ENJEUX ENERGETIQUES ET CONSEQUENCES ENVIRONNEMENTALES Jean-Charles Abbé

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1 ENJEUX ENERGETIQUES ET CONSEQUENCES ENVIRONNEMENTALES Jean-Charles Abbé

2 Énergies Sécurité approvisionnement Efficacité économique Impacts environnementaux HumanitairesTechniques Politique Les enjeux énergétiques : un problème multi-paramétrique Facteurs humains

3 – NIMBY (Not In My Backyard) – BANANA (Build Absolutely Nothing Anywhere Near Anybody) Deux principes fondamentaux

4 Un accroissement prévisible de la demande énergétique ……

5 Démographie

6 Urbanisation

7 Lamélioration du niveau de vie et limpact sur la consommation électrique

8 Consommations en énergie primaire par habitant (MTEP)

9 Jean-Charles ABBE Structure de la consommation France 2004

10 Jean-Charles ABBEÉnergies pour demain Structure de la consommation monde 2002

11 Dans un contexte politique, géopolitique, économique troublé et de raréfaction des ressources, notamment en hydrocarbures,

12 Pétrole : réserves identifiées

13 Prospective : production mondiale de pétrole

14 et dindicateurs climatiques et environnementaux préoccupants

15 CH 4 CO 2 T Variations au cours des millénaires 240 40 500 200

16 Variations au cours des trois derniers siècles

17 Emissions de CO 2 : origines

18 Variations des concentrations en fluorocarbones

19 Variations des températures au cours des siècles

20 Impliquant la mise en cause dun effet de serre, associé à une pollution généralisée

21 Leffet de serre

22 ConstituantDCValeur relative (effet radiatif) Gaz carbonique801 Méthane0,856 Oxyde nitreux0,03280 0zone0,041200 CFC0,0035 000 SF 6 0,000 0116 000 Effets comparés des différents GES

23 Gaz constituants de l'air sec Volumes (en %) Azote (N 2 )78,09 Oxygène (O 2 )20,95 Dioxyde de carbone (CO 2 )0,035 Hydrogène (H 2 )5,0 10 -5 Ozone (O 3 )1,0 10 -6 Constituants de lair

24 Pollution au dessus des lacs nord américains

25 Les différents gaz à effet de serre

26 Origines des émissions de CO 2 Jean-Charles Abbé

27 Conséquences actuelles et anticipées du réchauffement climatiques

28 Augmentation des vagues de chaleur, périodes sèches Recrudescence de maladies infectieuses (paludisme, fièvre jaune, encéphalites virales) Modifications des productions agricoles (famines) Impacts sociétaux ( changements des ressources, de lenvironnement,..)

29 Déviation du Gulf Stream

30 Quelles énergies face à ces contraintes environnementales ?

31 Le pétrole

32 Le gaz

33 Réserves importantes et bien distribuées Polluant gaz carbonique, soufre, cendres (radioactives)Nécessité - daugmenter les rendements - de piéger les polluants - de traiter les fumées Le Charbon

34 Les différentes voies Chaudières à charbon pulvérisé et traitement des fumées Chaudières à lit fluidisé circulant Chaudières à lit fluidisé sous pression Gazéification intégrée à un cycle combiné (coûts très élevés)

35 nincite pas à préconiser le parc de centrales au charbon en France, sauf en cas dabandon du nucléaire. « La mauvaise performance du charbon en matière démission de gaz carbonique nincite pas à préconiser le parc de centrales au charbon en France, sauf en cas dabandon du nucléaire. Les centrales avec gazéification intégrée et celles à lit fluidisé seront alors candidates » Mission dévaluation économique

36 FISSION et REACTION EN CHAINE U 235 n Fragments de fission Le nucléaire

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38 Déchets nucléaires : classification

39 FA-VL 45 000 m 3 MA-VL 45 000 m 3 TFA 100 000 m 3 FMA-VC 800 000 m 3 Volume 80 % FMA-VC 80 % TFA 11 % MA-VL 4,5 % FA-VL 4,5% Volume % MA-VL 4 % HA-VL 96% Activité % Déchets nucléaires Répartition des différents types

40 Loi du 30 décembre 1991 sur la gestion des déchets nucléaires

41 Nouveaux réacteurs EPRNouveaux réacteurs EPR - Sûreté accrue - Rendement améliorée - Durée de vie prolongée - Déchets minimisés (relatif) Réacteurs hybridesRéacteurs hybrides - Sûreté de fonctionnement -Combustion de déchets 4ème génération, haute température4ème génération, haute température FusionFusion (très long terme) : projet ITER

42 Le réacteur de fusion ITER

43 Combustible Eau refroidissement Soufre (SO 2 ) Oxyde azote (NO 2 ) 27 tonnes. 2.3 millions de tonnes 1.5 million de tonnes Oxygène 3.4 milliards m 3 4.2 milliards m 3 0 950 millions m 3 Rejets thermiques 1 100 millions m 3 Eau refroidissement : 4 mlliards de kWh Eau refroidissement : 8 milliards de kWh Cheminée : 2.4 milliards de kWh Cheminée : 2.5 milliards de kWh Eau de refroidissement + cheminée : 12.3 milliards de kWh Activité 4.10 7 Bq 4.10 9 Bq 4.10 14 Bq Déchets solides négligeable 250 000 tonnes Déchets haute activité : 14 m 3 0 Gaz carbonique 3 milliards m 3 2.4 milliards m 3 91 000 tonnes 41 000 tonnes 0 3.1 millions m 3 9.6 millions m 3 0 FuelCharbonNucléaire 720 millions m 3

