Πέμπτη 4 Φεβρουαρίου 2016

"Ce que nous dit la science sur l'éolien et le photovoltaïque" (in Ce que nous dit la science)


1- Ce que nous dit la science sur l'éolien et le photovoltaïque

L'éolien et le photovoltaïque sont des énergies dites "renouvelables", intermittentes, dont la production varie fortement sans que cette variation puisse s'ajuster à celle de la demande. La production d'une éolienne tombe à zéro quand le vent devient trop faible ou trop fort, la production d'un panneau photovoltaïque tombe à zéro la nuit. Bien que le discours laudateur d'un certain lobby passe sous silence cette caractéristique, elle n'en est pas moins fondamentale par ses conséquences. Même si la météo permet de les prévenir à l'avance, les consommateurs n'accepteront pas que le courant soit coupé quand le vent tombe. L'adaptation des consommateurs à l'intermittence de la production étant inacceptable, l'éolien et le photovoltaïque sont nécessairement couplés, avec la même capacité de réponse à la demande, à un mode de stockage ou à une énergie de relais. Deux investissements différents sont donc nécessaires pour l'éolien, deux également pour le photovoltaïque.
Le qualificatif de "renouvelable" relève d'un jargon qui n'a rien de scientifique. Pour un physicien, l'énergie se conserve, une part se dégradant en chaleur, mais l'énergie ne saurait se "renouveler". Que je renouvelle la nourriture dans mon assiette ne confère pas à cette nourriture une miraculeuse propriété qui en ferait une "nourriture renouvelable". Ce jargon, à lui seul, pointe déjà son idéologie. L'énergie solaire n'est pas renouvelable, c'est par contre une énergie nucléaire, plus précisément une énergie de fusion nucléaire.


Couplage au réseau électrique
Les installations domestiques ou les petites unités de production sont, la plupart du temps, reliées au réseau : la production est vendue, la consommation est achetée sur le réseau comme d'habitude. Dans le discours du lobby qui défend ce système, il y a un déni de réalité à présenter comme autosuffisante une production qui ne l'est pas, la consommation étant faite sur le réseau comme d'habitude. L'entreprise EDF serait détestable quand elle subventionne la Fondation Nicolas Hulot, mais serait parée de vertus quand elle paie à prix d'or les particuliers...
Ce système ne peut plus fonctionner dès lors que le nombre d'installations raccordées croît et n'est plus marginal : il devient impossible d'acheter la production à un cours artificiellement élevé, il devient impossible au réseau d'encaisser des variations de production importantes non corrélées à la demande.


Modes de stockage de la production
Pour les toutes petites productions, il existe un mode de stockage commode et parfaitement adapté : les batteries. Une batterie fournit l'électricité nécessaire à l'éclairage familial le soir, à condition d'utiliser des ampoules basse consommation.
Le stockage électrique par batteries devient cependant ingérable (poids, prix, quantité de plomb, quantité d'acide sulfurique) à grande échelle (une batterie commune sous 12V stocke 100Ah, pèse 22kg et coûte 100€, elle fournit tout au plus 100Ax12V=1,2kW pendant 1 heure et sa durée de vie n'est que de 5 ans).

Le stockage sous forme d'hydrogène se heurte aux propriétés peu sympathiques de l'hydrogène gazeux (fâcheuse tendance à exploser, faible densité du gaz, donc nécessité de gros volumes de stockage). Sous forme liquide, le stockage nécessite de la cryogénie, sous forme solide il n'est possible qu'avec une chimie très élaborée. L'échec actuel de la pile à hydrogène a pour cause principale, outre le coût des catalyseurs, l'inextricable difficulté du stockage de l'hydrogène.

À grande échelle, seul le jumelage à l'hydroélectrique fonctionne, et il donne satisfaction. Il consiste à accumuler l'eau dans les barrages, éventuellement en la pompant, la seule difficulté étant qu'il faut une très grande quantité d'eau : l'ensemble des barrages en France produit au mieux 15% de l'électricité, stocker 15% de la production nécessite donc une quantité d'eau équivalente à l'ensemble des barrages en France. En effet, ainsi que l'explique fort bien Jean-Marc Jancovici dans « Changer le monde. Tout un programme! », une petite quantité d'énergie suffit à fournir un très grand travail mécanique (comparer la quantité d'essence utilisée pour faire avancer une voiture sur 1km, avec la fatigue du conducteur s'il doit pousser sa voiture sur la même distance). Pour cette raison, il faut donc un très grand travail mécanique pour parvenir à stocker une petite quantité d'énergie.


