L’énergie: les contraintes incontournables des chiffres et des ordres de grandeur

1. L’énergie: les contraintes incontournables des chiffres et des ordres de grandeur • Quels chiffres? Quels ordres de grandeur? • - l’abondance • - l’efficacité énergétique • retour sur l’énergie dépensée • service/dépense • - les conséquences environnementales • pollution • déchets • effet de serre • - les coûts • - le reste • l’intermittence • l’acceptabilité

2. L’abondance Problème de balance entre offre et demande Peut-on « produire » assez ? Peut-on consommer moins? La situation d’aujourd’hui: production (consommation)mondiale: 10,5 Gtep/an soit 1,7 tep/habitant/an 1tep = 12000 kWh

3. L’abondance Source : mémento sur l’énergie CEA 2006

4. La corrélation consommation-espérance de vie Japon CH S Ca Grèce FR I E.U Chine Russie Ma Roumanie Inde Afrique du Sud Au delà de 1,5 tep/an/hab on ne voit plus de relation entre consommation d’énergie et espérance de vie Zambie

5. Peut-on réduire la consommation totale ? • Comment consomme-t-on dans les pays développés? Cas de la France %

6. Peut-on réduire la consommation totale ? • Au niveau du monde: la réponse est clairement : non (+38% de 1982 à 2002; Chine: +4,3% entre 2000 et 2001) • Au niveau de la France : un facteur 2 ? • chauffage et climatisation: ● isolation optimale des habitations :ce sera long…● utilisation raisonnable de laclimatisation… • choix des équipements: • ● lampes basse consommation ● optimisation des appareillages (classe des appareils, non-utilisation de veille des téléviseurs…, extinction des appareils non utilisés)● ne pas gaspiller • choix des moyens de transport et des lieux d’habitat: • ● privilégier les transports en commun etle ferroutage● ne pas prendre sa voiture pourrien… ●proximité des lieux de vie et de travail●ne pas privilégier les vacances lointaines… • Réduire la consommation nécessite : - un changement de mentalité (ne voit-on pas souvent l’inverse?) - un changement dans les structures de l’habitat

7. Premier constat: les non-renouvelables sont aujourd’hui dominantes Peut-on produire assez ? • Énergies non-renouvelables: réserves ? • Énergies renouvelables: ressources annuelles?

8. Les limites des réserves et ressources Les pourcentages sont calculés par rapport à la consommation d’énergie primaire Sources: Observatoire de l’énergie AIE Bobin et al, SFP 2001 ** correction rendement incluse

9. Quels chiffres? Quels ordres de grandeur? • - l’abondance • - l’efficacité énergétique • retour sur l’énergie dépensée • service/dépense • - les conséquences environnementales • pollution • déchets • effet de serre • - les coûts • - le reste • l’intermittence • l’acceptabilité

10. L’efficacité énergétique  rapport entre l’énergie obtenue et l’énergie dépensée en amont ◘ cas des capteurs photovoltaïques ◘ cas des biocarburants  rapport entre l’énergie utile et l’énergie dépensée ◘ cas simples: - moteur: Eff. = Travail / Energie dépensée - lampe: Eff. = Energie lumineuse / Energie dépensée - centrale élec.: Eff. = Energ. Élect. / Energie primaire ◘ cas plus compliqués: - automobile: Eff.= ?? / Energie dépensée - chauffage: Eff.=?? / Energie dépensée Prise en compte globale de la filière Rendement (de Carnot) Chasse aux calories perdues et isolation

11. Combien dépense-t-on pour produire 1kWh? Combien de temps faut-il pour récupérer l’énergie dépensée? pétrole ~1,1 kWh éolien éolienne: 7 mois solaire pv cell. photovolt.: 3-5 ans biocarbur. blé: 0,98 kWh betterave: 0,83 colza: 0,37kWh tournesol: 0,28 L’efficacité énergétique Limitation intrinsèque des biocarburantsà 10% des besoins Espoir de la valorisation des matières ligneuses tiges et taillis blé:9400%des surfaces cultivées en France betterave: 420%(pour assurer les 50 Mtep des transports) colza: 365% tournesol: 413%

12. source vecteur usage Bâtiments cuisson EC, chauff. transports pétrole gaz industrie charbon bâtiments éclairage chaleur uranium bâtiments appareils hydraulique électricité éolien solaire th. solaire pv biocarbur. géotherm. L’efficacité énergétique

13. source vecteur usage Bâtiments cuisson EC, chauff. transports pétrole gaz industrie charbon bâtiments éclairage chaleur uranium bâtiments appareils hydraulique électricité éolien solaire th. solaire pv biocarbur. géotherm. L’efficacité énergétique Non stockables ! stockable hydrogène

14. L’efficacité énergétique Quelques recettes: - passer par le vecteur « chaleur » pour chauffer…  solaire thermique adapté - l’électricité seule n’est pas optimale pour le chauffage  l’électricité : un appoint (problème de l’intermittence du solaire) - accroître les rendements quand ils sont pénalisants  monter les températures (génération IV) - passage 330°C  1000°C  faire de la cogénération si possible - gaz: OK - nucléaire: plus difficile  améliorer les conversions d’énergie solaire - ne rien perdre si possible  isoler les habitations  récupérer l’énergie de freinage des véhicules: véhicules électriques

