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Auteur
Né en décembre 1942, ingénieur physicien de formation, Bertrand Barré est ancien conseiller scientifique d'AREVA voir son blog) Entré en 1967 au Commissariat à l'Energie Atomique (CEA),...

Quelles énergies renouvelables vaut-il mieux soutenir ?


jeudi 02 octobre 2014

Les pouvoirs publics soutiennent éolien et photovoltaïque. Il aurait été plus utile de développer la biomasse, la géothermie et le chauffage solaire...


Voir l'article intégral sur le site de Bertrand Barré

Les pouvoirs publics français n'ont pas attendu la loi sur la transition énergétique et la croissance verte qui va se discuter au parlement jusqu'au printemps pour promouvoir les énergies renouvelables.  (...)

Nous avons donné, à grands frais, la priorité à l'éolien et au photovoltaïque, sources intermittentes d'électricité,  alors que les besoins prioritaires étaient et sont toujours le chauffage des locaux et les carburants, auxquels peuvent répondre la biomasse, la géothermie (éventuellement dopée par les pompes à chaleur) et le chauffage solaire (1).L'eau chaude et les carburants se stockent aisément et l'intermittence éventuelle de leurs sources n'est pas un problème.  Un chauffe-eau solaire ne fonctionne pas la nuit, mais vous pouvez quand même prendre une douche le lendemain matin.

Les difficultés du stockage de l'électricité

Il n'en est pas de même pour l'électricité, qui se stocke très mal en grosses quantités.  Cela veut dire qu'à tout instant les producteurs d'électricité doivent fournir exactement la quantité exigée par leur client - et avec la qualité nécessaire en termes de fréquence et de voltage.  Quand les sources intermittentes, qui ont la priorité d'accès au réseau, varient, il faut compenser ces variations en démarrant ou arrêtant des centrales thermiques ou hydrauliques. A moins, évidemment, de pouvoir stocker et déstocker du courant à la demande.

La seule méthode de stockage significatif consiste à pomper l'eau pour la remonter dans des barrages.  Les Suisses achètent pas cher de l'électricité produite par leurs voisins en heures creuses, utilisent ce courant pour remplir leurs réservoirs de montagne, et revendent très cher à leurs voisins l'électricité que leurs barrages produisent en heures de pointe.  Même avec un rendement de 70%, l'opération est extrêmement lucrative.  Encore faut-il avoir la géographie et les équipements qui s'y prêtent...

En France, presque 90% de l'électricité est d'origine nucléaire et hydraulique, sources qui émettent très peu de gaz à effet de serre.  L'uranium est, certes, importé, mais il ne représente que moins de 5% de la valeur du kWh nucléaire, il est facile à stocker, et son origine géopolitique est bien diversifiée.  N'oublions pas que les éoliennes et les panneaux solaires sont importés en quasi-totalité.  L'introduction d'autres énergies renouvelables dans un tel bouquet électrique n'avait rien d'urgent, et la montée en puissance des sources intermittentes va poser de plus en plus de problèmes de compensation de leur variabilité et de renforcement des réseaux électriques.

Les limites du foisonnement


La figure ci-contre illustre la variabilité de l'éolien terrestre en France, sur l'année 2013.

D'un jour à l'autre, la production électrique des éoliennes françaises peut passer de 130 à 30 GWh...





On entend souvent répliquer :"Oui, mais si les réseaux sont bien interconnectés, cette variabilité est compensée par le "foisonnement" géographique."  En clair, si le vent faiblit à Copenhague, il souffle sûrement à Barcelone. Voire !  D'une part, les pertes de courant ne sont pas négligeables sur de telles distances, et d'autre part, ce foisonnement est réel, mais très partiel.  La figure 2 ci-dessous, due à la patiente minutie d'Hubert Flocard montre l'addition sur l'année 2012 des productions de France, Allemagne et Autriche, Irlande, Royaume Uni, Espagne, et Danemark montre la réalité de ce foisonnement sur l'Europe, en supposant une interconnexion parfaite en "plaque de cuivre".

