Le changement climatique la transition énergétique et notre mode de vie. Partie 10 : Combien faudrait-il d’éoliennes pour le chauffage des Fontenaysiens ?

Pour donner un aspect concret au problème posé par la transition énergétique, je prends comme exemple le souhait (fictif) des Fontenaysiens de se chauffer uniquement au moyen d’énergie renouvelable locale, comme si Fontenay était une ile raccordée à aucun autre réseau. Mais avant de passer au vif du sujet, il importe de bien distinguer kilowatts et kilowatt-heures. La confusion est fréquente. Pardonnable chez le non spécialiste mais pas chez les responsables politiques, qui pourtant font souvent cette confusion.

Nous consommons de l’énergie, des joules, des kilowatt-heures pour nous chauffer

Selon Wikipedia, “l’énergie est une grandeur physique qui mesure la capacité d’un système à  (…) à produire un travail entraînant un mouvement, (…) ou produisant de la chaleur.

Quand je me déplace, je mets en mouvement ma voiture ou mes jambes, pour le faire j’ai besoin d’énergie. Même chose pour me chauffer.

Quand je me déplace, je mets en mouvement ma voiture ou mes jambes, pour le faire j’ai besoin d’énergie. Même chose pour me chauffer.

L’énergie s’exprime en joules (unité sans utilité pratique dans la vie quotidienne) ou ses multiples (des puissances de 1000) mais aussi en kilowatt-heures, unité plus familière au particulier. Le kWh n’est pas réservé à l’énergie électrique.

Il y a par exemple environ 10 kWh dans un litre d’essence. A 1,50 € le litre, ça fait 15 centimes le kWh, soit à peu près le prix du kWh électrique !

  • Une voiture thermique consomme environ 8 litres d’essence (en ville) aux 100 km donc 80 kWh/100 km. soit environ 12 € aux 100 km.
  • Une voiture électrique type Zoé consomme 15 kWh aux 100 km soit environ 2,50 € aux 100 km. Quatre fois moins qu’une voiture thermique. La différence vient du rendement du moteur électrique très supérieur à celui du moteur thermique et de la récupération d’énergie lors du freinage.

La puissance mesure la vitesse à laquelle nous consommons de l’énergie, elle s’exprime en watt et kilowatt

Puissance (en watt) = Energie (en joule) / temps (en seconde)

On pourrait exprimer la puissance en joule par seconde, mais c’est le nom de l’ingénieur écossais James Watt qui a été choisi. La relation ci-dessus est équivalente à : Puissance x temps = Energie

En choisissant une puissance de 1 kW et un temps d’une heure on obtient par définition une énergie de 1 kWh :

1 kW x 1 h = 1 kWh

1 kWh en joule : 1000 W x 3600 s = 3 600 000 J

A retenir : Le kWh est une unité d’énergie ; C’est l’énergie produite par une source d’une puissance de 1 kW pendant 1 heure

Nous consommons de l’énergie (des kWh).

La puissance (en kW) nous dit à quelle vitesse

Combien de kWh consomme un habitant de Fontenay pour se chauffer ?

Remarque

Il y a une incertitude sur la puissance consommée par habitant pour le chauffage. Le chiffre de 1 kW conduit à une estimation un peu haute mais cohérente avec celle de Totalenergie. (110 kWh/m2/an ou 2800 € environ pour une maison de 120 m2)

Combien d’éoliennes pour le chauffage des Fontenaysiens

Première solution : éoliennes + stockage/déstockage inter saisonnier

Remarque

Le stockage inter saisonnier par batteries conduit à des chiffres astronomiques éliminatoires.

Chaque habitant consomme déjà en une seule journée d’hiver, 24kWh, soit  la quasi -totalité d’une batterie de type Zoé (max 36 kWh, mais plutôt 24 kWh par grand froid ) !

Autres solutions de stockage :

  • Station de transfert d’énergie par pompage (STEP). Créer deux lacs, l’un en bas du Panorama, l’autre en haut ! ! L’eau d’une réserve de 1 km2 sur 10 m de profondeur, pompée à 100 m de hauteur, stocke 3000 MWh (Énergie en joule = masse en kg x g x hauteur en m). A peine 10 jours de consommation hivernale !
  • Électricité > Hydrogène -> Électricité. Le rendement est de 25 %. On perd les 3/4 de l’énergie produite. Il faut encore plus d’éoliennes. On tombe alors dans la solution présentée ci-après. De plus ce n’est pas une technologie “sur étagère”, cette technologie n’est pas mature.

Deuxième solution : Plus d’éoliennes, stockage minimum

Remarque

15 éoliennes ! Voire 20 avec un facteur de charge de 25% plus réaliste. Et on en a besoin qu’en hiver… Il est clair qu’on n’a pas la place de loger ces éoliennes à Fontenay, ni dans aucune ville voisine d’ailleurs.

Il faut aussi du stockage pour compenser les aléas de la production au cours de la journée, de la semaine, voire du mois (périodes de froid anticyclonique). Le besoin en stockage dépend du régime des vents. Il est estimé ici à 10 jours de production moyenne. Chiffre choisi arbitrairement, faute de données suffisantes. Solution à rejeter :

  • coût total élevé, on voit que l’intermittence coûte cher
  • besoin de trop d’espace, sans compter l’impact visuel et sonore des 15 éoliennes…

Troisième solution : éoliennes adossées au réseau national

On se raccorde au réseau national (finie l’autonomie !) et on se défausse de la gestion de l’intermittence sur les producteurs exploitant des centrales thermiques pilotables (tant qu’il y en a !). L’économie ainsi réalisée est énorme. C’est une solution facile et très économique pour l’exploitant d’éoliennes…

Si au lieu de Fontenay je choisis une ville de province de même taille mais avec beaucoup d’espace vide à sa périphérie, il devient plus facile d’y implanter une quinzaine d’éoliennes et de les raccorder au réseau national. Les habitants pourront ainsi se chauffer grâce à l’énergie du vent quand il y en a, sinon grâce au nucléaire…

Quelles leçons tirer de ces simulations

Elles montrent, chiffres à l’appui, le problème aigu que pose la production d’énergie  renouvelable, ici l’énergie éolienne. Il faut avoir conscience que nous voulons passer d’une énergie concentrée, transportable, stockable, modulable à notre guise, à une énergie diffuse, fluctuante, non stockable, soumise aux aléas météorologiques. En clair on veut abandonner une énergie de grande qualité énergétique mais carbonée, pour une énergie de faible qualité énergétique mais non carbonée.

Il faut s’attendre à ce que cette baisse de qualité se traduise tôt ou tard par un prix plus élevé de l’énergie. Ce que la nature a fait gratuitement, nous devrons le faire à sa place. Forcément ça va nous coûter. On le constate déjà : kWh plus cher, infrastructure omniprésente et peu discrète (éoliennes de 200 m de haut), coûteuse, intermittence au coût pharaonique sauf si on recourt à l’énergie qu’on veut justement abandonner.