15. Quels chiffres? Quels ordres de grandeur? • - l’abondance • - l’efficacité énergétique • retour sur l’énergie dépensée • service/dépense • - les conséquences environnementales • pollution • déchets • effet de serre • - les coûts • - le reste • l’intermittence • l’acceptabilité

16. Les conséquences environnementales ■Pollution ■Déchets ■Effet de serre Le pire: le charbon - poussières, NOx, radioactivité,…- filtres nécessaires mais aussi le pétrole(problème des transports) Le plus problématique: le nucléaire mais bien des industries génèrent des déchets qui ne sont pas moins problématiques (exemple du photovoltaïque et du démantèlement des batteries au plomb) Le pire: le charbon

17. L’effet de serre - l’effet de serre existe et il croît

18. L’effet de serre - l’effet de serre existe et il croît - tout ce qui brûle y contribue « sauf » la biomasse (et encore…)

19. Un bilan sur les gaz à effet de serre

20. - Il faut : - soit privilégier les sources à faible effet de serre - soit apprendre à capter et séquestrer le CO2 Privilégier les sources à faible effet de serre:  mais attention aux effets secondaires: exemple de l’éolien Production d’électricité renouvelable dans les pays européens Source: ministère de l’Industrie; énergie: chiffres 2004; CO2: chiffres 2002

21. - Il faut vraiment apprendre à capter et séquestrer le CO2: ● dans les anciens gisements ● inauguration le 15 mars 2006 de la première installation (projet européen CASTOR au Danemark: coût: 20-30€/tonne de CO2) ● projet de TOTAL à Lacq - Il faut interdire la construction de centrales au charbon sans séquestration ● C’est à ce prix que le charbon peut continuer à produire une fraction importante de l’électricité mondiale (aujourd’hui: 40%) ● La seule alternative pour une production massive d’électricité est, à moyen terme, le nucléaire(contribution mondiale actuelle: 16%) - Le problème de l’effet de serre impliquera que l’on centralise les combustibles à effet de serre. • ● Modification profonde des transports • ● ferroutage et abandon de l’essence pour les voitures

22. Mais alors… quelles solutions pour les transports? • Disparition des carburants actuels • Necessité de moins polluer en ville • essence artificielle produite à partir du charbon? • non car effet de serre et pollution • rôle accru de la biomasse • mais elle est limitée • rôle accru de l’électricité: on la produit comment? • dans la voiture à partir d’autres carburants : Prius • hors de la voiture • problème des batteries • source primaire: le nucléaire est le mieux placé • hydrogène: un nouveau carburant? • ce n’est pas une source d’énergie!

23. Demain l’hydrogène ? • Production : rendement à améliorer • électrolyse • thermoproduction • bioproduction • Source primaire • solaire • nucléaire • charbon • Stockage • (basse température) • compression • hydrures métalliques • Utilisation • pile à combustible • combustion Problème: tout celà n’est pas au point

24. Quels chiffres? Quels ordres de grandeur? • - l’abondance • - l’efficacité énergétique • retour sur l’énergie dépensée • service/dépense • - les conséquences environnementales • pollution • déchets • effet de serre • - les coûts • - le reste • l’intermittence • l’acceptabilité

25. Le coût Sources: groupe Energie SFP, et livre Bobin et al On ne peut tout financer : des choix sont nécessaires après comparaison Bioéthanol:  exemple de l’E85 (85% d’éthanol): - moins cher à la pompe, mais 1,5 fois moins énergétique - taxes non percues par l’état: 0,56€ par litre - les industriels reçoivent 0,33€ par litre

26. Quels chiffres? Quels ordres de grandeur? • - l’abondance • - l’efficacité énergétique • retour sur l’énergie dépensée • service/dépense • - les conséquences environnementales • pollution • déchets • effet de serre • - les coûts • - le reste • l’intermittence • l’acceptabilité

27. L’intermittence C’est un problème majeur car on ne sait pas stocker l’électricité  Le pétrole est actuellement le meilleur moyen de stocker l’énergie Ordre de grandeur de ce qu’il faut stocker:  Avec 1kWh de diesel, on fait environ 1,4km en voiture  500km d’autonomie ≈ 300kWh de diesel; 70 kWh d’énergie mécanique

28. L’acceptabilité: le cas des déchets nucléaires L’intérêt de Génération IV

29. Conclusion • La consommation mondiale va croître • Il nous faut baisser la nôtre • en isolant nos habitations • en ne gaspillant pas • … mais ce sera dur • Les énergies renouvelables seront insuffisantes • La plus prometteuse est l’énergie solaire • …mais elle est intermittente • Il sera nécessaire de tout développer en parallèle • A court terme, il faut développer le chauffage solaire • L’éolien est bien moins prioritaire • La recherche doit porter sur • les capteurs photovoltaïques moyen terme • les moyens de stockage de l’électricité moyen-long terme • la filière hydrogène moyen terme • le nucléaire fission innovant moyen terme • la fusion contrôlée moyen-long terme • une valorisation plus complète de la biomasse moyen terme