QUELLES ENERGIES POUR DEMAIN ?

QUELLES ENERGIES POUR DEMAIN ?
Jean-Charles ABBE

Efficacité économique Sécurité approvisionnement Énergies
DES ENJEUX MULTIPLES Géopolitiques Sociétaux Politiques Efficacité économique Sécurité approvisionnement Énergies Humanitaires Techniques Impacts environnementaux Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

ENERGIE OU ENERGIES ? Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

DE SACRO-SAINTS PRINCIPES
NIMBY (Not In My Backyard) : pas dans mon jardin ! BANANA (Build Absolutely Nothing Anywhere Near Anybody) : ne rien construire où que ce soit à proximité de quiconque Le principe de précaution et … le risque de ne rien faire

ENERGIE : du JOULE au WATT-heure et au Tep
1 Wh = 3600 Joules TONNE PÉTROLE (Tep) 1 CHARBON TONNE 0.7 ÉLECTRICITÉ 0.2* GAZ NATUREL * équivalence à la production associant à l’électricité disponible en sortie, la quantité d’énergie primaire nécessaire pour la production par un autre moyen. 1 baril = 159 litres Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

Énergie échangée par unité de temps Watt = Joule / seconde
PUISSANCE Énergie échangée par unité de temps Watt = Joule / seconde kiloWattheure = W / 1 h Un Français consomme en moyenne : 1 500 kwh électrique /an pour usages domestiques 6 000 kwh pour une famille de 4 personnes ; c’est l’énergie consommée par un TGV sur le trajet Paris/ Nantes. 5 tep/ an Consommation électrique en France en 2005 : 480 TWh Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

COURBE DE CHARGE/ JOURNEE
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PUISSANCES MAXIMALES APPELEES

… le plus grave des problèmes que le monde ait jamais eu à résoudre.
DEMOGRAPHIE … le plus grave des problèmes que le monde ait jamais eu à résoudre. E.Pisani (Vive la révolte) La population croît de 3 milliards d’individus tous les 50 ans ! Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

CHANGEMENTS GEOPOLITIQUES

URBANISATION Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

CONSOMMATIONS EN ÉNERGIE PRIMAIRE PAR HABITANT (tep) DANS DIFFERENTS PAYS

CONSOMMATION ELECTRIQUE vs NIVEAU DE VIE

STRUCTURE de la CONSOMMATION
Monde 2002 FRANCE Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

EVOLUTION INTENSITE ENERGETIQUE PAR PAYS
Consommation énergétique / PIB exprimé en Tep/1 000 $ France Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

EVOLUTION INTENSITE ENERGETIQUE PAR SECTEUR

CONSOMMATION D’ENERGIE PAR SECTEUR

EVOLUTION DE L’INDEPENDANCE ENERGETIQUE (%)
Royaume Uni États Unis France Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

IMPACT ENVIRONNEMENTAL, EFFET DE SERRE

Gaz naturel (TAC pointe) 883 Fuel 891 Charbon 978
Émissions comparées de CO2 en g/kWh électrique (analyse du cycle de vie) Hydraulique 4 Nucléaire 6 Éolien 3 à 22 Photovoltaïque 60 à 150 Cycle combiné 427 Gaz naturel (TAC pointe) 883 Fuel 891 Charbon 978 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

EMISSION DE CO2 Kg équivalent CO2/habitant Énergies pour demain
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EMISSION INDUSTRIELLE DE CO2/ habitant dans l’UE

EUROPE : DES ÉVOLUTIONS IMPORTANTES
LIBÉRALISATION DES MARCHÉS : : électricité : gaz libéralisation de l’électricité pour artisans, PME, professions libérales 2007: libéralisation totale du marché de l’électricité CONSÉQUENCES : concurrence partout en Europe et recomposition du secteur de l’énergie qui doit répondre aux défis d’adaptation à une crise majeure et au respect des engagements sur les émissions de CO2. Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