Concernant la transition énergétique proprement dit deux éléments viennent la compliquer

  • La nécessité de produire plus d’électricité. Pour sauver le climat, nous devons décarboner l’énergie. C’est à dire privilégier l’usage de l’électricité car on sait la produire sans carbone avec du renouvelable ou du nucléaire. Les autres énergies exigent de bruler des matières carbonées, il faut y renoncer. Dans le cas du chauffage cela veut dire remplacer un chauffage au gaz par un chauffage électrique.
  • L’impossibilité de remplacer 1 MWh thermique (pilotable) installé par 1 MWh renouvelable à raison de 1 pour 1. Cela est dû au facteur de charge des panneaux photovoltaïques et des éoliennes qui plafonnent à 20, 30%. Il faut donc surinvestir dans l’installation des moyens de production renouvelables par rapport aux centrales qu’ils remplacent

Conséquence : deux actions doivent impérativement être coordonnées :

  • Réduire la production thermique carbonée
  • Augmenter la production d’électricité décarbonée (renouvelable ou nucléaire)

Or ce n’est pas ce que l’État a fait ! Fessenheim (qui n’émet pas de CO2) a été fermée pour des raisons politiques, sans être remplacée par un potentiel équivalent de production décarbonée.

Ce n’est pas non plus ce que l’Etat prévoit de faire ! Les objectifs définis sur le site  gouvernement.fr/action/la-transition-énergétique-pour-la-croissance-verte le prouvent.

Un des objectifs est de porter la part des énergies renouvelables (…) en 2030 à 40% de la production d’électricité, un autre est de ramener la part du nucléaire à 50 % de la production d’électricité en 2025. Les années ne sont pas les mêmes ! Comment est censé fonctionner le système électrique entre les deux ? Le site pourtant mis à jour en aout 2021 ne précise pas que l’échéance de 2025 intenable selon RTE, a été reportée. Ce report confirme le manque de sens des réalités de nos politiques.

La définition de ces objectifs semble due à un manque de méthode inquiétant. Un système électrique est un tout bien défini. C’est un système complexe qui obéit aux lois de la physique, sur lequel on ne peut pas agir n’importe comment. Visiblement le Gouvernement ne le voit pas comme tel. L’état visé en 2030 du système électrique n’est pas défini ! Le gouvernement a choisi de faire évoluer les différents moyens de production de façon indépendante, sans cohérence entre eux, ce qui est risqué et complètement déconnecté des réalités physiques.

 RTE a prévu de publier bientôt le résultat de ses études présentant différentes variantes du système électrique en 2050, 100% renouvelable, nucléaire + renouvelable, etc. Ces études permettront d’y voir plus clair sur le système électrique futur, y compris sur le moyen d’y arriver : la transition énergétique : quel point de départ, quel point d’arrivée ? quel chemin ?

Daniel Beaucourt octobre 2021

Les 9 et 10 octobre, tous les collectifs contre l’artificialisation des terres agricoles en Ile-de-France convergent vers Paris

La région Ile-de-France manque cruellement de terres agricoles : son autonomie alimentaire n’est que de trois jours. Des milliers d’hectares de champs sont pourtant menacés de destruction par des grands projets d’infrastructures (Grand Paris, Jeux Olympiques, entrepôts, data centers…). C’est pour stopper cette bétonisation frénétique que des Marches des terres auront lieu les 9 et 10 octobre prochains. Elles vont réunir des collectifs implantés dans plusieurs départements d’Île de France, qui convergeront vers Paris.

La manifestation se déroulera en deux temps. Samedi 9 octobre, quatre cortèges partiront de quatre points cardinaux de la région : Gonesse au Nord, Val Bréon à l’Est, Saclay au Sud, Thoiry à l’Ouest. Le lendemain, dimanche 10 octobre, les cortèges se regrouperont pour un pique-nique sur le parvis de l’Hôtel de ville de Paris et se dirigeront ensuite vers l’hôtel Matignon, où une délégation devrait être reçue par le Premier ministre, Jean Castex.

Plateau de Saclay (Essonne et Yvelines) : 5 000 hectares de terres agricoles et forestières menacés par la construction de la ligne 18 du Grand Paris Express.
Julie, membre du Collectif citoyen contre la Ligne 18 : « Depuis le mois de mai, le campement ‘Zaclay’ s’est installé : c’est un lieu où les gens peuvent venir, s’informer, se mobiliser. Des personnalités appuient notre lutte. Cédric Villani s’est exprimé récemment contre le tronçon ouest de la ligne 18. Une tribune de 250 universitaires rappelle que non, la ligne ne correspond pas aux besoins de transports des gens qui viennent travailler sur le plateau de Saclay. La tribune de Jean Vivier [ancien chef des services d’études de la RATP, N.D.R.], rappelle qu’il est encore temps de réduire le périmètre du GPE et de réorienter les budgets. De plus en plus de personnes s’opposent à ce projet acté il y a plus de dix ans, alors qu’aujourd’hui on a davantage conscience des enjeux climatiques, des enjeux de protection des sols. »
> Départ à 9 heures au camp de Zaclay (sur la route départementale entre le CEA Paris-Saclay et Villiers-le-Bâcle).

Plus d’infos : https://lejournalminimal.fr/marches-des-terres-des-collectifs-citoyens-sunissent-pour-freiner-la-betonisation-des-sols-agricoles-en-ile-de-france/

Le changement climatique la transition énergétique et notre mode de vie. Partie 8 : Nous vivons dans un monde fini, le renouvelable s’impose, la sobriété aussi

Nous vivons dans un monde fini…

  • Les ressources naturelles que nous exploitons n’existent qu’en quantité finie, un gisement si important soit-il n’est pas infini, à force de prélèvements on l’épuise. Tout ce qui existe sur Terre croit, atteint un pic ou un plateau, décroit puis
  • La croissance éternelle n’existe pas, la croissance verte non plus
  • La Terre n’arrive plus à digérer nos déchets, le climat se dégrade

Nous devons notre niveau de vie actuel à l’abondance d’énergie que nous avons connu avec le charbon au 19éme siècle, et le pétrole au 20éme pendant les trente glorieuses. J’ai expliqué dans mon premier papier que c’est l’énergie qui conditionne la prospérité d’une économie, car toute économie est un système physique qui réagit au flux d’énergie qu’il reçoit. Il faut bien voir que l’énergie a ceci de particulier qu’elle est :

  • Omniprésente : elle intervient dans tous les processus de
  • Non substituable : on peut passer de l’électricité, au fioul, au gaz, c’est toujours de l’énergie, même si toutes ces formes n’ont pas les mêmes avantages. La technologie ne remplace pas l’énergie. “La technologie n’augmente pas les réserves, la technologie vide le puits plus vite” (Jean Laherrere expert pétrolier)

Nous devons avoir en tête, la règle suivante : pas d’énergie, pas de production

Ces deux caractéristiques font qu’une pénurie ou un prix élevé de l’énergie ont rapidement des conséquences lourdes sur la société. Déjà pétrole et gaz se font rares et le climat se détériore. La Commission Européenne pousse à remplacer les anciennes énergies, nucléaire inclus, par des énergies renouvelables (ENR). Mais une question se pose : Substituer le renouvelable aux énergies fossiles, va-t-il ou pas, avoir un impact sur notre niveau de vie ?

