« les d éfis énerg étiques du xxi ème si ècle » etienne

Etienne Vernaz : « Les grands défis énergétiques… » 1

«« Les dLes d ééfis fis éénergnerg éétiques du XXItiques du XXI èème sime si èècle cle »»

Etienne VernazEtienne Vernaz

Directeur de recherche au CEADirecteur de recherche au CEA


LLLL’é’é’é’énergie est vitale pour lnergie est vitale pour lnergie est vitale pour lnergie est vitale pour l’’’’homme homme homme homme qui en consomme depuis toujours de diffqui en consomme depuis toujours de diffqui en consomme depuis toujours de diffqui en consomme depuis toujours de difféééérentes manirentes manirentes manirentes manièèèèresresresres

� Feu de bois (~ 8000 ans av JC)� Charrue tirée par un cheval (~ 8000 ans

av JC)� Bateau à voile (~ 5000 ans av JC)� Moulin au fil de l’eau (~ 100 ans av JC)

�Train à vapeur (UK 1814)�Automobile (D 1885)�Appareil branché sur une prise électrique (Edisson 1882)�Avion à hydrogène(1956)


� Il y a une relation directe entre énergie consommée et espérance de vie !

�En 200 ans, en France la consommation énergétique a été multipliée par 14 par français (1,3%/an)

�En même temps l’espérance de vie est passée de moins de 30 ans (1780-89 ) à plus de 79 ans (INSEE2002) !

�Actuellement, sur 6 milliards d’habitants de la planète, 2 milliards vivent encore sans électricité

Leur espérance de vie n’est que de 36,5 ans !

LLLL’é’é’é’énergie est essentielle au dnergie est essentielle au dnergie est essentielle au dnergie est essentielle au dééééveloppement veloppement veloppement veloppement ééééconomique conomique conomique conomique et et et et àààà llll’’’’amamamaméééélioration des conditions de vielioration des conditions de vielioration des conditions de vielioration des conditions de vie


Pas de dPas de dPas de dPas de dééééveloppement veloppement veloppement veloppement sans un accsans un accsans un accsans un accèèèès minimal s minimal s minimal s minimal àààà llll’é’é’é’énergienergienergienergie

90

30

40

50

60

70

80

0 1,5 3 4,5 6 7,5 9

Énergie (tep/an / habitant)

Esp

éran

ce d

e vi

e (a

nnée

s)

Zambie

Afrique du Sud

Inde

Japon

Chine

RussieRoumanie

GrèceSuisse Canada

USA


•Les énergies fossiles

•Les énergies dites renouvelables

•L’énergie nucléaire

Il existe essentiellement trois types de ressources

Charbon

Pétrole

Gaz

- Hydraulique- Solaire- Éolienne- Biomasse- Géothermie


DENSITE RELATIVE DES SOURCES DDENSITE RELATIVE DES SOURCES D ’’ENERGIE ENERGIE production de masse et production de masse et éénergies dnergies d ’’appointappoint

1 tonne d’air traversant une éolienne à 25 km/h fournit 1/100ème de kWh

1 tonne d’eau dans une chute hydraulique de 360 m fournit 1 kWh1 tonne d’eau chaude géothermique à120 °fournit 100 kWh

1 tonne de pétrole fournit 10 000 kWh

1 tonne d’Uranium naturel fournit : - 100 millions de kWh (10 000 fois plus qu’1 tonne de pétrole et charbon) dans un réacteur classique - 10 milliards de kWh dans un réacteur rapide


LL’É’ÉNERGIE PRIMAIRE DANS LE MONDENERGIE PRIMAIRE DANS LE MONDE

Source : IEA, données 2004

Monde : 12 Milliards de tep (Monde : 12 Milliards de tep (GtepGtep))…… àà 81 % d81 % d’’origine fossile !origine fossile !

Charbon27%

Pétrole33%

Gaz21%

Renouvelables

combustibles

10% Autres renouvelables

0.8%

Nucléaire 6%

Hydraulique2%

22000099

20092009


Une croissance inéluctable de la demande !

Source : IIASA/WEC study, « Global Energy Perspectives » , 1998

Gtoe/yearA : High growth (Income, energy, technology)

B : Modest growth

C : Ecologically driven growth


Une demande croissante Une demande croissante dans les pays dans les pays éémergentsmergents

C’est en Chine

C’est aussi en Chine

Shanghaï


Le droit Le droit àà ll’é’énergienergieLL’é’énergie est un facteur de dnergie est un facteur de d ééveloppement .veloppement .

20 % de la population consomme 60% de l20 % de la population consomme 60% de l ’é’énergie produitenergie produite(Un Afghan consomme 150 fois moins d(Un Afghan consomme 150 fois moins d ’é’énergie qunergie qu ’’un Europun Europ ééen)en)

2 milliards de personnes sont sans 2 milliards de personnes sont sans éélectricitlectricit éé

Les besoins électriques de la planète devraient triplertripler d’ici à 2050 (démographie et urbanisation).