Développement de l'éolien offshore en France
La puissance fournie par une éolienne étant proportionnelle au cube de la vitesse du vent (puissance 2 pour l'énergie cinétique, multipliée par puissance 1 pour le débit), un site avec des vents d'environ 30 km/h de moyenne sera environ huit fois plus productif qu'un autre site avec des vents de 15 km/h de moyenne. Une éolienne fonctionne d'autant mieux que les vents sont réguliers et fréquents. Le vent diminuant près du sol, où il est freiné, une éolienne fonctionne d'autant mieux que son mât est plus haut. L'implantation des éoliennes en France s'étant faite jusqu'ici sur des critères idéologiques, malheureusement dans les régions moins ventées, l'appel d'offre annoncé par Nathalie Kosciusco-Morizet remet heureusement les choses à leur place selon les lois de la physique.

Cet appel d'offre porte sur 3GW, alors que l'ensemble de l'éolien offshore mondial représentait 3,1GW fin 2010 : il s'agit donc d'une opération de très grande envergure, pour laquelle parler de retard considérable de la France, comme on l'entend beaucoup, est un peu vite dit.
Avec la totalité des barrages en France, la capacité installée est de 25GW, elle est donc suffisante pour relayer les 6kW d'éolien offshore des deux tranches que le projet actuel prévoit. Mais un développement démesuré des éoliennes, tel que certains idéologues le pronent, nécessiterait la construction à grande échelle de centrales thermiques, avec un impact catastrophique sur l'effet de serre, alors même que la communauté scientifique réclame d'ici 2050 la division par 3 du CO2 émis.


Nécessité de doubler la capacité de l'éolien et du photovoltaïque par une énergie non intermittente
Il y a un déni de réalité à parler de l'éolien comme s'il s'agissait d'un mode de production d'énergie à part entière, alors que l'intermittence de ce mode nécessite le doublement de la capacité de production par un autre mode de production non intermittente. Même chose pour le photovoltaïque.
En France, la politique actuelle vise un développement de l'éolien et du photovoltaïque dans des proportions raisonnables, compatibles avec la capacité de production hydroélectrique des barrages existants.

Le parc éolien offshore de l'Allemagne, premier du monde et souvent cité en exemple, tourne au mieux 3000 heures par an (contre 365x24=8760 heures pour une énergie non intermittente). Le reste du temps, ce sont les centrales au lignite et les centrales à charbon qui prennent le relais. En Allemagne, où 25% de la production électrique vient des centrales à lignite et 18% des centrales à charbon, le relais de l'éolien est pris par ces centrales, très polluantes en gaz carbonique CO2. Pour 1 an, en 2008, l'Allemagne a émis 0,787 millions de tonnes de CO2, soit 2,61% des émissions mondiales de CO2, la France a émis 0,377 millions de tonnes de CO2, soit 1,25% des émissions mondiales de CO2 (source http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_carbon_dioxide_emissions) :
GazCarbonique2008ParPays.jpg
L'Allemagne, sixième plus gros pollueur mondial en CO2, a donc été, en 2008, un pays 2,1 fois plus pollueur en CO2 que la France. Rapporté au nombre d'habitants (81,802 millions d'Allemands et 65,822 millions de Français, http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_population), pour 2007, en termes de CO2, un Allemand a émis une pollution 1,7 fois plus importante qu'un Français.
L'Espagne, qui a installé 15GW d'éolien en le doublant par 15GW de centrales à gaz, est devenue un pays importateur de gaz.