Une mesure de l’efficacité d’une source d’énergie, le Taux de Retour Énergétique (TRE)

Prenons l’exemple des abeilles. Certaines abeilles ouvrières ont la charge de nourrir la ruche. Pour cela elles vont butiner les fleurs situées pas trop loin. Si cette distance est trop grande l’abeille risque de mourir d’inanition pendant le vol. En deçà de cette distance le nectar récolté par l’abeille ne lui sert qu’en partie à se nourrir. Elle ne garde pas tout pour elle, mais rapporte le surplus à la ruche. Les apiculteurs ont observé que les abeilles butinent les champs fleuris bien fournis, proches de la ruche, plutôt que d’autres moins “rentables”. Elles maximisent le rapport nectar récolté / nectar autoconsommé. C’est grâce à ce gain, que l’abeille est un insecte social et la ruche une société organisée qui pratique comme nous la division du travail. Il y a des abeilles qui s’occupent à d’autres tâches que la recherche d’énergie, comme la confection de nids ou la défense contre les prédateurs.

Un chercheur américain le Dr Charles A. S. HALL a défini un indicateur similaire mesurant le rendement d’une source d’énergie, le Taux de Retour Energétique (TRE) 

TRE = Quantité totale d’énergie produite par une source donnée / Quantité d’énergie investie pour produire cette énergie

NB : l’énergie doit être mesurée en unités physiques (le Joule) pendant tout le cycle de vie de la source. L’énergie investie comprend l’énergie de fonctionnement et maintenance.

C’est un nombre sans dimension compris en général entre 1 et 100. Plus le TRE est élevé plus la source d’énergie est rentable (généreuse).

  • Le TRE doit être supérieur à 1 pour fournir de l’énergie à la société. Pour survivre, un prédateur ne doit pas dépenser plus d’énergie à capturer une proie qu’elle ne lui en fournira !
  • Un TRE de 100 fournit 100 fois l’énergie (cas du pétrole à son début)

La simplicité de sa définition ne doit pas cacher que c’est un bon indicateur du niveau de développement d’une nation. Les besoins humains demandent tous de l’énergie pour être satisfaits. Certains sont impératifs, se nourrir, se loger, prendre soin de ses enfants, etc. Nous devons les satisfaire avant d’autres, moins vitaux. La figure ci-dessous illustre la hiérarchie des besoins d’une société. Ceux du bas doivent être satisfaits avant ceux du haut. Il faut qu’il reste un surplus suffisant d’énergie (et de ressources), pour passer d’une couche à la couche immédiatement supérieure. Il faut un TRE de plus en plus grand pour satisfaire des besoins de plus en plus sophistiqués. Une énergie abondante ne suffit pas, il faut aussi qu’elle soit d’accès facile (TRE élevé), pour libérer davantage de personnes, des “corvées” alimentaires, ce qui leur permettra de développer d’autres activités..

Fig 1 – Taux de Retour Energétique minimal requis selon activité (d’après Jessica Lambert)

La valeur minimale du TRE permettant le maintien du niveau de vie dans une société comme la nôtre est estimé à 15 contre 1 environ.

La baisse apparemment indolore du TRE et la fable de la grenouille

Du TRE on déduit la part d’énergie nette utilisable par la société, par rapport à l’énergie délivrée par la source. C’est (en %) le surplus d’énergie qui reste, une fois enlevée l’énergie investie. Cette dernière a beau avoir été dépensée longtemps avant, il ne faut pas oublier de la “rendre”.

  • Un TRE de 100 correspond à un pourcentage d’énergie nette de 99%,
  • un TRE de 1, à 0%.
  • L’énergie nette est une sorte de hors taxe, le TTC étant ce que fournit la source, l’énergie investie représentant la “taxe” payée à la Nature

La courbe ci-dessous montre la proportion d’énergie nette récupérée en fonction du TRE de sa source. La partie quasi horizontale montre que la décroissance du TRE ne change guère l’énergie nette disponible, tant qu’il reste supérieur à environ 10. En dessous de 10 on tombe dans la zone rouge…

Exemple.

  • Année n, TRE = En investissant 1 baril, on en récupère 99 nets
  • Année n+1, TRE = Avec 1 baril on en récupère 49 nets. Avec 2, 98 soit presque autant que l’année n. La nature nous demande une “taxe” de 2% au lieu de 1%, ça reste indolore. Même chose avec un TRE de 25, la taxe passe à 4%.

Fig 2 – Énergie nette en fonction du taux de retour énergétique.. Avec le temps on s’approche de la zone rouge

Cette situation est trompeuse, comme l’illustre la fable de la grenouille. Selon cette fable (d’un chercheur américain), pour cuire une grenouille vivante, il ne faut pas la jeter dans une eau trop chaude. Elle s’enfuirait en sautant hors de la casserole. Il faut la placer dans de l’eau froide et chauffer l’eau très lentement. La grenouille reste alors placidement dans la casserole ne se rendant pas compte qu’on est en train de la cuire. Quand elle s’en rend compte, c’est trop tard, elle n’a plus la force de sauter.

Cette fable cruelle (et non réaliste) illustre le danger de ne pas prêter attention aux évolutions lentes de notre environnement. Vient toujours un moment où un seuil est franchi et où la catastrophe arrive. Dès que le TRE s’approche de 10 (zone rouge), voire 12, les choses se gâtent. On ne récupère plus que 90 % de l’énergie brute, puis 80%, puis 50%, puis plus rien du tout.

Or cette situation est en train de se produire. Le TRE des énergies fossiles ne cesse de se dégrader. Le TRE des premiers puits de pétrole s’approchait de 100. Il serait d’environ 20, à ce jour mais le pétrole de schiste américain serait plus proche de 2 ou 3… C’est la loi des rendements décroissants de Ricardo. On exploite d’abord les puits peu profonds et proches des lieux de consommation. Ensuite il faut creuser davantage, s’éloigner, ça coûte de plus en plus cher. Il faut extraire plus de pétrole du puits, pour en fournir autant qu’avant à la société, car l’extraction elle-même en consomme de plus en plus… Ainsi que finances, matériaux, personnel, ce qui dans un monde fini en fait autant de moins pour le reste de la société. Le système économique s’épuise à se nourrir!