Nouvelles perspectives internationalesNouvelles perspectives internationalesNouvelles perspectives internationalesNouvelles perspectives internationales


Les Les Les Les éééénergies fossilesnergies fossilesnergies fossilesnergies fossiles


RESERVES DE PETROLE

0 5 10 15 20 25 30 35 40

LYBIE

CHINE

USA

MEXIQUE

EX URSS

VENEZUELA

ABOU DHABI

IRAN

KOWEIT

IRAK

ARABIE SEOUDITE

Gtep

N°1 : Arabie SaouditeN°2 : Irak

+Réserves mondiales estimées à 45 années(hors Schistes bitumineux + sables asphaltiques

⇒ plusieurs centaines de Gtep )


Quand la production du pQuand la production du pQuand la production du pQuand la production du péééétrole trole trole trole «««« bon marchbon marchbon marchbon marchéééé »»»» ddddééééclineraclineraclineraclinera----tttt----elle ?elle ?elle ?elle ?

Depuis le début des années 80 les quantités annuelles découvertes sont inférieures à la consommation !

Optimistesvers 2030-2040

Pessimistesvers 2010

DDéébats sur le bats sur le «« peakpeak OilOil »»


HubbertHubbertHubbertHubbert’’’’ssss PeakPeakPeakPeak

http://www.math.u-psud.fr/~michel/PO.php#DocHubbert56_USA.jpg

Après 1971, la production des Etats-Unis décline effectivement …

En juin 1956 King Hubbert publie « Nuclear energy and the fossil fuels»


RESERVES DE GAZ

0 10 20 30 40 50 60

Pays Bas

Norvège

Algerie

Arabie Séoudite

IRAN

RESERVES

N°1 : ex-URSSN°2 : Iran

Réserves mondialesestimées à 60 années


Du pDu pDu pDu péééétrole et du gaz toujours plus cherstrole et du gaz toujours plus cherstrole et du gaz toujours plus cherstrole et du gaz toujours plus chers

L’augmentation importante du prix du pétrole n’est pas le résultat de l’atteinte du « peak-oil » mais de la conjonctions de quatre crises plus ou moins décalées dans le temps (Jean-Marie Martin-Amouroux- Mars 2006) :

� Crise géopolitique lié à la répartition très inégale d’une ressource vitale

� Crise économiquelorsque la demande augmente plus vite que l’offre

� Crise écologiqueliée à l’impact des énergies fossiles sur l’effet de serre

� Crise géologique: déplétion pétrolière puis gazière,

L’anticipation des dernières renforçant l’acuité des premières

On ne risque donc pas de manquer brutalement de pétrole ou de gaz mais leur prix va continuer à augmenter de façon importante et inéluctable, à un rythme difficilement prévisible (et sans doute très chaotique).


Le grand retour du charbon ?

Le charbon était promis au déclin mais n’a jamais dis paru (2ème source mondiale).En fait, croissance de la consommation de 2,5% et de s échanges internationaux de 5% an depuis 1973.

60 GWe de thermique charbon installés en Chine seulemen t en 2005 (…et à peu prés autant chaque année depuis) !

• En sa faveur :* la ressource fossile la plus abondante* une nouvelle industrie charbonnière avec des

technologies de plus en plus performantes (Gazéification in-situ , Séquestration du CO2 ?)

« The future is clean coal » (The Economist, 2004)


QuQuQuQu’’’’estestestest----ce que lce que lce que lce que l’’’’effet de serre ?effet de serre ?effet de serre ?effet de serre ?� L’énergie solaire qui parvient

au sol réchauffe la terre et se transforme en rayons infrarouges

� Comme les vitres d’une serre, les gaz présents dans l’atmosphère piègent une partie de ces rayons � réchauffement de

l’atmosphère� Effet bénéfique puisque sans

l’effet de serre, la température moyenne sur terre de 15 °C tomberait à- 18 °C !

…mais trop, c’est trop !


Que faire pour limiter lQue faire pour limiter lQue faire pour limiter lQue faire pour limiter l’’’’effet de serre ?effet de serre ?effet de serre ?effet de serre ?

� Réduire fortement la consommation d’énergie fossile� 1 kWh charbon = 860g – 1290 g de CO2

� 1 kWh pétrole = 700g – 800 g de CO2

� 1 kWh Gaz = 480g – 780 g de CO2

� Economiser l'énergie

� Augmenter la production d’énergie renouvelable

� Augmenter la part de la fission nucléaire dans la production d’électricité

� 1 kWh nucléaire = 4 à 6 g de CO2

� Développer la voiture électrique si électricité sans CO2

� Démontrer la faisabilité et développer la capture et le stockage géologique (« séquestration ») du CO2.