Pollution au CO2 d'un panneau photovoltaïque chinois
Si la construction d'une éolienne reste relativement économe en termes de dépense énergétique, il n'en est pas du tout de même avec un panneau photovoltaïque. Il faut, en effet, une quantité importante d'électricité pour fondre la silice et la fabrication d'un panneau anticipe 3 ans de production électrique qu'aura, dans de bonnes conditions, ce panneau une fois installé (source Jean-Marc Jancovici , "Changer le monde. Tout un programme!", p.142). Le comble de la stupidité, pour un Français, c'est d'acheter un panneau photovoltaïque fait en Chine, où 3 ans de sa production électrique future a été utilisée pour le fabriquer, électricité produite dans des centrales à charbon fortement émettrices de CO2, alors que le panneau est censé remplacer de l'électricité provenant des centrales nucléaires, qui, elles, ne produisent pas de CO2!


Négawatt sait transformer l'électricité en molécules
Négawatt se présente comme une association dirigée par 24 « praticiens de l’énergie, tous impliqués à titre professionnel dans la maîtrise de la demande d’énergie ou le développement des énergies renouvelables ».  Une telle association, dans les idées qu'elle promeut, ne peut faire abstraction des intérêts financiers de ses promoteurs : on ne confie pas aux représentants des groupes pharmaceutiques la classification des médicaments les plus utiles.
L'association fait du tapage médiatique sur son "scénario 2011", auquel EELV assurent une publicité, depuis qu'ils ont mis quelque peu en veilleuse leur modèle allemand.
Il y a, cependant, quelque abus à argumenter la "sortie du nucléaire" sur ce scénario Négawatt. En effet, la "sortie du nucléaire" concerne la production électrique, alors que ledit scénario concerne l'énergie, globalement. La filière électricité y est noyée dans un flot de considérations sans rapport avec l'électricité, rendant possibles quelques tours de passe-passe.

Ainsi, l'accent est mis sur un vaste programme d'isolation des bâtiments, certainement très défendable. Mais, les habitations utilisant le chauffage électrique sont, justement, dans leur grande majorité, équipées d'une excellente isolation thermique. Un tel programme, donc, ne peut qu'avoir un impact négligeable sur la consommation électrique, ce que le scénario se garde bien de signaler.
Concernant la filière de l'électricité, le tour de passe passe le plus grossier consiste à escamoter l'obstacle, majeur, de l'absence de possibilité de stocker l'électricité à grande échelle. Prétendre assurer 90% de l'électricité en 2050 au moyen d'énergies qui sont intermittentes, variant sans aucune corrélation avec les besoins de consommation, n'a de sens que dans 3 cas :
1- Les consommateurs acceptent de se plier aux variations de la production (aléas climatiques sur le vent et sur le Soleil). Ils acceptent de réduire à zéro leur consommation électrique quand, par malchance, le vent tombe partout et qu'il fait nuit. Le scénario se garde bien d'en dire un seul mot.
2- Des centrales thermiques sont construites à capacité égale à l'ensemble des énergies intermittentes, afin de les relayer quand, par malchance, le vent tombe partout et qu'il fait nuit. L'investissement est colossal, pas un mot n'en est dit dans le scénario.
3- Le Saint-Esprit, dans sa grande bonté, fournit un miraculeux moyen de stockage de l'électricité d'ici 2050. Le scénario ne s'appesantit pas sur cette question.
Noyer la filière électricité au milieu d'autres énergies permet de tromper les lecteurs non spécialistes. Ainsi, au beau milieu de considérations sur la production électrique, le texte inclut des considérations sur la géothermie. Or, si la géothermie est effectivement intéressante pour le chauffage, elle ne l'est pas du tout pour la production électrique (la thermodynamique nous enseigne que le rendement s'effondre quand la source chaude n'est pas vraiment très chaude).

Cela tourne au grand n'importe quoi quand, p.19, le rapport présente la méthanisation comme un mode de stockage de l'électricité : « L’électricité non stockable est ainsi « transformée » en molécules qui, elles, le sont parfaitement. » Ainsi, Négawatt saurait transformer l'électricité en molécules, fichtre!!! Je rappelle que la méthanisation est un processus assuré grâce à l'action de micro-organismes, ce qui n'a strictement aucun rapport avec l'électricité (voir http://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9thanisation).


Πηγή:  http://cequenousditlascience.blogs.nouvelobs.com/tag/%C3%A9nergie+intermittente

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