Le problème est que les énergies renouvelables ont un TRE encore plus faible que les énergies fossiles qu’elles veulent remplacer… Et si leur TRE a été surévalué on va se retrouver dans la zone rouge où la part d’énergie nette tombe en chute libre. Attention ne nous endormons pas comme la grenouille…

Les énergies renouvelable paraissent rentables car elles bénéficient d’avantages réglementaires exorbitants

Non seulement les ENR ont un faible TRE mais on les présente comme la solution quasi miraculeuse à nos problèmes d’énergie. Il n’y a pas de miracle mais des avantages bien réels donnés par la réglementation française et européenne:

  • La priorité d’accès au réseau. Quelle que soit la quantité de renouvelable produit, le Réseau de Transport de l’Electricité (RTE) l’envoie sur le réseau avant toute énergie électrique venant d’autres Ils doivent céder la place… Leur rentabilité chute, la faillite menace.
  • Un MWh renouvelable généreusement subventionné. Actuellement le prix est garanti pour 20 ans autour de 75€/MWh. Prix très supérieur à celui du marché (environ 40€). Auparavant il était garanti sur 15 ans à un prix encore supérieur. Le total annuel des subventions versé augmente fortement chaque année avec la croissance du parc renouvelable et l’effet cumulatif des années précédentes.
  • la défausse sur les autres producteurs du problème de l’intermittence. quand le vent se calme ou que le soleil se cache, les producteurs de renouvelable attendent des autres producteurs qu’ils fournissent l’énergie manquante grâce à leurs centrales pilotables. Position confortable, qui ne leur coûte pas ..

Autres avantages :

  • La dépendance non avouée du renouvelable aux énergies fossiles qu’il prétend remplacer. Les éoliennes sont fabriquées en brulant des énergies fossiles irremplaçables et moins chères : pour le ciment des fondations, pour l’acier du mât, pour fabriquer les pales, les câbles de cuivre, etc. Le transport sur site de l’éolienne est assuré par des camions qui roulent au diesel sur des routes en bitume. L’installation est faite par des grues et des hélicoptères brulant du kérosène…
  • une information fort discrète sur le prix élevé du kWh renouvelable (cf. Allemagne, Danemark) En France, on subventionne le MWh renouvelable au moyen de taxes prélevées sur la facture d’électricité. Mais pour le consommateur, que ce soit à cause du prix du kWh ou de taxes, la facture augmente. Le grand public sait-il que la CSPE qui augmente d’année en année sur sa facture est allé en grande partie dans la poche des exploitants d’éoliennes ?

Cette situation permet au secteur d’affirmer qu’il coûte moins cher que le nucléaire et qu’il ne pollue pas. En réalité il prospère grâce aux énergies fossiles et au nucléaire, qu’il exploite largement sans en payer le prix, ce que les media comme les politiques semblent ne pas voir. Il suffit de regarder le TRE des éoliennes. Au pied du mât selon les auteurs, il évoluerait entre 40 (à mon avis très surestimé) et 20 (chiffre prévu par les études, non confirmé sur le terrain) et chute aux alentours de 10 à la sortie du compteur, car il faut prendre en compte le coût de l’intermittence. Un TRE de 10 est inférieur au seuil qu’exige une société complexe comme la nôtre…

Dépendante des énergies fossiles et de subventions, la production d’électricité renouvelable n’est pas extensible à grande échelle. Au fur et à mesure qu’elle croît, elle scie la branche sur laquelle elle est assise.

La réglementation doit changer : ne plus subventionner le MWh renouvelable, limiter l’obligation d’achat (priorité d’accès au réseau) à un certain seuil. Mieux protéger les riverains des éoliennes. S’affranchir complètement des énergies fossiles.

Alimenter notre pays en énergie 100% renouvelable fera chuter notre niveau de vie

Pour la clarté de mon exposé, je prends un scénario extrême, l’énergie est à 100% renouvelable. Je passe sous silence le processus qui nous y a conduit… Ce scénario n’est durable que si l’énergie servant à fabriquer et entretenir éoliennes et capteurs solaires est elle aussi renouvelable (on en est loin !). Les centrales nucléaires ont été fermées. Il n’y a plus ni gaz ni gazole que ce soit pour se chauffer ou pour rouler. Tout ce qui a besoin d’énergie a été électrifié. Toute l’énergie est fournie par de l’électricité renouvelable.

La réglementation actuelle est tombée d’elle-même. L’avantage de la priorité d’accès du renouvelable au réseau disparait puisqu’il est seul ! Les subventions disparaissent pour la même raison. S’appuyer sur les autres fournisseurs pour gérer l’intermittence n’est plus possible, il n’y a plus “d’autres”.

Conséquence les producteurs d’électricité renouvelable doivent se doter de moyens de stockage et y stocker leur propre énergie. Je fais l’hypothèse que le stockage se fait sous forme d’hydrogène, solution qu’on présente comme “l’énergie” du futur (un autre moyen de stockage ne change pas le raisonnement). Petit rappel : l’hydrogène n’est qu’un vecteur d’énergie permettant le stockage et le transport de l’électricité qu’il faut bien produire avant…

Notre système électrique du futur comprendrait donc

  • un très grand nombre d’éoliennes et de capteurs photovoltaïques, de barrages, capables de fournir toute l’énergie du pays en électricité, et en hydrogène (pour les engins lourds, camions, tracteurs, engins de chantiers, cargos, ).
  • un réseau RTE renforcé (pour passer les pointes)
  • un réseau de production/stockage/transport d’hydrogène et de piles à combustibles. Le rendement de bout en bout de cette filière n’atteint pas 30% (électrolyse, compression, liquéfaction, transport, gazéification, production d’ électricité)

Tout cela représente des dépenses considérables en Euros et en énergie (surtout fossile), aussi bien en investissement qu’en fonctionnement. Et rien ne dit qu’on aura autant d’énergie qu’actuellement. Quel peut être le TRE de ce système ? 12 ? 10 ? moins ?

Je reprends la hiérarchie de nos besoins représentée par la figure 1. Un TRE inférieur à 14 signifierait un renoncement au moins partiel aux activités culturelles, artistiques, voire de loisir. Un TRE inférieur à 12 signifie un système de soin moins technologique et moins universel. On ne soigne plus tout le monde… Un TRE inférieur à 10 implique moins d’élèves, moins d’étudiants dans les écoles et universités. On observera qu’avec la pandémie de COVID, nous avons un aperçu de cette situation, mais elle n’est que temporaire. Dans une société disposant de moins d’énergie, la situation serait durable sans perspective. Du moins si on ne fait rien.

Un sursaut et un changement de nos comportements paraissent nécessaires pour nous adapter à cette nouvelle donne. Par exemple nous pouvons choisir de moins dépenser en vêtements, en nourriture, en transport, pour investir davantage dans l’Ecole, dans l’Hôpital. Manger moins de viande, posséder une voiture plus petite, moins s’en servir, ne pas coller à la mode, sont des comportements souhaitables et à notre portée. Il faut aussi que les politiques s’attellent à la réduction des inégalités. Quand les ressources se font rares, il n’est pas sain que les uns aient (presque) tout et les autres (presque) rien.

On peut alléger les contraintes du scénario 100% renouvelable, en conservant 50% de nucléaire dans le réseau, et le gaz dans l’industrie et le transport de marchandises mais avec séquestration du CO2. Cela n’améliore guère les choses. Le nucléaire aura un facteur de charge trop faible pour être rentable : ne fonctionner que pendant les creux du renouvelable est une solution de riche. Quant au gaz, de plus en plus cher à extraire, son TRE sera très bas, séquestrer le CO2, technologie non mature et chère, le fera encore baisser. La situation n’est pas vraiment meilleure…

Selon les standards actuels, une énergie 100% renouvelable conduira à une baisse de notre niveau de vie

Conclusion

Remarque préliminaire : faut-il vraiment croire ces mauvaises nouvelles ?

