseau de gaz naturel.

Ainsi, c’est le réseau de gaz naturel qui sert de stockage d’énergie et lorsque le besoin d’électricité devient plus fort, ce même gaz est utilisé dans des centrales thermiques à cycle combiné.

 

methanation.JPGGraphique qui permet de voir quelles sont les pertes du système de stockage par méthanation

 

Autrement dit :

Vous produisez 100 kWh d’électricité avec une éolienne

Après électrolyse, il vous reste 75 kWh sous forme d’hydrogène

Après méthanation, il vous reste 60 kWh sous forme de méthane

Après combustion du méthane dans une centrale à gaz, vous produisez 36 kWh d’électricité.

 

Les pertes sont essentiellement sous forme de chaleur et une partie serait récupérable dans des réseaux de chaleur. Le rendement de stockage électrique reste quand même assez mauvais (36% maxi), mais le gros avantage est que le gaz peut aussi servir pour la cuisine, le chauffage ou les transports.

 

Fermeture progressive des centrales nucléaires après 40 années de fonctionnement


La planification de fermeture des centrales proposée par ce scénario semble vraiment très sérieuse. En effet, elle prend en compte de très nombreux paramètres comme la vétusté des installations (pas plus de quarante années), le rythme de développement des renouvelables (j’y reviendrai plus tard), l’évolution de la demande en électricité ou l’augmentation du prix global de l’énergie nucléaire au fur et à mesure que les centrales vont fermer.

 

Ce dernier point est intéressant car l’ensemble de la filière (combustible, traitement des déchets etc…) est dimensionné pour 58 réacteurs et maintenir son fonctionnement pour quelques réacteurs sera trop coûteux. Il faudra donc accélérer la fermeture des dernières centrales à horizon 2030-2035.

 

production-nucleaire.JPG

 

Sortie de la dépendance aux énergies fossiles


La courbe de consommation de pétrole d’ici 2050 est spectaculaire. Selon le scénario nW, la consommation française de pétrole pourrait se réduire volontairement de 95% en 40 ans.

 

consommation-fossile.JPG


Ce pari est ambitieux mais cette évolution, même si elle est réaliste car soumise à une réalité physique de baisse de la capacité de production mondiale, ne pourra pas se faire sans un changement profond des modes de vie.

 

Diversification du bouquet énergétique national


Notre système énergétique actuel n’est pas résilient car il n’est pas diversifié. Miser sur une grande variété de sources primaires ne peut être que positif, c’est pourquoi j’appuie volontiers cette orientation. Les graphiques ci-dessous présentent l'évolution du bouquet énergétique français entre 2010 et 2050. On remarque que l’association nW compte massivement sur la biomasse et le biogaz (48% du total en 2050) et l’éolien (19%) pour atteindre les objectifs fixés.


 

bouquet2010-copie-1

Bouquet-2050.JPG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Trois heures de présentation, au pas de course, n'auront pas suffit à tout expliquer. Je n'ai pas la prétention de réussir à faire mieux en un article de blog. Je vous invite à lire la synthèse nW pour en savoir davantage.

 

Dans le prochain article, je porterai un regard plus critique sur cet ouvrage rigoureux mais dont les hypothèses laissent de côté une situation économique et énergétique en limite de rupture

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Gaby 24/10/2011 12:40



Dans ce scénario négawatt 2011 il est utilisé 64TWh d’électricité pour produire seulement 33 TWh de méthane de synthèse (rendement 51% et pas de 60%). Si l’on veut avec ce gaz produire de
l’électricité avec une turbine gaz à cycle combiné (rendement 60%), le rendement de stockage de l’électricité tombe à 30%, et pas 36%, alors que les STEP (stations de pompage turbinage) ont des
rendements d'environ 74%. Sur ces 33TWh, 20TWh sont utilisés comme gaz carburant, ce qui est encore pire. L’utilisation du méthane pour des voitures n’est pas aisée à cause d’un volumineux
stockage sous pression. Le rendement énergétique de la filière, à cause de la compression à 300 bars (rendement ~60%) et du moteur au gaz (rendement~20%), est donc d’un rendement global d’environ
6%. L’électricité serait directement stockée dans les batteries de voitures électriques, le rendement global serait d’environ 75%.


Ce procédé de stockage qui gaspille l’électricité n’est visiblement pas pertinent, et ils auraient mieux fait de se passer ce scoop. Qui en est à l'origine et pourquoi personne ne s'en est
aperçu?



