QUELLES ENERGIES POUR DEMAIN ?

Présentation au sujet: "QUELLES ENERGIES POUR DEMAIN ?"— Transcription de la présentation:

1 QUELLES ENERGIES POUR DEMAIN ?
Jean-Charles ABBE

2 ENERGIE OU ENERGIES ? Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

3 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

4 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

5 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

6 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

7 Une grande variabilité de la demande (journée, année)
COURBE DE CHARGE/ JOURNEE Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

8 PUISSANCES MAXIMALES APPELEES
: MW Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

9 … 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

10 CHANGEMENTS GEOPOLITIQUES
Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

11 URBANISATION Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

12 CONSOMMATIONS EN ÉNERGIE PRIMAIRE PAR HABITANT (tep) DANS DIFFERENTS PAYS
Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

13 CONSOMMATION ELECTRIQUE vs NIVEAU DE VIE
Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

14 STRUCTURE de la CONSOMMATION
(Ressources primaires) Monde 2002 FRANCE Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

15 Structure consommation énergétique finale
Électricité 9% Électricité 23%* Pétrole 25% Pétrole 44,5% Gaz 22% Gaz 22% Charbon 25% Charbon 4% ENR+ Bio 10% ENR+ Bio 7% * dont 17% d’origine nucléaire Electricité ENR+ Bio Electricité Pétrole Charbon 4% Pétrole Gaz Gaz Charbon Charbon Monde France

16 CONSOMMATION D’ENERGIE FINALE PAR SECTEUR

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

18 EVOLUTION INTENSITE ENERGETIQUE PAR SECTEUR
Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

19 INDEPENDANCE ENERGETIQUE (%)
Royaume Uni États Unis France Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

20 IMPACT ENVIRONNEMENTAL, EFFET DE SERRE
Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

21 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

22 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

23 EMISSION DE CO2 Kg équivalent CO2 /habitant Énergies pour demain
Jean-Charles ABBE

24 EMISSION INDUSTRIELLE DE CO2/ habitant dans l’UE
Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

25 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

26 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

27 PETROLE : PRODUCTION 2002 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

28 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

29 40 % USA 85 % Japon 60 % EU 80 pétroliers chaque jour !

30 PRIX du PETROLE Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

31 GAZ : PRODUCTION 2002 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

32 APPROVISIONNEMENT EN GAZ
Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

33 PETROLE et GAZ : Réserves mondiales Jean-Charles ABBE
Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

34 PETROLE et GAZ : Réserves mondiales
Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

35 CHARBON : PRODUCTION 2002 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

36 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

37 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

38 NUCLÉAIRE : RÉACTION DE FISSION REACTION EN CHAINE
neutron U 235 Fragments de fission (déchets nucléaires) Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

39 URANIUM : Réserves mondiales
Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

40 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

41 Technologies éprouvées
NUCLÉAIRE AVANTAGES Technologies éprouvées Minerais abondants et bien repartis sur le globe, mais ressource finie (25/ 30 ans mais potentialité multipliée par 60 dans les surrégérateurs) Pas de rejets de gaz à effet de serre INCONVÉNIENTS Gestion et devenir des déchets nucléaires Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

42 NUCLEAIRE : PERSPECTIVES
Nouveaux réacteurs EPR - Sûreté accrue - Rendement améliorée - Durée de vie prolongée - Déchets minimisés (relatif) Réacteurs hybrides - Sûreté de fonctionnement Combustion de déchets Réacteurs 4ième génération, haute température Fusion (très long terme) Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

43 Le réacteur de fusion ITER
                                                                                                                           Combustible inépuisable !!!

44 ENERGIES RENOUVELABLES
Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

45 HYDROÉLECTRICITÉ Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

46 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

47 ÉNERGIE SOLAIRE Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

48 SOLAIRE (Miroir ardent de Buffon, 1740) *
Énergies pour demain

49 ÉNERGIE SOLAIRE (Énergie thermique)
Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

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

51 SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE
Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

52 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

53 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

54 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

55 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

56 ÉNERGIE EOLIENNE Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

57 VITESSE DES VENTS Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

58 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

59 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

60 ENERGIE EOLIENNE FRANCE FIN 2006
Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

61 PUISSANCE / VITESSE DU VENT
Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

62 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, machines, Pinst: MW

63 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

64 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

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

66 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

67 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 ! »

68 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

69 LE DEVELOPPE;ENT DES BIOCARBURANTS ET LA PRESSION SUR LES PRIX
Les augmentations de prix pénalisent fortement les PVD Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

70 L’alimentation est aussi une arme
La France risque de devoir importer de la nourriture, sur une planète au climat de plus en plus imprévisible et où le volume des récoltes variera fortement d’une année sur l’autre (récolte catastrophique de céréales en Australie, due à un été torride 2006). Les nouveaux conflits sont à nos portes. Regardons la récente crise de la galette de maïs, aliment de base au Mexique, due à la réorientation de la récolte de maïs nord-américain vers la production de biocarburant éthanol Demain, il faudra nourrir, sur la planète, 9 milliards d’habitants, à partir de nos rares terres agricoles toujours plus menacées par l’urbanisation et l’érosion? Et, en plus, y produire des quantités très importantes de biocarburants, le tout avec moins d’eau, une énergie hors de prix et des risques sanitaires accrus. L’arme alimentaire pourrait devenir beaucoup plus importante que par le passé Bruno Parmentier (Nourrir l’humanité)

71 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

72 1 kW investi 3 à 5 kW recueillis !

73 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

74 - 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

75 PILE A COMBUSTIBLE Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

76 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

77 ENERGIE des COURANTS ENERGIE THERMIQUE

78 ENERGIE de la HOULE 1 km MW Energie brute de par le monde : 2 000 GW !

79 France

80

81 - 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

82 - 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

83 Prospective du CIAT sur les transports

84 Changer la nourriture des bêtes Récupérer les gaz de fumier dans
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

85 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

86 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

87 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

88 - 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

89 DÉVELOPPEMENT DURABLE
Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

90 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

91 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

92 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

93 le sage enseigne par ses actes
non par ses paroles Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

94 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

95 ÉNERGIE DU FUTUR ? LA POMME DE TERRE
Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

96 SUPERPHENIX / COÛT Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

97 SUPERPHENIX : FONCTIONNEMENT
Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

98 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

99 Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

100 SOLAIRE THERMIQUE

101

102

103 RÉACTEUR NUCLÉAIRE Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

104 CENTRALE NUCLÉAIRE DE PALUEL
Energies pour demain Jean-Charles ABBE

105