Les Les Les Les éééénergies renouvelablesnergies renouvelablesnergies renouvelablesnergies renouvelables


LL’é’énergie hydrauliquenergie hydraulique

(L’eau à plus de valeur quand le barrage est plein que lorsqu’il est à moitié vide )

Le démarrage d’une usine hydroélectrique s’opère en quelques minutes.Un énorme avantage : elle peut être stockée et rest ituée à tout moment !

Puissance = Débit x Hauteur de chute


Pmax = 0,1 à 3 MW

P = αααα D2.V3

LL’É’ÉOLIENOLIEN

http://www.ewea.org/http://www.ewea.org/

en France


Un parc en forte croissance, des puissancesinstallées de plus en plus importantes mais l’énergie produite reste faible.

Fin 2010 :

� 193 GW installés dans le monde,

( dont 84 GW en Europe)

�26 GW en Allemagne mais seulement

7% de leur l’électricité

� 4.4 GW en France mais seulement

1% de notre électricité

Il ne faut pas confondre puissance installIl ne faut pas confondre puissance install éée et e et éénergie nergie rréécupcup éérréée e

Taux de charge moyen de l'ordre de 21 % en France

LL’É’ÉOLIENOLIEN

http://www.ewea.org/http://www.ewea.org/


La puissance est proportionnelle

au cube de la vitesse du vent.

Pour une Pour une ééolienne de 1 MW on a :olienne de 1 MW on a :

1000 kW pour un vent de 15m/s (54km/h)1000 kW pour un vent de 15m/s (54km/h)37 kW pour un vent de 5m/s (18km/h)37 kW pour un vent de 5m/s (18km/h)

Au-delà de 10% d'énergie éolienne dans un réseau élec trique le risque d'instabilité du réseau devient majeur… et le c oût du "back up" déraisonnable.

Vent maxi.90 Km/h

Vent mini.30 Km/h

LL’É’ÉOLIEN, une OLIEN, une éénergie alnergie al ééatoireatoire


Importance du choix des Importance du choix des Importance du choix des Importance du choix des éééénergies pour la nergies pour la nergies pour la nergies pour la production dproduction dproduction dproduction d’é’é’é’électricitlectricitlectricitlectricitéééé

L’émission annuelle en CO2 par habitant est de :

�5,2 tonnes de carbone aux USA

�3,2 tonnes de carbone en RFA

�1,8 tonnes de carbone en France

NB NB -- Quand on brQuand on brûûle une le une tonne de carbone on tonne de carbone on consomme 2,7 tonnes consomme 2,7 tonnes dd’’oxygoxygèène et on libne et on libèère 3,7 re 3,7 tonnes de COtonnes de CO22 (1900 m(1900 m33))


A la base une rA la base une r ééaction nuclaction nucl ééaire aire contrôlcontrôl éée (fusion)e (fusion)

Une Une éénergie abondante :nergie abondante :Face au soleil, il arrive environ Face au soleil, il arrive environ 1kW/m1kW/m 22 sur la Terre. sur la Terre.

LL’’ENERGIE SOLAIREENERGIE SOLAIRE

Le solaire thermique Le solaire thermique

Le photovoltaLe photovolta ïïqueque


Les trois filières énergétiques


Le solaire thermiqueLe solaire thermique

�� Exploitation passive : architectureExploitation passive : architecture

�� Capteurs solairesCapteurs solaires(eau chaude sanitaire, planchers chauffants)réelle montée en puissance du solaire thermiqueprogramme Hélios 2006 conduit par l'ADEME

�� Centrales solairesCentrales solairesOn concentre l’énergie du soleil ⇒ températures dépassant 1000°C ⇒ électricité

En France il a eu Themis à Font Romeu (2,5 MW)

Rendement 10-15%, 9 à 15c€ le kWh


Energie diluEnergie diluEnergie diluEnergie diluéééée = besoin foncier important e = besoin foncier important e = besoin foncier important e = besoin foncier important X160 X160 X160 X160 par rapport au nuclpar rapport au nuclpar rapport au nuclpar rapport au nuclééééaire !aire !aire !aire !

Près de Séville en Espagne, Gemasolar a une puissance électrique de 19,9 MW et la production électrique annuelle attendue est de 110 GWh/an. Cette centrale est composée de 2 650 héliostats (miroir permettant de suivre la course du soleil durant la journée et orienté vers un point fixe qui capte la chaleur) disposés sur 185 Ha.

Centrales nucléaires de Cattenom

38TWh/an pour 400Ha

Le solaire thermique Le solaire thermique Le solaire thermique Le solaire thermique àààà concentrationconcentrationconcentrationconcentration


�� Ensoleillement en France Ensoleillement en France ≈≈ 1500 kWh/m1500 kWh/m22/an/an

�� Faible rendement des cellules 13Faible rendement des cellules 13--14% (silicium cristallin)14% (silicium cristallin)

� Très cher pour le connecté réseau (0,3 €/kWh environ10 fois le prix du kWh conventionnel)

� Rentable en autonome dans les pays en voie de développement (1,5 €/kWh)

� La technologie actuelle demande beaucoup d’énergie pour fabriquer les cellules (1kWh pour 1Wc). + l’énergie qui a servi à fabriquer la batterie pour les systèmes autonomes.