Le raisonnement ci-dessus n’a qu’une valeur théorique. Il s’appuie sur une évaluation de l’efficacité des ENR, peut-être trop pessimiste. Certes, le pire n’est jamais sûr et on peut toujours espérer que les inventions futures nous sauveront… Mais pendant que nous espérons, la grenouille s’endort dans son jus….

 J’ai écrit ce papier pour corriger le discours des politiques qui présentent les énergies renouvelables comme La solution au remplacement des énergies fossiles carbonées, solution qui serait sans conséquences fâcheuses sur notre vie quotidienne. Ce serait comme d’habitude, “Business as usual”.

Sauf que ça ne sera pas le cas. Il y aura un prix à payer : changer notre façon de vivre. Ces énergies ne permettront pas de maintenir notre niveau de consommation actuel, qu’on appelle abusivement niveau de vie. Or ce changement n’est jamais évoqué par les politiques. C’est un mensonge par omission…

Nous sommes peut-être en train de vivre sans le savoir, le début de la fin de la société de consommation. Ce n’est pas dramatique. Être un consommateur effréné, harcelé par la publicité, dans un monde de marchands soumis à une prétendue concurrence libre et non faussée, est-ce vraiment la vie idéale dont nous rêvons ?

A nous de trouver par quoi remplacer la consommation sans fin de “choses” comme source de bien-être. Commençons par relire Les choses de Pérec et écouter la chanson de Boris Vian, la complainte du progrès.

𝗭𝗼𝗻𝗲 𝗮̀ 𝗙𝗮𝗶𝗯𝗹𝗲𝘀 𝗘́𝗺𝗶𝘀𝘀𝗶𝗼𝗻𝘀 : donnez votre avis jusqu’au 24 Septembre

La Zone à Faibles Émissions métropolitaine (ZFE-m) vous concerne !

Les émissions provenant du trafic routier sont l’une des principales sources de pollution en ville. Fontenay-aux-Roses s’engage avec la Métropole du Grand Paris pour améliorer la qualité de l’air en participant à la mise en place de la deuxième étape de la Zone à Faibles Émissions métropolitaine à l’intérieur du périmètre de l’A86.

Du 1er au 24 septembre, une consultation citoyenne est ainsi lancée sur ce sujet avant une prise d’arrêté en novembre, tenant ainsi compte des avis des habitants. Le dossier de consultation est disponible sur https://zfe-planclimat-metropolegrandparis.jenparle.net/

Bon à savoir : la mise en place de la ZFE-m s’accompagne de dispositifs d’aides au renouvellement des véhicules.

En savoir plus : www.zonefaiblesemissionsmetropolitaine.fr

Le changement climatique la transition énergétique et notre mode de vie. Partie 7 : manger ou conduire ?

SP95, SP95-E5, SP95-E10 : ils ont mis de l’alcool dans le Super

 Sur les trappes à essence de nos voitures on trouve l’indication E5, E10. Même chose sur les pompes à essence, le plus souvent précédé de SP95.

Les sigles E5 et E10 signifient que le super SP95 contient entre 5 et 10% d’éthanol. Le prétexte de cet ajout est qu’il rendrait le super moins nocif pour la planète. Inutile de dire que je n’y crois pas une seule seconde. J’explique pourquoi dans la suite de cet article.

L’agriculture moderne est dopée à l’énergie fossile, elle ne peut pas produire d’énergie renouvelable

 Petros Chatzimpiros chercheur à Paris-Diderot a étudié l’évolution de l’agriculture française, qu’il appelle “ferme France”, depuis la première guerre mondiale jusqu’à nos jours. Il s’est surtout intéressé à sa consommation d’énergie. La ferme France est passée de l‘autosuffisance énergétique jusque vers 1920, à un usage croissant d’énergie fossile ensuite, pour devenir massif de nos jours. Il qualifie même cet usage, de dopage à l’énergie fossile.

Cette analyse n’est pas étonnante. Il suffit de se souvenir que même au début des années 50, il y avait encore en France des chevaux de trait dans de nombreuses fermes. Le fourrage produit par la ferme servait d’énergie primaire, transformée par les animaux en force musculaire, que le fermier utilisait pour tracter ses machines agricoles (charrue, herse, charrette, etc.), alors dépourvues de moteur. Pas besoin de gazole. Pas besoin non plus d’acheter des engrais chimiques, le fumier et la pratique de la jachère suffisaient à maintenir la fertilité du sol.

Les choses ont commencé à changer après la deuxième guerre mondiale. Les tracteurs et autres moissonneuses-batteuses ont remplacé les chevaux et les boeufs. Les engrais chimiques ont fait exploser les rendements agricoles. Mais la contrepartie de ces “progrès” est une consommation massive d’énergie fossile : directe sous la forme de carburant pour les tracteurs et autres engins, l’irrigation, le chauffage des serres, etc, mais aussi indirecte sous la forme notamment des engrais fabriqués dans le monde au prix d’une consommation massive d’énergie pas chère.

En comparant l’énergie consommée (directe et indirecte) par la ferme France, à l’énergie qu’elle produit (la biomasse), Petros Chatzimpiros est arrivé à ce constat : la ferme France abuse d’énergie fossile. Son modèle n’est pas viable.

 Le fermier de 1900 fait mieux que le fermier de 2000.!

Alors prétendre faire produire par cette agriculture, du carburant pour nos voitures, plutôt que de la nourriture pour les gens, n’est pas une solution. Elle dépend trop de la disponibilité d’ énergies fossiles. C’est une “solution” qui n’est qu’un leurre.

Le cheval de trait fait mieux que le moteur thermique

 Le dessin ci-dessous illustre cette affirmation (inspirée des publications de P. Chatzimpiros).

Les végétaux stockent l’énergie solaire qu’ils reçoivent, dans la matière végétale dont ils sont constitués. C’est ce qu’on appelle la biomasse. C’est un stock d’énergie. Comme l’énergie se conserve (1er principe de la thermodynamique) il est possible de la transformer en énergie mécanique :

  • grâce à la force musculaire d’un animal consommant la biomasse comme nourriture,
  • ou en produisant de l’alcool (éthanol), par exemple par fermentation naturelle de végétaux, utilisé comme carburant d’un moteur thermique.

Dans les deux cas le rendement de bout en bout (biomasse – > énergie mécanique) est quasiment le même… Etonnant non ?