Autre exemple : en France, la pointe de demande d'électricité se situe vers 19-20 heures en hiver.  Le soleil est couché depuis longtemps, ce qui signifie que tout le photovoltaïque français contribue à 0% de la pointe.

Tant que les énergies intermittentes ont une contribution minime au bouquet électrique, leur variabilité est aisément compensée par le reste des sources disponibles, mais quand cette contribution augmente, c'est une autre affaire.  Les centrales thermiques qui doivent assurer leur secours ne fonctionnent plus assez pour être rentables, et leurs opérateurs les retirent du service, augmentant dangereusement le risque d'effondrement du réseau.  C'est toute l'Europe que l'énorme investissement allemand dans le photovoltaïque met ainsi en risque de "black out".

(...)

(1) Voir le rapport publié en novembre 2001, mais toujours d'actualité, publié par MM. Birraux et Le Déaut, de l'Office Parlementaire d'Evaluation des Choix Scientifiques et Technologiques. cliquez ici

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17 commentaire(s)
[1]
Commentaire par G�p�
jeudi 02 octobre 2014 13:12
Il faudrait peut-�tre confier la transition �nerg�tique � des techniciens de l'�nergie et � des �conomistes comp�tents en mati�re de fiscalit�. Le comit� Christian de Pertuis a r�unis des gens comp�tents dans ces deux domaines et de plus a donn� naissance � des rapports qui exposent la solution. Pourquoi ne pas en parler?
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Commentaire par Monnier
jeudi 02 octobre 2014 15:17
Revenons vingt ans en arri�re. Quelle �tait la technique et le co�t du kWh de l'�olien et du solaire � l'�poque ? --- Si ces �nergies renouvelables n'avaient pas �t� soutenues dans de nombreux pays, leur d�veloppement industriel n'aurait pas eu lieu et les co�ts n'auraient pas diminu� comme ils l'ont fait au cours des derni�res ann�es. --- L'�lectricit� solaire produite la journ�e, m�me en hiver, permet d'�conomiser l'�lectricit� hydraulique et d'en r�server davantage pour l'heure de pointe. --- Pas seulement avec les barrages de lacs, mais aussi avec ceux au fil de l'eau qui peuvent limiter leur production aux heures creuses, en laissant monter le niveau de quelques centim�tres, pour produire davantage en heure de pointe. --- Maintenant, mieux vaut ne pas utiliser la biomasse du bl� et du colza pour la production d'agrocarburants. -- On fait cent fois mieux en installant des panneaux photovolta�ques sur des terrains non agricoles pour alimenter des v�hicules �lectriques qu'avec la production d'agrocarburants sur de bonnes terres agricoles. --- Lire : http://energeia.voila.net/transport/vehicule_electrique_twh.htm --- On devrait en reparler puisqu'il est question d'installer sept millions de prises de recharge.
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Commentaire par Dauphin Fran�ois
jeudi 02 octobre 2014 17:26
Comme vous l'aurez notez la DGEMP a bas� l'essentiel de son plan � 2020 sur deux piliers principaux : les �conomies d'�nergie et le d�veloppement de la biomasse soit pr�cis�ment la source que vous proposez. Le d�veloppement de l'�olien et du PV ne jouent qu'une part extr�mement marginale dans l'�volution du mix fran�ais. A titre de comparaison l'�lectricit� portugaise est maintenant verte � hauteur plus de 80 % dont la moiti� environ est li� � l'�olien. En Allemagne l'�olien devrait couvrir environ 75 % de la production dans les 30 ans � venir; La DGEMP a retenu un sc�nario minimaliste pour ces deux �nergies et probablement pour les raisons que vous exposez. Aurait-elle d� ne rien faire du tout ? Notre retard en mati�re d'�volution du mix n'en aurait �t� que plus grand.