Benoît Thévard 24/10/2011 18:40



Bonjour,


Il est clair que la solution n'est pas parfaite, loin de là. Malheureusement en terme de stockage d'électricité, nous n'avons pas beaucoup de choix efficaces.


les principaux arguments avancés par ceux qui mettent en avant cette méthode, comme l'institut Fraunofer en Allemagne, sont les suivants:


- stockage de long terme et "sans" limitation (durée et volume)


- utilise les infrastructures existantes pour le gaz naturel


- haute densité énergétique (comparé à l'hydrogène) dont plus simple à stocker


- gaz utilisable pour d'autres applications (chauffage, véhicules, cuisine ...)


- le gaz est un bon moyen de compléter un mix "solaire/éolien" car sa combustion rapide permet une réponse instantanée à la demande.


Certes les batteries et les STEP sont plus efficaces, mais pour les premières on va avoir un problème de durée de vie, de matériaux, de recyclage, de prix, de quantité d'énergie stockée... et de
concurrence avec tous les pays qui voudront s'équiper en même temps, puisque le pétrole va manquer à tout le monde en même temps.


Pour les STEP, les prix sont intéressants (650€/kWe contre 1000 à 2000€/kWe pour l'ensemble méthanation) mais les sites potentiels en France sont déjà bien exploités.


Je ne connais pas bien la technicité d'une unité de méthanation. Mais si ce n'est pas trop complexe, on peut imaginer que les territoires, pour gérer un réseau local, puissent faire appel à ce
type de techno.


Je trouvais l'idée interressante, malgré ce très faible rendement lorsque le gaz est utilisé pour faire de l'électricité ou dans les moteurs thermiques plutot que pour des applications en chaleur
directe (cuisine, chauffage...)


 


 


 



Bernard Durand 16/10/2011 17:35



Benoît, à propos de la méthanation, scénario miracle de Négawatt, je lis qu'on produit le méthane à partir de CO2. D'où vient le CO2 utilisé?On le produit en brûlant du bois? Quant à
l'électricité éolienne utilisée , il faut qu'elle soit excédentaire par rapport à la demande d'électricité: la demande d'électricité française est de l'ordre de 500 TWh. Admettons qu'elle
doive être fournie par des éoliennes: il faudra, étant donné le facteur de charge moyen de l'éolien, 20 % environ, que 100 TWh soient produits directement, et que 400 TWh soient produits
"secondairement", par la filière électrolyse, compression, transformation en méthane, centrale à gaz: le rendement énergétique de ce système  est 0,6 ( électrolyse + compression)xo,6
(transformation en méthaneX 0,6 (centrale à gaz à cycle combiné) et probablement moins ( le stockage déstockage de l'hydrogène, mais aussi du méthane, consomme de l'énergie!) Admettons qu'au
final , on arrive à 20 %! Il faut donc initialement 2000 TWh d'électricité éolienne pour en produire 400! Au total 2100 TWh d'électricité éolienne! Une éolienne produisant environ 2000 heures par
an en équivalent pleine puissance, il faut environ 1000 GW d'éoliennes! Les surfaces à équiper seraient énormes: on produit environ 20 GWh par km2 équipé: il faudrait ici environ 100 000
km2, et 300 000 éoliennes de 3 MW (150 mètres de haut. D'autre part, je crois savoir que le rendement de l'électrolyse varie en fonction de l'intensité du courant fourni. Les fluctuations de
l'éolien ne sont donc pas favorables à l'utilisation de cette méthode.Et tout cela ne tient pas compte de la quantité d'électricité éolienne qu'il faudrait  produire pour fournir le méthane
nécessaire aux véhicules et  au chauffage!


Je n'ai pas réussi à avoir accès aux détails du travail de Négawatt, je ne peux pas me prononcer définitivement,mais çà me paraît à première vue être une sacrée intox!


D'autre part, je crois que Négawatt, comme les associations antinucléaires en général, font une tragique erreur de casting en mettant la priorité sur la sortie du nucléaire alors que celle-ci
doit être mise sur la sortie des fossiles, non seulement à cause des problèmes posés par l'effet de serre, mais aussi parce que le pétrole aborde son déclin, que le gaz suivra bientôt, et que la
France et l'Europe dépendent actuellement beaucoup trop d'eux



Benoît Thévard 20/10/2011 18:26



Bonjour Bernard et merci beaucoup pour ce commentaire.