La situation est encore plus défavorable au moteur thermique si on prend en compte le coût de production de la biomasse. Le cheval peut se nourrir de l’herbe des prairies qui pousse naturellement. Ce n’est pas le cas du moteur thermique qui a besoin que des agriculteurs produisent des cultures, que des industriels les transforment en carburant, et fabriquent des tracteurs. Tout cela exige du travail humain, de l’énergie (fossile) et des terres fertiles (donc de l’engrais)…

Pas sûr qu’il y ait au final plus d’énergie dans les agrocarburants, qu’on en a dépensé pour les produire. Pas sûr non plus que ce carburant d’origine agricole soit plus “vert” que le super classique…

Le faible gain énergétique de la production d’éthanol agricole et sa grande dépendance à l’énergie fossile montrent l’incongruité de cette production. Mais le pire est la concurrence qu’elle introduit dans l’usage des terres agricoles, entre la production de nourriture, et la production (vraiment ?) de carburant. En raison de la raréfaction inéluctable des sources d’énergie fossile, il y a un risque d’accaparement des terres agricoles par la filière agrocarburant. C’est le cas au Brésil, où les petits fermiers chassés de leurs (bonnes) terres se replient sur l’Amazonie. La France et au delà l’Europe, grosse importatrice d’énergie fossile de plus en plus rare (et condamnée par le besoin de protéger le climat), n’est pas à l’abri de ce risque.

Comment en est-on arrivé là ?

Une réglementation perverse et dangereuse pervertit l’agriculture en pourvoyeuse de carburant

 Le secteur agrocarburant se développe, alors qu’il consomme trop d’énergie pour être durable et rentable. Or il semble être rentable. Comment est-ce possible ?

Cela résulte d’une réglementation volontairement favorable aux agrocarburants ignorant les lois de la physique, comme le montre le dessin ci-dessous.

On voit, en suivant les flèches noires que le carburant E5 ou E10, n’est obtenu qu’en consommant d’abord beaucoup d’énergie fossile :

  • indirectement à travers l’achat d’engrais chimiques (produits à partir de pétrole),
  • sous forme de gazole pour le tracteur, et autres engins
  • dans la transformation de la biomasse en alcool,
  • dans l’acheminement de l’éthanol jusqu’aux unités de production de SP95-E5 ou E10.
  • Enfin je rappelle qu’environ 2/3 de cette énergie est dissipée en chaleur par le moteur thermique de nos voitures…

Comme je l’ai déjà expliqué la production d’agroéthanol est d’un rendement trop faible pour être intéressante sur le plan énergétique. Pourtant les flèches rouges (flux financier) montrent qu’entre les recettes et les dépenses, il y a un gain. Cette affaire est donc rentable.

La rentabilité financière ne s’explique que parce que les gouvernements européens ont créé un marché captif pour ce produit en légalisant son ajout à l’essence de nos voitures. D’où la normalisation des appellations SP95-E5 et SP95-E10 par l’Union Européenne. L’agroéthanol bénéficie ainsi de vastes débouchés. De plus, moins taxé que les produits pétroliers, il se vend à bon prix pour le producteur. On ne peut pas non plus écarter l’efficacité du lobbying des betteraviers et autres producteurs de sucre, pour faire valoir leurs intérêts.

Tout ça sous prétexte que le SP95-E5 ou -E10 serait moins cher, et moins polluant. Ce qui reste à démontrer.

Voilà comment on encourage par intérêt, idéologie et mépris des réalités, déforestation, détournement d’usage des terres agricoles, et maintien de nos modes de vie extravagants. Or c’est la sobriété qui devrait être la priorité des gouvernants comme des citoyens. Il faut croire que la sobriété n’est pas séduisante.

Daniel Beaucourt

Le changement climatique la transition énergétique et notre mode de vie. Partie 6 : Les limites du renouvelable

Des panneaux solaires, des éoliennes : pour quoi faire ?

Ce titre provocateur pose la question de pourquoi installer des éoliennes et des capteurs solaires en France, où nous ne manquons pas d’électricité et où celle-ci est décarbonée à 93%.

De plus l’électricité ne représente que 30 à 40 % de l’énergie primaire consommée
en France. Pétrole et gaz sont largement majoritaires. Je rappelle que le transport est un gros émetteur de CO2. Pour réduire nos émissions de CO2, des choix autres que
s’attaquer à la production d’électricité seraient plus efficaces.

Les panneaux solaires peuvent servir à produire de l’eau chaude sanitaire. Il est plus
efficace de transformer l’énergie solaire en chaleur qu’en électricité. Tout se passe en
local, le stockage d’énergie se fait sans batterie de façon naturelle dans le ballon d’eau
chaude. Je m’étonne qu’on encourage pas plus les chauffe-eaux solaires en France.
Quelques m2 suffisent pour produire l’eau chaude de toute une famille. L’installation est à la portée de tout artisan sérieux.

Les éoliennes servent à produire de l’électricité. La question qui se pose est donc la
suivante : déploie-t-on des éoliennes car pour combler un manque, ou pour remplacer des moyens de production indésirables (polluants, vétustes, chers, dangereux, etc.), ou pour d’autres raisons ?

B. Durand et JP Riou experts en énergie (aspofrance.org) estiment que l’éolien ne sert à rien du tout (sic) en France, pays qui produit déjà son électricité en quantités suffisantes sans avoir recours ou presque aux combustibles fossiles grâce à l’hydroélectricité et/ou au nucléaire. A vérifier…

J’ai rappelé dans mon article précédent que la Commission Européenne (CE) imposait
aux pays de l’Union une part minimale (20% en 2020) de renouvelable (éolien et solaire) dans leur mix électrique. La France obéirait donc simplement aux injonctions de la CE. Ce qui n’est pas glorieux. Elle aurait dû mieux négocier pour conserver sa souveraineté.

Déployer du renouvelable électrique dans notre pays ne réduira pas nos émissions de
CO2. Avec la fermeture de Fessenheim, on remplace une énergie non carbonée par une autre… On devine des raisons politiques derrière les éoliennes. Il est plus facile de “vendre” du renouvelable aux écologistes anti nucléaires que de s’attaquer au secteur automobile et à ses SUV, très émetteur de CO2.

Remplacer le nucléaire par des éoliennes ?

Il semble que le Gouvernement français soit de plus en plus réticent à conserver son
énergie nucléaire (Flamanville ne peut que faire douter) et soit plutôt enclin à augmenter massivement la part du renouvelable électrique en France. RTE et l’AIE ont lancé des études de faisabilité technique de différents scénarios allant jusqu’à 100% de renouvelable vers 2050. Le vieillissement du nucléaire en France, pose le problème inéluctable à terme (2030 et au delà) de son renouvellement ou de son remplacement.

Les moyens de production décarbonés d’électricité sont peu nombreux : nucléaire, renouvelable, ou les deux. A ce jour on prévoit 50% maximum de nucléaire en 2035, donc au moins 50% de renouvelable. Comme je l’explique plus loin, cet objectif de 50% ne sera pas facile à tenir.

Le renouvelable exige des investissement financiers massifs

Les arguments avancés en faveur du renouvelable sont le faible coût du MWh produit et l’absence d’émission de CO2. Mais “on” oublie de dire que ce coût est mesuré au pied du mât. Or ce n’est pas là qu’on a besoin d’électricité, c’est au point de livraison (PDL) là où est notre compteur.