DIVERSITÉ DES SITUATIONS ÉNERGÉTIQUES ET DIFFICULTÉS :
ENTITÉ STRATÉGIQUE (SÉCURITÉ) ORGANISATIONS PRODUCTION, TRANSPORT, DISTRIBUTION GÉOGRAPHIE, GÉOLOGIE, CLIMAT, NIVEAU DE VIE, NIVEAU DE DÉVELOPEMENT, CULTURE DU SERVICE PUBLIC, HISTOIRE ET FACTEURS SOCIO-ÉCONOMIQUES Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

PETROLE : PRODUCTION 2002 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

40 % USA 85 % Japon 60 % EU 80 pétroliers chaque jour !

Variations de PRIX du PETROLE

GAZ : PRODUCTION 2002 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

APPROVISIONNEMENT EN GAZ

PETROLE et GAZ : Réserves mondiales Jean-Charles ABBE

PETROLE et GAZ : Réserves mondiales

CHARBON : PRODUCTION 2002 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

Réserves importantes et bien distribuées Polluant
CHARBON Réserves importantes et bien distribuées Polluant gaz carbonique, soufre, cendres nécessité - d’augmenter les rendements - de piéger les polluants - de traiter les fumées Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

Mission d’évaluation économique
CHARBON « La mauvaise performance du charbon en matière d’émission de gaz carbonique n’incite pas à préconiser le parc de centrales au charbon en France, sauf en cas d’abandon du nucléaire. Les centrales avec gazéification intégrée et celles à lit fluidisé seront alors candidates » Mission d’évaluation économique Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

ENERGIES RENOUVELABLES

14% de la production électrique  GRANDE HYDROÉLECTRICITÉ
Barrages et lacs de montagne (Mont Cenis : 600 GWh/an) Barrages sur fleuve (Rhin : 700 GWh/ an) Usine marémotrice (Rance : 600 GWh/an - Consommation agglomération Rennes) 90 % des sites potentiels équipés  PETITE HYDROÉLECTRICITÉ ( 8 MW) 1 500 petites centrales (PCH) 7,5 TWh/an soit 6% production nationale Potentialité : 5 TWh/ an Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

Actif : Chauffe eau, chauffage Passif : Chauffage Thermodynamique
SOLAIRE Thermique direct Actif : Chauffe eau, chauffage Passif : Chauffage Thermodynamique Électricité, Pompage, Froid Photovoltaïque Sites autonomes (petite puissance) Relié au réseau (moyenne et grande puissance) Biologique Production de biomasse Combustibles solides, liquides, gazeux Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

CENTRALE SOLAIRE (Énergie thermique) - Séville
624 miroirs de 120 m2 sur 20 hectares. Puissance : 11 MW. Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

propre (sauf à intégrer l’élaboration du Si) sur « gratuit »
SOLAIRE Avantages : durable abondant divers propre (sauf à intégrer l’élaboration du Si) sur « gratuit » décentralisé universel Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

Heure (passages nuageux) Journée (cycle diurne)
SOLAIRE Désavantages FORTE VARIABILITÉ Heure (passages nuageux) Journée (cycle diurne) Semaines, mois (séquences climatiques) Année (cycle saisons) RENDEMENTS DE CAPTAGE LIMITÉS ET FORT VARIABLES (1 000 W/m2) APPLICATIONS DOMESTIQUES, PEU COMPATIBLES AVEC APPLICATIONS INDUSTRIELLES Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

ÉNERGIE EOLIENNE Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

VITESSE DES VENTS Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

Pas de puissance garantie (systèmes couplés)
EOLIEN Pas de puissance garantie (systèmes couplés) Puissance instantanée fonction de la vitesse du vent [P=f(v3)] Grande dilution dans l’espace : 1 TWh/ an : 25 à 65 km2 ( 1% espace réellement occupé) Aspect visuel Nuisance sonore Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