[Réponse de l'auteur]
Effectivement, la DGEC corrige le tir et il est grand temps. Les subventions au photovolta�que ont gonfl� la ltgne "CSPE" sur notre facture d'�lectricit� au-del� du raisonnable. Question : si l'�lectricit� portugaise est verte � 80%, ne serait-ce pas gr�ce aux importations de courant fran�ais via l'Espagne ?
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Commentaire par Herv�
jeudi 02 octobre 2014 18:17
@ Monnier: La plupart des centrales hydro�lectriques au fil de l'eau ne peuvent pas moduler leur production car il est strictement interdit de moduler les d�bits des cours d'eau en France. Il y a quelques exceptions , soit dans le cas de succession de barrages, soit en montagne, mais en g�n�ral ce ne sont pas des installations au fil de l'eau. Le solaire PV est une �nergie int�ressante, mais sa forte intermittence limite son impact moyen sur le mix. Installer jusque � 30GW permettrait de fonctionner comme vous le dites (et cette puissance sera probablement install�e) mais �a ne p�sera que quelques % du mix.
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Commentaire par Tilleul
vendredi 03 octobre 2014 00:27
Mon dieu que d'erreurs ! En plus voir un fran�ais essayer de donner des le�ons � l'Allemagne alors que c'est sans les garanties financi�res allemandes sur l'euro, la France serait en faillite, c'est quand m�me pas mal. Il y a quand m�me une �conomie va mieux que l'autre hein... S�rieusement les papys du nucl�aire c'est bon, avant de vous inqui�ter des EnR, domaine dans lequel il vous manque les connaissances les plus basiques, il faudrait peut �tre vous inqui�t� de comment on va financer le d�mant�lement des centrales nucl�aires... Vous savez la dette dont vous �tes responsable ?

[Réponse de l'auteur]
Quelles erreurs ?
[6]
Commentaire par Dauphin
vendredi 03 octobre 2014 10:17
Donc pour r�pondre � la question le Portugal est exportateur net d'�lectricit� (en l'occurrence vers l'Espagne). La production Fran�aise n'a donc pas d'impact sur le mix Portugais. Le Portugal a, en 10 ans, install� 5 GW d'�oliennes, accrut ses capacit�s hydraulique et ferm� 5 GW de turbines carbon�es. Ils utilisent (tout comme la France) les interconnecteurs pour la r�gulation syst�me et intra-journali�re (ce qui sera � terme un souci si tous les pays adoptent le m�me comportement de fermer les unit�s pourvoyeuses de services syst�me). Cdt.
[7]
Commentaire par un physicien
vendredi 03 octobre 2014 10:54
@Dauphin La part de l'�olien dans l'�lectricit� allemande est inf�rieure � 10% et croit d'environ 0.5% par an. A ce rythme, elle atteindrait 75% en 130 ans en supposant qu'elle ne se heurte pas � d'autres probl�mes, li�s � l'intermittence par exemple.
[8]
Commentaire par SolarHome
dimanche 05 octobre 2014 19:04
Article totalement biais� dont le seul but est de discr�diter une nouvelle fois les ENR ayant le meilleur potentiel de nuisance pour le nucl�aire. Le principal probl�me en France est cette aberration de "chauffage grille pain" qui oblige � dimensionner un parc nucl�aire g�ant et qui met en p�ril chaque hiver tout le r�seau �lec europ�en. M. Barr� sera il capable de nous expliquer qui est la poule et qui est l'oeuf entre le nucl�aire et le grille pain ??? Pendant que la mafia du nucl�aire Fran�aise continue sa suicidaire strat�gie jusqu'au boutiste l'Allemagne atteint d�sormais 27% d'ENR http://www.bloomberg.com/news/2014-05-09/renewables-meet-record-27-percent-of-german-electricity-demand.html et la tr�s peu �colo AIE pr�voit que c'est le solaire qui sera l'�nergie dominante en 2050 http://www.rtcc.org/2014/09/29/iea-solar-could-be-largest-energy-source-by-2050/
[9]
Commentaire par Herv�
dimanche 05 octobre 2014 22:36
@ SolarHome. Int�ressant ce que vous �crivez. Donc lorsque la France importe on mets en p�ril la stabilit� du r�seau europ�en? Pourquoi pas. De m�moire, le Pic maxi d?importation est de l'ordre de 8GW. Mais alors quand les 30GW de panneaux solaire en Allemagne s?arr�tent de produire la nuit (si si c'est vrai, m�me que �a arrive tous les soirs), est ce que �a ne mets pas le r�seau europ�en en p�ril? . Ou vous vous foutez de notre gueule? Pour rappel, les surcharges qu'on connait deux ou trois jours chez nous arrivent r�guli�rement chez nos voisins gr�ce � leurs 20% d?�nergie intermittentes quasi incontr�lables. Et �a, �a mets aussi le r�seau en p�ril. D'ailleurs, en novembre 2006, �a avait d�pass� le stade du p�ril!
[10]
Commentaire par ElaX
dimanche 05 octobre 2014 23:42
@ SolarHome, Un allemand �met en moyenne pr�s de 2 fois plus de CO2 qu'un fran�ais, et la grosse diff�rence vient de la production d'�lectricit�: majoritairement au charbon en Allemagne et au nucl�aire en France. Le charbon fait assur�ment bien plus de d�g�ts que le nucl�aire (nombre de morts au kWh; impacts environnementaux...), mais vous montrez l'Allemagne en exemple: belle escroquerie !