Il y a en effet une longue chaine logistique entre le point de production d’électricité et le
point de consommation de celle-ci. Les coûts de cette chaine sont loin d’être imputés à
l’éolien ou au solaire, comme ils devraient l’être. La plus grosse partie est supportée par le reste du système électrique, réseau, autres producteurs. Voyons en quoi consiste cette chaine.

Il faut construire (en fait importer) les éoliennes, les transporter sur site, les installer

Le coût d’une éolienne installée est d’environ 1,5 M€/MW. Les 18 000 MW actuels
représentent un investissement financier déjà consenti d’environ 30 Milliards €. A cette
somme il faut ajouter les investissements dans le solaire, ce qui double la somme. C’est
considérable et ce n’est pas fini. L’Allemagne très volontariste a déjà dépensé 500 Md €
en renouvelable pour un gain décevant en terme de CO2 évité et prix du kWh. Ne l’imitons pas. L’Allemagne est un pays industriel qui exporte, bien plus riche que la France…

Il faut raccorder les éoliennes au réseau électrique
Comme les éoliennes se trouvent réparties sur tout le territoire, elles se situent loin du
réseau THT. C’est beaucoup de tranchées à creuser, de câbles de cuivre à poser, de
transformateurs à ajouter au réseau. Avec le renouvelable le “premier kilomètre” coûte
très cher. Et il y en a beaucoup !

Il faut renforcer le réseau
La puissance électrique éolienne est très importante quand le vent souffle fort. Le réseau doit être capable de transporter ce nouvel afflux d’énergie. Les tronçons se trouvant entre les régions à forte concentration d’éoliennes et les grandes villes, doivent donc être renforcés. Ces renforcements coûtent très cher (très haute tension).

Il faut compenser l’intermittence du renouvelable : encore des investissements
Le qualificatif d’intermittence, est consacré par l’usage mais ne reflète pas correctement la réalité. Il laisse entendre qu’une éolienne est soit à l’arrêt, soit en marche, délivrant une puissance électrique constante dès qu’elle tourne. Ce n’est pas exact. La puissance d’une éolienne varie comme le cube (puissance 3) de la vitesse du vent. Quand la vitesse du vent est divisée par 2, l’éolienne produit 8 fois moins d’énergie. Et nous n’avons aucun moyen d’agir sur la vitesse du vent… Il est plus correct de dire que l’éolien est une énergie variable ou fluctuante et surtout non pilotable. C’est Dame Nature qui commande.
Je recense plus loin les solutions tentant de répondre au problème de l’intermittence. Toutes exigent de lourds investissements.

Plus il y a de renouvelable, plus il faut le subventionner
C’est le résultat du fonctionnement du marché de gros de l’électricité. Éolien et solaire
produisent indépendamment de la demande. Quand il y a trop d’offre le prix du MWh
s’effondre et devient inférieur au coût de production. Le prix peut même devenir négatif. La rentabilité du renouvelable s’effondre inéluctablement dès qu’il atteint 30 à 40% du mix électrique (il inonde le marché d’une électricité inutile). C’est pourquoi les états le
subventionnent. Et généreusement en France (voir mon article précédent)… Ces
subventions ne profitent jamais au citoyen-consommateur car la chute des prix de gros ne se répercute pas sur les prix de détail.

Le CO2 condamne le pétrole, l’intermittence renchérit le renouvelable
Dans un réseau électrique il faut assurer à tout instant l’égalité production = consommation. Sinon le réseau s’écroule, comme c’est arrivé en France en décembre
1979. Comment assurer cet équilibre avec des moyens non pilotables comme l’éolien ?

Le foisonnement : installer plus d’éoliennes sur un territoire plus grand
Guy Béart chantait “Il fait toujours beau quelque part”. Le producteur éolien affirme qu’il y a toujours du vent quelque part : sur un grand territoire, s’il n’y a pas de vent ici, il y en a là-bas. Il y aurait donc toujours un nombre suffisant d’éoliennes pour répondre à la
demande. Le hic c’est que ça ne marche pas, l’Europe est trop petite ! Le foisonnement
conduit à des dépenses somptuaires pour un gain dérisoire : tout ça pour ça !

Compter sur les pays voisins
Cela marcherait si la France était seule à disposer d’une électricité renouvelable
intermittente, entourée de pays équipés de centrales pilotables (carbonées ?). Et encore à condition de disposer d’interconnexions aux frontières, de capacité suffisante, qu’il faudrait probablement renforcer. Encore des capitaux à engager… Dans la réalité, poussés par la CE, tous les pays européens s’équipent d’éoliennes et auront tous en même temps les mêmes besoins. Compter sur son voisin sera comparable, quand son bateau coule, au naufragé qui s’accroche à un autre naufragé car il n’y a pas de canot de sauvetage !

Stocker
L’électricité se stocke mal. C’est connu depuis longtemps. Cela n’empêche pas les
journaux grand public de publier régulièrement que ça y est, on a trouvé La solution :
batteries (forcément de nouvelle génération), hydrogène (une énergie inépuisable selon
l’Obs), barrage d’altitude, etc. (pour en savoir plus voir connaissancedesenergies.org). La vérité c’est que ces systèmes sont loin de l’échelle industrielle du stockage dont on a
besoin. Avec un fort taux de renouvelable, le besoin en stockage d’électricité se compte en semaines de consommation nationale, et aussi en Méga-Euros ! On est loin du compte et dans les 10 ans qui viennent les experts ne voient venir aucune rupture technologique.

Passer le relais à des centrales pilotables en attente
Tant que le taux de renouvelable est faible (<20%) les autres centrales (pilotables) sont
suffisamment nombreuses et modulables pour compenser la variabilité du renouvelable. Au delà, il faut disposer d’une réserve de puissance sous la forme de centrales pilotables en attente. Si on élimine le nucléaire dont ne veulent ni l’Allemagne, ni la CE, alors ce sera nécessairement des centrales à combustible fossile carboné…

De fait, cela revient à plus que doubler la puissance installée : d’un côté des éoliennes et du solaire, de l’autre des turbines à gaz (temps de réponse rapide, combustible moins catastrophique que le charbon…). Encore des investissements pharaoniques ! Encore du CO2 émis.
Et ce n’est pas tout, il faut subventionner ces centrales car ne pouvant, la plupart du
temps, écouler leur production, la priorité d’accès au réseau étant donné au renouvelable, leur rentabilité s’effondre. Comme le système ne peut se passer d’elles dès que le vent faiblit, on assure leur survie en les subventionnant. En France ces subventions sont pudiquement désignées sous le nom de marché de capacités, plus présentable.