Patrimoine naturel très riche Potentiel acceptable :
EOLIEN 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 Jean-Charles ABBE

ENERGIE EOLIENNE FRANCE FIN 2006

PUISSANCE / VITESSE DU VENT

Puissance Installée (MWh)
Éolien : puissance installée et production effective Pays Puissance Installée (MWh) Production 2002 (TWh) Équivalent heures pleine puissance (sur h/an) Allemagne 8 750 12 000 19,4 1 870 Espagne 3 337 4 830 7,6 1 875 Danemark 2 417 2 889 5,9 2 230 Italie 697 785 1,5 2 000 R.U 474 552 2 884 Total EU 17 250 23 059 39,77 1 973 2 000/ = 22 % équivalent temps plein France (1er semestre 2006) : 150 parcs, 1050 machines, Pinst: 1000 MW

EOLIEN au DANEMARK Energie 2003 : 1 000 MW
2010 : MW dont 450 offshore 2030 : MW offshore Échanges prévus avec la Norvège pourvue en installations hydroélectriques Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

Problème essentiel pour
STOCKAGE DE L’ENERGIE Problème essentiel pour - énergie intermittente (éolien, solaire) - aménager les fluctuations production et demande Solutions - hydroélectricité - compression de gaz - volants (sustentation magnétique) - hydrogène Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

Transformation en énergie ou en matière énergétique de la biomasse
Bois Produits de l’agriculture Déchets urbains Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

Liquéfaction : carburants Biologiques : micro-organismes
BIOMASSE Trois filières Chimiques Hydrolyse : éthanol Liquéfaction : carburants Biologiques : micro-organismes Production directe méthane, éthanol Fermentation méthanique (biogaz) Thermochimiques Production de chaleur Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

Surface à mobiliser pour remplacer le pétrole dans les transports (50 Mtep)
Filière Culture Tcarb / Ha Tep/T % territoire % terres cultivées Huile Colza 1.37 0.87 1 66 104 232 365 Tournesol 1.06 0.77 86 118 300 413 Éthanol Betterave 5.78 0.76 0.69 23 120 80 420 Blé 2.55 0.04 52 2700 183 9400 Source : DIDEM/ ADEME En noir : surface brute En rouge : surfaces pondérées (nettes) « Les villes dévorent la campagne : l’équivalent d’un département avalé tous les 10 ans ! »

PROCHE PARENT DU GAZ NATUREL FOSSILE Production Actuelle : 15 ktep/ an
BIOGAZ PROCHE PARENT DU GAZ NATUREL FOSSILE Production Actuelle : 15 ktep/ an Potentielle : 3 Mtep/ an Origines Stations épurations urbaines Épurations industries Déchets Digesteurs agricoles Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

Extraction de l’énergie thermique accumulée dans le sous sol
GÉOTHERMIE Extraction de l’énergie thermique accumulée dans le sous sol Haute température (> 150 °C) Moyenne température (90/150 °C) (électricité, chauffage collectif) Basse température (30/90 °C) (chauffage collectif) Très basse température (<30 °C) pompe à chaleur : chauffage Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

Ile Mystérieuse, Jules Verne, 1870
VISIONNAIRE ?…. « Qu’emploieront les hommes après que le charbon et les autres combustibles seront épuisés ? » « L’eau ! Oui, mes amis, je crois que l’eau sera un jour employée comme combustible, que l’hydrogène et l’oxygène qui la composent, utilisés ensemble ou séparément, fourniront une source inépuisable de chaleur et de lumière. » Ile Mystérieuse, Jules Verne, 1870 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

- dissociation électrolytique, photochimique de l’eau
HYDROGÈNE Caractéristiques - abondant - énergétique - non polluant Production - dissociation électrolytique, photochimique de l’eau - cycles oxydoréduction ou thermochimiques Distribution et stockage - hydrogènoduc, réserves souterraines - hydrures métalliques (LaNi5) Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