� Le stockage de l’énergie représente environ 48% du prix de l’installation au bout de 20 ans.

Le solaire photovoltaLe solaire photovoltaïïqueque


La biomasse ou La biomasse ou La biomasse ou La biomasse ou «««« HOUILLE VERTEHOUILLE VERTEHOUILLE VERTEHOUILLE VERTE »»»»

C’est l’énergie renouvelable la plus utilisée(11% du bilan mondial).

La plante permet de stocker l’énergie solaire tout en consommant du CO 2.Faible rendement énergétique ((≈≈1% zones temp1% zones tempéérréées)es)

Rendement en France pour le bois : 3,6 Rendement en France pour le bois : 3,6 àà 7,2 tep/ha7,2 tep/ha

Pour remplacer une centrale nuclPour remplacer une centrale nucl ééaire de 1GW : aire de 1GW : plus de 2500 kmplus de 2500 km 22 de forêtsde forêts

Les biocarburants : 2 fois plus chers que les combustibles fossiles.

Il faut 1litre de carburant pour produire 1,5 litre de bioéthanol ou 2 litres d’ester de colza.

Par contre, bilan CO 2 intéressant.


Fermentation anaFermentation ana éérobie / Biogazrobie / Biogaz (mélange CO2, CH4)Déchets d’élevage, Effluents industriels,Boues des stations d’épuration, Ordures ménagères…

IncinIncin éération des dration des d ééchetschetsOrdures ménagères (1kg / jour / Européen)Déchets industriels spéciauxRésidus agricoles

L’incinération de tous les déchets conduirait à 1% de l’énergie consommée en France .

LL’É’ÉNERGIE DES DNERGIE DES DÉÉCHETSCHETS


LA GEOTHERMIE PROFONDELA GEOTHERMIE PROFONDELA GEOTHERMIE PROFONDELA GEOTHERMIE PROFONDE


Un jour des Hydrolienne ?Un jour des Hydrolienne ?Un jour des Hydrolienne ?Un jour des Hydrolienne ?IdIdIdIdéééée : Transformer le : Transformer le : Transformer le : Transformer l’é’é’é’énergie des courants en nergie des courants en nergie des courants en nergie des courants en éééélectricitlectricitlectricitlectricitéééé

Une usine marUne usine maréémotrice d'un nouveau genre est expmotrice d'un nouveau genre est expéérimentrimentéée dans le bras de la e dans le bras de la mer de mer de KvalsundKvalsund, , àà l'extrême Nord de la Norvl'extrême Nord de la Norvèège.ge.

EDF en EDF en éétudie les potentialittudie les potentialitéés pour la France avec une station au large de s pour la France avec une station au large de Paimpol (2MW fin 2012) mais le coPaimpol (2MW fin 2012) mais le coûût au t au kwhkwh reste trreste trèès s éélevlevéé (30(30--40 c40 c€€))Une "hydrolienne" lancUne "hydrolienne" lancéée en France pour capter l'e en France pour capter l'éénergie des courants marins nergie des courants marins -- Top News Top News -- Nouvelobs.comNouvelobs.com


LLLL’é’é’é’énergie nuclnergie nuclnergie nuclnergie nuclééééaireaireaireaire


Origine de lOrigine de l ’é’électricitlectricit éé en Franceen France

� 75.3 % nucléaire� 58 Réacteurs à eau Pressurisée (REP)

�63 GWe installés

� 12 % d’hydraulique

� 11 % de thermique

� 1.7% éolien

� Très peu de gaz à effet de serre� Électricité abondante à coût stable et maîtrisé »� Indépendance énergétique du pays à 50%

Chiffres 2010


REPREPREPREP


La spLa sp éécificitcificit éé du nucldu nucl ééaire : une aire : une éénergie trnergie tr èès concentrs concentr ééee

� Combustible classique (énergie chimique) :

� ÉÉÉÉnergie produite de lnergie produite de lnergie produite de lnergie produite de l’’’’ordre de :ordre de :ordre de :ordre de :HHHH2222 + + + + ½½½½ OOOO2222 →→→→ HHHH2222O 1,4 eV/atome HO 1,4 eV/atome HO 1,4 eV/atome HO 1,4 eV/atome HC + OC + OC + OC + O2 2 2 2 →→→→ COCOCOCO2222 4 eV/atome C4 eV/atome C4 eV/atome C4 eV/atome C

Soit quelques Soit quelques Soit quelques Soit quelques «««« grains dgrains dgrains dgrains d’é’é’é’énergienergienergienergie »»»» (eV ) par atome br(eV ) par atome br(eV ) par atome br(eV ) par atome brûûûûlllléééé