Concernant la méthanation, il ne s'agit pas d'un procédé idéal (aucun ne l'est d'ailleurs) mais de la possibilité de stocker l'énergie dans un réseau technique existant. Pour le CO2, , une place
très importante est donné au biogaz dans ce scénario. Je n'ai pas analysé en détail la faisabilité d'un tel potentiel mais l'épuration de ce biogaz pour l'injection dans le réseau permet une
récupération importante de CO2, qui pourrait être utilisé pour la méthanation.


Je ne pense pas qu'il soit raisonnable d'analyser les choses de manière aussi restrictive que du tout éolien et tout méthanation. Personne ne parle de produire la consommation (ultra abusive)
actuelle avec des éoliennes ! Le scénario considère, à l'équilibre, une production de 200 TWh en 2050 avec 17.500 éoliennes installées, ce qui est très loin des 300.000 dont tu parles. Mais cela
nécessite, bien évidemment, une profonde restructuration des usages, une suppression du chauffage électrique etc ...


Il faut effectivement regarder le scénario dans sa globalité pour percevoir comment ils ont conçu les équilibres énergétiques. Ce scénario ne me semble pas être de l'intox technique car
probablement réalisable dans un monde parfait, où nous ne sommes pas sur le pic pétrolier avec toutes les conséquences que cela peut engendrer sur le système ... d'où mon deuxième article sur le
sujet.


J'en viens au troisième point que tu abordes sur le nucléaire et que tu considères comme une erreur de casting. Je ne pense pas qu'il s'agisse d'une erreur mais plutôt d'une perception de
l'avenir différente. En ce qui me concerne, je ne suis anti-rien par principe. Par contre, même si je ne pense pas du tout que ce scénario nW soit réalisable, je pense que le scénario de sortie
du nucléaire est raisonnable. Je m'explique:


Je pense que tu as les mêmes craintes que moi et que toutes les personnes conscientes des enjeux du pic pétrolier. C'est pourquoi tu as écrit cet excellent livre sur les mesures d'urgences à
adopter. Comme moi, tu imagines que les conséquences sur le fonctionnement de notre sociétés sont potentiellement dramatiques. Or qu'en est-il de la filière nucléaire dans un monde hostile, à
l'économie effondrée, à l'énergie fossile rare et chère, aux conflits potentiels etc ...


le nucléaire est une énergie qui convient à un monde en paix, avec des moyens d'urgence pour réagir en cas de problème, les industries pour produire les pièces de rechange de très haute
technicité. Que serait-il advenu au Japon sans les avions, bateaux, camions et hélicoptères pour venir apporter leur soutien en urgence ?


Certes, le nucléaire est la seule énergie dont les ordres de grandeurs rivalisent avec ceux du pétrole, mais le monde de l'après pic pétrolier ne sera, selon moi, plus un monde capable de gérer
en toute sécurité la filière nucléaire dans son ensemble. Fort de ce constat, je me dis que nous devons utiliser le nucléaire en place pour préparer le monde de demain et apprendre à se passer,
autant que possible,de l'énergie ... avant de fermer petit à petit les centrales en fin de vie (que nous sommes, par ailleurs, incapables de démanteler actuellement!).


 



rene 03/10/2011 11:00



Initiative citoyenne que l'on aimerait voir se developper


"En Bretagne, des particuliers financent un parc éolien


MIKAËL CABON


Brest De notre correspondant


dL’association Éoliennes en pays de Vilaine est à l’origine du premier parc « éolien citoyen » en
France. dSitué à Béganne, dans le Morbihan, il fournira de l’électricité à 8 000 foyers grâce notamment à la participation de 500 habitants actionnaires."


http://journal-en-ligne.la-croix.com/ee/lacr/_main_/2011/10/03/018/



factsory 01/10/2011 15:40



Bonjour,


Sur la méthanation, d'où serait issu le CO2 nécessaire au processus ? Si j'ai bien compris, on aurait recours à la méthanation lorsque les énergies intermittentes produisent trop… mais ce ne sont
pas elles qui produisent du CO2.



Benoît Thévard 01/10/2011 16:41



le CO2 peut venir de plusieurs sources, par exemple:


- épuration du biogaz car il contient 30 à 40% de CO2 et le reste de méthane.


- CO2 issu de la combustion du méthane dans les centrales à cycle combiné


- CO2 issu de la combustion du charbon consommé dans la sidérurgie


La combustion produit toujours du CO2, quelle que soit l'origine du combustible, même biomasse. Par contre la séparation du CO2 dans les fumées consomme de l'énergie et fera diminuer le rendement
global de la filière. Il sera moins coûteux de le récupérer lors de l'épuration du biogaz, car cette phase est indispensable pour permettre son injection dans le réseau de gaz naturel.