PILE A COMBUSTIBLE Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

L’OCÉAN Utilisez la nature, cette immense auxiliaire dédaignée. Faites travailler pour vous tous les souffles de vent, toutes les chutes d'eau, tous les effluves magnétiques. Le globe a un réseau veineux souterrain; il y a dans ce réseau une circulation prodigieuse d'eau, d'huile, de feu; piquez la veine du globe, et faites jaillir cette eau pour vos fontaines, cette huile pour vos lampes, ce feu pour vos foyers. Réfléchissez au mouvement des vagues, au flux et reflux, au va-et-vient des marées. Qu'est-ce que l'océan? une énorme force perdue. Comme la terre est bête! ne pas employer l'océan! Victor Hugo Quatre-vingt-treize, 1874 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

ENERGIE DES VAGUES

France

- Éclairage, eau sanitaire, chauffage / climatisation
MAITRISE DE L’ENERGIE SECTEUR TERTIAIRE - Éclairage, eau sanitaire, chauffage / climatisation lampes basse consommation, cogénération, chauffe eau solaire, piles à combustibles - Appareils informatiques et communications Composants électroniques, moniteurs, gestion des équipements SECTEUR INDUSTRIEL - Amélioration des rendements des moteurs - Amélioration des procédés de fabrication Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

- Urbanisme et transports en commun
MAITRISE DE L’ENERGIE SECTEUR TRANSPORTS - Véhicules allègement des véhicules, aérodynamismes, moteurs hybrides, piles à combustibles, véhicules électriques - Urbanisme et transports en commun - Ferroutage, voies fluviales et maritimes (cabotage) Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

Prospective du CIAT sur les transports

Changer la nourriture des bêtes
Mort aux vaches ! Les bovins sont responsables de 6,5 % des émissions de gaz à effet de serre (3 fois plus que les 14 raffineries de pétrole du pays) ! Les rots expédient dans l’atmosphère 26 millions de tonnes de GES et le stockage des déjections avant épandage représente 12 millions de tonnes, essentiellement du méthane et du NO. Changer la nourriture des bêtes Récupérer les gaz de fumier dans des silos pour en faire de l’énergie. Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

- La demande énergétique ne pourra que croître dans le monde.
CONCLUSIONS 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 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

DÉVELOPPEMENT DURABLE

CONCLUSIONS SUBJECTIVES
- Les énergies renouvelables doivent être développées mais elles seront insuffisantes pour satisfaire la demande -Les économies d’énergie sont à rechercher mais leur effet restera limité -Le « tout » nucléaire a (probablement) vécu mais son utilisation reste pour une large part incontournable. Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

J’ai accumulé quantité de matériaux sans qu’en moi s’esquisse une logique autre que celle de la complémentarité des contraires Edgar PISANI « Vive la Révolte ! » Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

SUPERPHENIX / COÛT Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

SUPERPHENIX : FONCTIONNEMENT

Extrait de presse Ouest France du 8 mars 2004
Les énergies renouvelables à la baisse. Selon Observ’ER, la part d’électricité d’origine renouvelable, de 15,5% l’an dernier, devrait tomber à 15% cette année et reculer à 14,5% l’année prochaine. La production hydroélectrique est menacée par le changement climatique. La loi sur l’eau de 1992 va aussi faire sentir ses effets, notamment l’augmentation du « débit réservé », ie la quantité d’eau ne pouvant être détournée vers un barrage. Eoliennes offshore peu probables en Vendée. Suite à un appel d’offre, deux sites ont été repérés au large des côtes vendéennes : un projet de 17 éoliennes, face à St Jean de Monts et un autre de 42 mâts face à St Gilles. Il est peu probable qu’ils aboutissent : les secteurs envisagés sont très fréquentés par les pêcheurs et les plaisanciers et régulièrement survolés par des appareils militaires à basse altitude. Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

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