� Combustible nucléaire (énergie nucléaire)

� ÉÉÉÉnergie produite de lnergie produite de lnergie produite de lnergie produite de l’’’’ordre de :ordre de :ordre de :ordre de :UraniumUraniumUraniumUranium fissionnfissionnfissionnfissionnéééé →→→→ 2 2 2 2 «««« Produits de fissionProduits de fissionProduits de fissionProduits de fission »»»» + 200 Millions (eV) + 200 Millions (eV) + 200 Millions (eV) + 200 Millions (eV)

/atome/atome/atome/atome

Soit quelques millions de Soit quelques millions de Soit quelques millions de Soit quelques millions de «««« grains dgrains dgrains dgrains d’é’é’é’énergienergienergienergie »»»» (eV ) par atome br(eV ) par atome br(eV ) par atome br(eV ) par atome brûûûûlllléééé


Pour alimenter pendant un an une centrale Pour alimenter pendant un an une centrale de 1000 de 1000 MWeMWe, il faut , il faut ……

40 p40 péétrolierstroliers

30 méthaniers

PPÉÉTROLETROLE ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ 1 600 000 tonnes

6 semi6 semi--remorquesremorques

URANIUMURANIUM (REP) ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ 150 t d150 t d ’’U naturel U naturel (24 t U enrichi)(24 t U enrichi)

CHARBON CHARBON ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ 2 500 000 tonnes

700 700 àà 800 trains800 trains

GAZ ⇒⇒⇒⇒ 1,5 milliard de m 3

= environ 1,5 % de la consommation française (6,6 M ds kWh)


LLLL’é’é’é’énergie nuclnergie nuclnergie nuclnergie nuclééééaire de fissionaire de fissionaire de fissionaire de fission

ATOUTS :- densité énergétique- pas de CO2- coût peu dépendant du coût du combustible- ressources : millénaire sur concepts avancés

INCONVENIENTS :- mise en œuvre de matières dangereuses- sûreté des réacteurs (accidents, …)- risque de prolifération- les déchets nucléaires


Démantèlement

Déchets solidesRetraitement

Rejets liquideset gazeux

DECHETS DEFAIBLE ACTIVITE

VIE COURTE

DECHETS DEMOYENNE ET

HAUTE ACTIVITEVIE LONGUE

Rejets et déchets radioactifs produits par les centrales nucléaires

La quasi totalité de l’activité générée reste

dans le combustible usé


Les dLes dLes dLes dééééchets nuclchets nuclchets nuclchets nuclééééaires : aires : aires : aires : un faible volume stabilisun faible volume stabilisun faible volume stabilisun faible volume stabiliséééé dans des matrices highdans des matrices highdans des matrices highdans des matrices high----techtechtechtech� La solution de produit de fission qui La solution de produit de fission qui La solution de produit de fission qui La solution de produit de fission qui

contient aussi les actinides mineurs contient aussi les actinides mineurs contient aussi les actinides mineurs contient aussi les actinides mineurs et environ 0.1% de let environ 0.1% de let environ 0.1% de let environ 0.1% de l’’’’U et du Pu, est U et du Pu, est U et du Pu, est U et du Pu, est vitrifivitrifivitrifivitrifiééééeeee

� Les coques et embouts sont rincLes coques et embouts sont rincLes coques et embouts sont rincLes coques et embouts sont rincéééés s s s puis compactpuis compactpuis compactpuis compactééééssss

� Les dLes dLes dLes dééééchets technologiques sont chets technologiques sont chets technologiques sont chets technologiques sont cimentcimentcimentcimentééééssss

Le volume annuel de dLe volume annuel de dLe volume annuel de dLe volume annuel de dééééchets produit chets produit chets produit chets produit par le retraitement du combustible par le retraitement du combustible par le retraitement du combustible par le retraitement du combustible dddd’’’’un run run run rééééacteur de 1GWe est :acteur de 1GWe est :acteur de 1GWe est :acteur de 1GWe est :

� 2.5 m2.5 m2.5 m2.5 m3333 de dde dde dde dééééchets de haute activitchets de haute activitchets de haute activitchets de haute activitéééé(verre)(verre)(verre)(verre)

� 5 m5 m5 m5 m3333 de dde dde dde dééééchets de moyenne chets de moyenne chets de moyenne chets de moyenne activitactivitactivitactivitéééé (gaines m(gaines m(gaines m(gaines méééétalliques talliques talliques talliques compactcompactcompactcompactéééées)es)es)es)

� 12 m12 m12 m12 m3333 de dde dde dde dééééchets de faible activitchets de faible activitchets de faible activitchets de faible activitéééé(ciment(ciment(ciment(cimentéééés)s)s)s)


Le nuclLe nuclééaire du futur :aire du futur :L'intL'intéérêt des rrêt des rééacteurs acteurs àà neutrons rapidesneutrons rapides

NB- En fabricant plus de matière fissile qu’ils n’en consomment, les « surgénérateurs », font de énergie nucléaire une énergie quasiment renouvelable

Avec la technologie des réacteurs à neutrons rapides (RNR), capable de brûler la totalité de l’uranium et pas seulement les 0.7% d’U235 actuel, la limite des réserves connues est multipliée par 100 et dépasse les 10 000 ans


Et à très long termeLa fusion ?