[Réponse de l'auteur]
J'ajouterai que je vois mal les Fran�ais accepter de voir leurs campagnes �ventr�es par de gigantesques mines de lignite � ciel ouvert.
[11]
Commentaire par SolarHome
mardi 07 octobre 2014 20:50
La rh�torique trompeuse des tenants du nucl�aire "�olien + solaire = + de charbon" ne trompe plus personne dans le monde, � l'exception de 60 millions de couillons-consommateurs-gloutons Fran�ais drogu�s � la radioactivit�..."Fantasmes Fran�ais, r�alit� Allemande" comme l'explique Stephen Boucher aujourd'hui dans Le Monde: http://www.lemonde.fr/economie/article/2014/10/07/transition-energetique-fantasmes-francais-realite-allemande_4502139_3234.html

[Réponse de l'auteur]
La vraie �quation allemande est : +solaire +�olien -nucl�aire = +fossile Et dans les fossiles, le remplacement du gaz par le lignite (signal� dans l'article du Monde) ne fait qu'aggraver le ph�nom�ne.
[12]
Commentaire par un physicien
mercredi 08 octobre 2014 10:45
@Solarhome : Merci de m'avoir fait connaitre ce petit bijou de mauvaise foi. En particulier : "... la classe politique allemande ? mais aussi europ�enne ? doit donc d�sormais imp�rativement trouver un consensus sur la sortie du charbon. Ce � quoi Berlin ne s?emploie pas suffisamment..." Bref, tout va bien mais � condition qu'on excepte le charbon et le nucl�aire restant soit les 3/4 de la production �lectrique.
[13]
Commentaire par SolarHome
mercredi 08 octobre 2014 12:14
Ce qu'explique Stephen Boucher c'est qu'EDF profite aussi du charbon/lignite Allemand pas cher ! Donc la baisse du nucl�aire Allemand provoque une hausse du charbon/lignite UNIQUEMENT par ce que le CO2 n'est (quasiment) pas tax�, tout le probl�me est l�. Sans les ENR en Allemagne le charbon aurait augment� de 20% depuis 2011, date de fermeture de 8 r�acteurs nuc. C'est donc bien les ENR qui am�liorent le bilan CO2 Allemand. On voit sur cet article que les �mission de CO2 Allemandes ont augment� d'� peine 1,5% depuis 2011 http://www.world-nuclear-news.org/EE-Coal-taints-Germanys-energy-mix-1203141.html S'il n'y avait pas eu les ENR le charbon Allemand aurait augment� d'au moins 20% ! Il est donc parfaitement mensonger d'accuser les ENR d'�tre responsable de la hausse du CO2 en Allemagne. L'avenir ? Les ENR vont encore fortement progresser en Allemagne et th�oriquement elles seront suffisantes pour compenser les derni�res fermetures de r�acteurs nucl�aires en 2023. Mais si le CO2 reste � un prix aussi scandaleusement bas la charbon gardera un part importante et bloquera finalement le d�veloppement des ENR, c'est valable pour le monde entier. Le probl�me pour l'ensemble de l'Humanit� est donc la taxation du CO2. Quant au nucl�aire, couteux et dangereux, il ne se d�veloppera plus.