44 Les énergies renouvelables

45 Patrimoine naturel très riche Potentiel acceptable : – sur terre : 70 TWh/ an – offshore : 230 TWh/ an (consommations UE, 1900 Twh/an, et France, 400 Twh/ an) France : EOLE 2005 Démontrer la compétitivité éolien Offrir à des industriels une vitrine technologique juillet 96 : 50 MW mars 98 : 100 MW 2005 : 250 à 500 MW Éolien

46 Désavantages FORTE VARIABILITÉ Heure (passages nuageux) Journée (cycle diurne) Semaines, mois (séquences climatiques) Année (cycle saisons) RENDEMENTS DE CAPTAGE LIMITÉS ET FORT VARIABLES APPLICATIONS DOMESTIQUES, PEU COMPATIBLES AVEC APPLICATIONS INDUSTRIELLES Éolien

47 Pas de puissance garantie (systèmes couplés) Puissance instantanée fonction de la vitesse du vent [P=f(v 3 )] Grande dilution dans lespace : 1 TWh/ an : 25 à 65 km 2 ( 1% espace réellement occupé) Aspect visuel et bruit

48 Avantages Avantages : durable abondant divers propre (sauf à intégrer lélaboration du Si) sur « gratuit » décentralisé universel Solaire

49 Stockage du CO 2

50 Charbon800 à 1050 Cycle combiné gaz430 Nucléaire6 Hydraulique4 Photovoltaïque60 à 150 Eolien3 à 22 Émissions comparées de CO 2 en g/kWh électrique (analyse du cycle de vie)

51 Energies autres Biomasse Hydrogène Pile à combustible Géothermie

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53 SECTEUR TRANSPORTS Véhicules - Véhicules allègement des véhicules, aérodynamismes, moteurs hybrides, piles à combustibles, véhicules électriques Urbanisme et transports en commun -Urbanisme et transports en commun Ferroutage, voies fluviales et maritimes (cabotage) Ferroutage, voies fluviales et maritimes (cabotage)

54 Ferroutage

55 Autoroutes de la mer PL 1 Eu / Km soit pour la liaison Toulon-Rome : 850 Eu Péage tunnel : 250 Eu Total : 1200 Eu Passage maritime : 450 Eu Durée de la liaison par camion : 22 h, par bateau : 14h30

56 Relancer le trafic fluvial « le ministre des Transports, Dominique Perben, assure que lobjectif du gouvernement est de doubler le trafic fluvial en moins de 10 ans, parce quil sagit dun transport alternatif, moins coûteux en énergie. Le ministre rappelle que le trafic conteneurs sur le bassin de la Seine a augmenté de 30% lan passé » OF 09.2005 Appel à projet, CEREO 2005, pour le transport fluvial de céréales et oléoprotéagineux A quand le canal Rhin Rhône ? Le transport fluvial est 36 fois moins polluant que le transport routier et a une efficacité énergétique 2 fois et demi supérieure !

57 Prospective du CIAT sur les transports

58 SECTEUR TERTIAIRE Éclairage, eau sanitaire, chauffage / climatisation - Éclairage, eau sanitaire, chauffage / climatisation lampes basse consommation, cogénération, chauffe eau solaire, piles à combustibles Appareils informatiques et communications Appareils informatiques et communications Composants électroniques, moniteurs, gestion des équipements

59 SECTEUR INDUSTRIEL Amélioration des rendements des moteurs - Amélioration des rendements des moteurs Amélioration des procédés de fabrication Amélioration des procédés de fabrication

60 Jean-Charles ABBE Développement durable

61 Incidence de larrêt des émissions de CO 2

62 OBJECTIVES - La demande énergétique ne pourra que croître dans le monde. - Les enjeux environnementaux sont cruciaux. - Problème grave et préoccupant - Paramètres multiples et imbriqués - Pas de solution miracle - Décisions politiques majeures indispensables CONCLUSIONS

63 SUBJECTIVES mais - Les énergies renouvelables doivent être développées mais elles seront insuffisantes pour satisfaire la demande mais - Les économies dénergie sont à rechercher mais leur effet restera limité mais - Le « tout »nucléaire a vécu mais son utilisation reste pour une large part incontournable.

64 Jai déjà trop déversé de paroles, Affligé du présent, craignant pour lavenir. Mais je voulais que ceux pourvus de jugeote Aient honte enfin et se mettent à réfléchir. ABAÏ KOUNANBAÏEV (1845-1904)

65 Modes de productionEmission CO2 (gr)/kWh Hydraulique4 Nucléaire6 Éolien3 à 22 Photovoltaïque60 à 150 Cycle combiné427 Gaz naturel (TAC pointe)883 Fuel891 Charbon978

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68 Leffet de serre