• Fusion de deux noyaux légers (deutérium-tritium)

• Au stade de la recherche

• Réserves d-t �� > quelques milliers d’années

• d-d �� > âge du soleil

• Réalisation industrielle �� sans doute pas avant la fin du siècle

• Déchets à vie courte…mais quantité dépends des matériaux

ITER, un projet internationalde très grande envergure


LLLL’’’’hydroghydroghydroghydrogèèèène, vecteur ne, vecteur ne, vecteur ne, vecteur éééénergnergnergnergéééétique de ltique de ltique de ltique de l’’’’avenir ?avenir ?avenir ?avenir ?

� LLLL’’’’hydroghydroghydroghydrogèèèène n'existe pas naturellement et il faut le produirene n'existe pas naturellement et il faut le produirene n'existe pas naturellement et il faut le produirene n'existe pas naturellement et il faut le produire� Aujourd'hui majoritairement produit par craquage du mAujourd'hui majoritairement produit par craquage du mAujourd'hui majoritairement produit par craquage du mAujourd'hui majoritairement produit par craquage du mééééthanethanethanethane� Pour sa production il faut privilPour sa production il faut privilPour sa production il faut privilPour sa production il faut priviléééégier les mgier les mgier les mgier les mééééthodes ne thodes ne thodes ne thodes ne

produisant pas de gaz produisant pas de gaz produisant pas de gaz produisant pas de gaz àààà effet de serre effet de serre effet de serre effet de serre

� Les barriLes barriLes barriLes barrièèèères res res res àààà lever :lever :lever :lever :� Comment le produire massivement Comment le produire massivement Comment le produire massivement Comment le produire massivement àààà un coun coun coun coûûûût compt compt compt compéééétitif titif titif titif

sans produire de COsans produire de COsans produire de COsans produire de CO2222 ????� Comment le stocker et le distribuer (infrastructure) ?Comment le stocker et le distribuer (infrastructure) ?Comment le stocker et le distribuer (infrastructure) ?Comment le stocker et le distribuer (infrastructure) ?� Comment lComment lComment lComment l’’’’utiliser en toute sutiliser en toute sutiliser en toute sutiliser en toute séééécuritcuritcuritcuritéééé ????

� TrTrTrTrèèèès gros besoins s gros besoins s gros besoins s gros besoins àààà venir mais sera sans doute plus utilisvenir mais sera sans doute plus utilisvenir mais sera sans doute plus utilisvenir mais sera sans doute plus utiliséééépour faire des carburants liquides de synthpour faire des carburants liquides de synthpour faire des carburants liquides de synthpour faire des carburants liquides de synthèèèèse que pour un se que pour un se que pour un se que pour un usage sous forme gazeuse.usage sous forme gazeuse.usage sous forme gazeuse.usage sous forme gazeuse.


LES HYDROCARBURES LIQUIDES :UNE COMPACITÉ ÉNERGÉTIQUE INÉGALÉE

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Hydrocarbures liquides

à T et P ordinaires

Gaz naturel comprimé

Hydrogène

Hydrures

Batteries

Gaz naturel comprimé : réservoir acier ou composite

kWh / l

kWh / kg


La voiture La voiture La voiture La voiture éééélectrique lectrique lectrique lectrique IntIntIntIntééééressante seulement si ressante seulement si ressante seulement si ressante seulement si éééélectricitlectricitlectricitlectricitéééé sans COsans COsans COsans CO2222


Le stockage de lLe stockage de lLe stockage de lLe stockage de l’é’é’é’énergienergienergienergie

Stocker l’eau c’est stocker l’énergie


Les Les Les Les ééééconomies dconomies dconomies dconomies d’é’é’é’énergienergienergienergie

� Sortir de Sortir de Sortir de Sortir de «««« llll’’’’addictionaddictionaddictionaddiction »»»» au pau pau pau péééétrole sans la trole sans la trole sans la trole sans la remplacer par le gazremplacer par le gazremplacer par le gazremplacer par le gaz�Besoin de Besoin de Besoin de Besoin de NNNNéééégagagaga----tep plus que des tep plus que des tep plus que des tep plus que des NNNNéééégagagaga----WattWattWattWatt