[14]
Commentaire par un physicien
mercredi 08 octobre 2014 14:00
@ Solarhome : "...le CO2 reste � un prix aussi scandaleusement bas..." L� dessus, je suis tout � fait d'accord avec vous.
[15]
Commentaire par Herv�
mercredi 08 octobre 2014 19:00
@ Solarhome, Une fois n'est pas coutume je suis en partie d'accord avec vous. Les ENR ont compens� l'arr�t des r�acteurs. Mais reconnaissez quand m�me que si les Allemands avaient ferm� leurs centrales au lignite plut�t que leur huit r�acteurs, leur �missions de CO2 auraient nettement plus diminu� qu'actuellement!
[16]
Commentaire par SolarHome
jeudi 09 octobre 2014 10:45
@herv� vous d�crivez bien la situation Fran�aise qui est en r�alit� exactement l'inverse de la strat�gie Allemande: fermer les centrales charbons/fioul, tuer les ENR, et garder 80% de nucl�aire...et ainsi tout verrouiller dans un systeme oligopolistique qui ne procure aucune s�curit�, aucune adaptabilit�, aucune d�centralisation, bref le 20� si�cle et sa chim�re du nucl�aire propre et �ternel...sauf que Fukushima est venu rappeler aux pr�tentieux ing�nieurs occidentaux que le nucl�aire n'est pas vraiment synonyme de durabilit� et encore moins de s�curit�. Donc le peuple Allemand (et non pas une poign�e de Technocrates qui d�cident de tout comme en France) soutient � 80% une transition pour sortir du nucl�aire ET du charbon, m�me si temporairement il ne peut pas y avoir de baisse du CO2 comme je l'ai expliqu� ci-dessus. Mais d'ici 15 � 20 ans les Allemands gagneront sur tous les plans: ind�pendance, souplesse, comp�titivit�, exportations, s�curit�.
[17]
Commentaire par Monnier
jeudi 09 octobre 2014 14:08
Un auteur tellement englu� dans sa propagande pour le nucl�aire (dans lequel il est entr� d�s 1967, au CEA) qu'il est incapable de regarder en face la r�alit� des statistiques. --- Car entre 2010 et 2013 en Allemagne, la production d'�lectricit� de tous les fossiles n'a pas augment�, passant de 360,9 � 359,2 TWh (charbon, lignite, gaz, p�trole). --- La production du nucl�aire a baiss� de 140,6 � 97,3 TWh (moins 43,3 TWh) alors que la production renouvelable a augment� de 104,8 � 151,7 TWh (plus 46,9 TWh). --- Statistiques ici --> http://energeia.voila.net/electri2/allemagne_nucle_charbon.htm --- Comme cela est expliqu� par tout commentateur honn�te, la cause du remplacement d'une partie du gaz par le charbon est � la fois la baisse des prix mondiaux du charbon (alors que le prix du gaz augmentait) et la grande faiblesse du co�t des �missions de CO2. --- Mais pourquoi l'usage du charbon a-t-il tant augment� en Grande-Bretagne alors que l'usage du gaz diminuait ?
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