� Objectif franObjectif franObjectif franObjectif franççççais : diviser notre consommation ais : diviser notre consommation ais : diviser notre consommation ais : diviser notre consommation dddd’é’é’é’énergie fossile par 4 dnergie fossile par 4 dnergie fossile par 4 dnergie fossile par 4 d’’’’ici 2050. Intici 2050. Intici 2050. Intici 2050. Intéééérêt :rêt :rêt :rêt :� éééécologique (rejet de COcologique (rejet de COcologique (rejet de COcologique (rejet de CO2 2 2 2 divisdivisdivisdiviséééée par 4 )e par 4 )e par 4 )e par 4 )� Economique (60 Milliard de facture pEconomique (60 Milliard de facture pEconomique (60 Milliard de facture pEconomique (60 Milliard de facture péééétrole et gaz )trole et gaz )trole et gaz )trole et gaz )� SociSociSociSociéééétal (indtal (indtal (indtal (indéééépendance pendance pendance pendance éééénergnergnergnergéééétique)tique)tique)tique)


La meilleure La meilleure La meilleure La meilleure éééénergie est celle dont on n'a pas nergie est celle dont on n'a pas nergie est celle dont on n'a pas nergie est celle dont on n'a pas besoinbesoinbesoinbesoin

� Un trUn trUn trUn trèèèès grand gisement d's grand gisement d's grand gisement d's grand gisement d'ééééconomie est dans conomie est dans conomie est dans conomie est dans l'isolation des bâtimentsl'isolation des bâtimentsl'isolation des bâtimentsl'isolation des bâtiments

Maison "passive" Maison "passive" Maison "passive" Maison "passive" àààà trtrtrtrèèèès faible consommations faible consommations faible consommations faible consommation


Pourquoi la maison Pourquoi la maison Pourquoi la maison Pourquoi la maison àààà éééénergie positivenergie positivenergie positivenergie positiven'est pas, n'est pas, n'est pas, n'est pas, àààà mon avis, la solutionmon avis, la solutionmon avis, la solutionmon avis, la solution

Pour baisser le coût de l'éolien on fait des aérogénérateurs toujours plus grands

Une voiture construite en kit sera toujours beaucoup plus Une voiture construite en kit sera toujours beaucoup plus Une voiture construite en kit sera toujours beaucoup plus Une voiture construite en kit sera toujours beaucoup plus chchchchèèèère que celle produite en milliers d'exemplaires sur une re que celle produite en milliers d'exemplaires sur une re que celle produite en milliers d'exemplaires sur une re que celle produite en milliers d'exemplaires sur une chaine de montagechaine de montagechaine de montagechaine de montage

Même avec un panneau silicium gratuit le Même avec un panneau silicium gratuit le Même avec un panneau silicium gratuit le Même avec un panneau silicium gratuit le cout du photovoltacout du photovoltacout du photovoltacout du photovoltaïïïïque que que que en toitureen toitureen toitureen toiture ne serait ne serait ne serait ne serait pas divispas divispas divispas diviséééé par 2par 2par 2par 2

Parce qu'une énergie produite individuellement sera toujours beaucoup plus chère que celle produite en mas se


Un vrai dUn vrai dUn vrai dUn vrai dééééveloppement durableveloppement durableveloppement durableveloppement durable


CoCoCoCoûûûût sanitaire de lt sanitaire de lt sanitaire de lt sanitaire de l’é’é’é’énergienergienergienergie

Académie des technologies, Grand Palais des Champs Elysées, Porte C, avenue Franklin D. Roosevelt, 75008 Paris

http://manhaz.cyf.gov.pl/manhaz/strona_konferencja_EAEhttp://manhaz.cyf.gov.pl/manhaz/strona_konferencja_EAE--2001/15%202001/15%20--%20Polenp~1.pdf%20Polenp~1.pdf


TOUTES LES TOUTES LES ÉÉNERGIES FONT DNERGIES FONT DÉÉBATBAT ……


ENR : 5 ENR : 5 ENR : 5 ENR : 5 àààà 10 % des besoins mondiaux en 2050 ?10 % des besoins mondiaux en 2050 ?10 % des besoins mondiaux en 2050 ?10 % des besoins mondiaux en 2050 ?20501995ÉÉnergies renouvelables :nergies renouvelables :

perspectives mondialesperspectives mondiales

Source : Revue de l’énergie, Sept. 1999

Consommation d’électricité totale

5 %10 %

42 00070 %4 250

50

100

100500500

3 000

6,8 %Part des ENR /conso énergétique19 %Part des ENR /conso électrique

13 00096 %Part de l’hydraulique dans les ENR2 501TOTAL ENR

10Solaire (Thermique)

1Solaire (photovoltaïque)

30Géothermie50Biomasse10Éolien

2 400Hydraulique

Électricité générée (TWh)


Que faire pour limiter lQue faire pour limiter lQue faire pour limiter lQue faire pour limiter l’’’’effet de serre ?effet de serre ?effet de serre ?effet de serre ?

� Réduire fortement la consommation d’énergie fossile� 1 kWh charbon = 860g – 1290 g de CO2

� 1 kWh pétrole = 700g – 800 g de CO2

� 1 kWh Gaz = 480g – 780 g de CO2

� Economiser l'énergie

� Augmenter la production d’énergie renouvelable

� Augmenter la part de la fission nucléaire dans la production d’électricité

� 1 kWh nucléaire = 4 à 6 g de CO2

� Développer la voiture électrique si électricité sans CO2

� Démontrer la faisabilité et développer la capture et le stockage géologique (« séquestration ») du CO2.


Non la France n'est pas dans le "tout nuclNon la France n'est pas dans le "tout nuclNon la France n'est pas dans le "tout nuclNon la France n'est pas dans le "tout nuclééééaire"aire"aire"aire"

la répartition est la suivante :

� 50 % énergies fossiles

�42% nucléaire

�8% renouvelable

Pour diminuer la part des énergies fossiles il faudra augmenter la part du nucléaire et des renouvelables :

Par ex en 2030 :� 50% nucléaire (+ 20%) � 34 % énergies fossiles (-32%)� 16 % renouvelable (+100%)

42 %42 %

15 %15 %31 %31 %

4%4%

8 %8 %

Dans le bilan 2010 la consommation d'énergie primaire,

La rentabilité du nucléaire aidant à absorber le surc oût énorme d'un doublement du renouvelable .


RRRRéééépartitionpartitionpartitionpartition des 8% d'des 8% d'des 8% d'des 8% d'éééénergies renouvelables en 2010nergies renouvelables en 2010nergies renouvelables en 2010nergies renouvelables en 2010

( 3.8% )( 3.8% )

( 2% )( 2% )

( 0.8% )( 0.8% )

( 1.2%( 1.2% ))

( 0.6% )( 0.6% ) 0.5%0.5%

0.04%0.04%


L'exemple de l'L'exemple de l'L'exemple de l'L'exemple de l'ééééolien chinoisolien chinoisolien chinoisolien chinois

� Avec 41,8 GW installé fin 2010, la chine est devenu le pays n°1 en terme de puissance éolienne installée, devant les USA (40GW)

En 2010, 42% des éoliennes installées l'était en Chine.

� Toutefois la production n'est que de 0.7% de l'électricitéconsommée en Chine. http://www.comptoireolien.fr/leshttp://www.comptoireolien.fr/leshttp://www.comptoireolien.fr/leshttp://www.comptoireolien.fr/les----defisdefisdefisdefis----dededede----llll----eolieneolieneolieneolien----chinoischinoischinoischinois----0403201119/electricite0403201119/electricite0403201119/electricite0403201119/electricite----eolienne.htmleolienne.htmleolienne.htmleolienne.html

� Entre 2000 et 2010

� Charbon : 978 TWh�� 3360 TWh

( + 245% = + 2380 TWh en 10 ans)

� Eolien : 0.3 TWh�� 30 TWh(+10000%= 30 TWh en 10 ans)


Conclusions (1)Conclusions (1)

1. Ne pas les opposer les différentes formes d’énergie s mais les utiliser toutes dans leur domaine d’excelle nce

À moyen et long terme le problème n’est pas trouver la meilleure source d’énergie mais de les utiliser toutes pour satisfaire les besoins (déclin du pétrole bon marché)

2. Trouver le meilleur compromis énergétique

Chaque pays devra optimiser ses sources d’énergies en tenant compte de ses spécificités et de ses conditions économiques. Pour les pays industrialisés le nucléaire devra prendre une part importante et pour des raisons économiques (le plus compétitif), et pour répondre à accroissement de la demande mondiale sans augmenter ses émissions de gaz à effet de serre.


Conclusions (2)Conclusions (2)

3. Économiser Diminuer la consommation (surtout dans les pays riches), augmenter les rendements et trouver des moyens plus efficaces et moins chers pour stocker l’énergie

4. Avoir une vision globale qui prenne en compte tous les aspects, économiques (coûts, stabilité…), écologiques (CO2, déchets, émissions polluants,…), politiques (indépendance), sur l’ensemble du cycle de vie des moyens de production.

5. Le défit en France n’est pas de diversifier les moyens de production d’électricité qui sont compétitif et écologique mais de trouver le moyen de diviser par 4 sa dépendance au pétrole et au gaz d’ici 2050.


Conclusion finaleConclusion finaleConclusion finaleConclusion finale

"Il n'y a pas d'énergie sans nuisance,

mais la pire des nuisances est la pénurie,

car sans un minimum d'énergie,

il n'y a pas de développement – durable, ou pas."

AREVA - La haute technologie au service du mieux-être


Un outil de communication et de pUn outil de communication et de pUn outil de communication et de pUn outil de communication et de péééédagogiedagogiedagogiedagogie…………le le le le «««« VisiatomeVisiatomeVisiatomeVisiatome »»»» àààà MarcouleMarcouleMarcouleMarcoule

« les d éfis énerg étiques du xxi ème si ècle » etienne

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