Piloter la demande !
Le principe est simple quand la demande continue de croitre sans que l’offre n’arrive à
suivre alors il faut réduire la demande… On parle de flexibilité de la demande, en clair de coupures... Elles peuvent être consenties, en échange d’une contrepartie (ristourne sur la facture), ou imposées autoritairement (délestage). Des dispositifs existent déjà :
effacement, heures creuses (HC). Dans l’effacement un industriel s’engage à baisser
fortement sa consommation sur demande de son fournisseur. Nos chauffe-eaux sont
automatiquement coupés quand on sort de la période HC.
Ces dispositifs peuvent être enrichis. Le compteur Linky permet aux opérateurs de couper à distance de façon sélective (et quelle que soit l’heure) jusqu’à 8 circuits, par exemple, chauffe-eau, chauffage, borne de recharge, prises électriques banalisées, etc. On peut aussi imaginer un prix du kWh variable augmentant fortement avec la demande. Reste à voir comment avertir le client, et comment il pourrait répondre à ce signal.
Le risque d’être coupé souvent et longtemps dépend du taux de pénétration du
renouvelable dans le bouquet électrique. Un fort taux expose à un fort risque…

Conclusion
Produire de l’électricité avec du vent et du soleil est une idée séduisante. Ce n’est pas
polluant (vraiment ?), on comprend comment ça marche (sûr ?). Vent et soleil sont
gratuits. Mais le diable est dans les détails. Des détails qui grossissent vite quand on veut injecter beaucoup de renouvelable dans le réseau. Si on reste raisonnable on peut tirer les meilleurs avantages du renouvelable. Au delà d’un certain seuil (20 à 25%), l’aventure coûte cher, prix du kWh élevé, coupures, nuisances visuelles et sonores. Mieux vaut être prévenu. Mais le sommes-nous vraiment ?

Daniel Beaucourt

Loi climat : sur Twitch, des députés organisent 80 heures de « débat sans filtre »

Pour contester «l’immobilisme» du projet de loi climat, débattu à l’Assemblée nationale depuis le 29 mars, une dizaine de députés de sensibilité écologiste ont lancé sur la plateforme Twitch 80 heures de débat «sans filtre» avec des ONG, des membres de la Convention citoyenne et des scientifiques.

Accessible sur la chaîne DebatSansFiltre sur la plateforme de live streaming, leurs 80 heures de débats calquées sur les trois semaines de discussions au Palais Bourbon

Toutes les thèmes et les propositions de la Convention Citoyenne sur le Climat sont abordés.

Chaque vidéo est visible en différé : https://www.twitch.tv/debatsansfiltre/videos?filter=archives&sort=time

Il est encore possible de participer à la votation citoyenne sur l’eau jusqu’au 13 Avril !

Votation citoyenne du 22 mars au 13 avril

Ouverte à tous, dès 16 ans

« Êtes-vous favorable à l’inscription dans la constitution française du droit à l’eau et l’assainissement, à protéger l’eau et à interdire son accaparement par les multinationales ? »

Pour participer : https://eau.vote/

 

Le changement climatique la transition énergétique et notre mode de vie. Partie 5 : : le coût exorbitant du soutien au renouvelable en France

Préambule : cet article résume les avis d’organismes gouvernementaux sur les aides apportées à l’électricité d’origine éolienne ou solaire (noté simplement renouvelable dans cet article), Cour des Comptes, CRE, IGF (Inspection Générale des Finances). J’ai découvert l’énormité des sommes en jeu à la lecture de ces documents.

Une production électrique renouvelable qui décolle

Il n’y a pas d’éoliennes et très peu de capteurs solaires à Fontenay-aux-Roses mais nous avons de l’électricité renouvelable dans nos prises électriques. Et cela se voit dans nos factures avec la CSPE…

Le bilan dressé par RTE pour 2020 est le suivant :

La puissance installée du renouvelable (au sens éolien + solaire) est déjà importante. L’éolien est en troisième place derrière le nucléaire et l’hydraulique. Sa production commence à être significative mais elle n’atteint pas le seuil des 10%.

Le nombre d’éoliennes ressemble à un secret bien gardé…

 On trouve sur n’importe quel site parlant d’énergie électrique renouvelable des chiffres sur la production éolienne en France exprimée en MWh mais jamais en nombre d’éoliennes.

Le site sitesetmonuments.org préoccupé à juste titre par la protection des paysages, évalue à 15000 le nombre d’éoliennes en 2028, contre environ 8000 en 2018 et s’inquiète pour la suite. Il craint qu’en tout endroit du Territoire, il y ait toujours une ou plusieurs éoliennes, pour polluer visuellement le paysage.(les mâts les plus hauts dépassent 200m).

Pour recouper ce chiffre, on peut faire une estimation en divisant la puissance éolienne installée (effective ou prévue) par la puissance unitaire des éoliennes (tableau ci-dessous) :

On voit que le chiffre de 15000 éoliennes n’est pas aberrant à l’échéance 2028, car elles n’atteindront pas toutes 5 MW. On voit aussi que l’énergie éolienne utilise en réalité 2 ressources : le vent, et la surface au sol. On dit que c’est une énergie diffuse.

A raison de 1 km2 au sol par éolienne, 10 000 éoliennes occuperaient 10 000 km2, soit un carré de 100 km de côté. A comparer aux 12 000 km2 de l’Ile de France.

Des scénarios sont à l’étude par RTE dans lesquels le mix électrique comprendrait de 50 à 100 % de renouvelable (produit). Ce qui multiplierait par 5 ou10 le nombre d’éoliennes d’aujourd’hui (de même puissance) … C’est quand même beaucoup !

Les objectifs fixés par la Commission Européenne (CE)

 Le déploiement de cette puissance renouvelable n’est pas du au hasard. C’est le résultat de la volonté politique de la Commission Européenne (CE), et de celle du Gouvernement français. En 2008 la CE a défini le paquet 3 fois 20 à échéance 2020:

  • 20 % d’énergie renouvelable dans le mix énergétique de l’UE
  • 20 % de réduction des gaz à effet de serre (GES)
  • 20 % de gain en efficacité énergétique

En 2018 la CE renforce l’objectif renouvelable à 32 % :

Analysons ces directives.

  • Imposer 20 ou 32 % de renouvelable n’est pas un objectif mais un moyen (normalement laissé au libre choix de chaque pays) que la CE impose pour réduire les émissions de GES sans s’assurer que c’est une bonne solution (j’en reparlerai dans le prochain article)
  • Imposer une réduction relative (-20 %) de GES n’a pas de sens au niveau européen. Certains pays (France, Norvège, Suède) ont déjà une énergie très décarbonée) d’autres ont une énergie fortement carbonée (Allemagne). Le bon objectif aurait été de définir une cible exprimée en CO2/kWh, propre à chaque pays.
  • Imposer une meilleure efficacité énergétique est une bonne chose

La déclinaison des objectifs européens par la France

La France a repris ces objectifs sans se rendre compte qu’elle se tirait une balle dans le pied en y ajoutant la baisse du nucléaire jusqu’à 50% maximum de son mix électrique L’objectif initial fixé en 2025 est impossible à tenir selon RTE d’où un report à 2035, ce qui reste quand même un pari risqué car le renouvelable est une énergie fluctuante qui exige la présence de centrales pilotables pour assurer l’équilibre offre-demande.

Comment peut-on espérer réduire nos émissions de GES (seul moyen de protéger le climat) en remplaçant une énergie non carbonée par une autre également non carbonée mais non pilotable par dessus le marché ? Et en affaiblissant un des derniers avantages compétitifs historiques que la France possède encore (pour combien de temps ?), son électricité nucléaire… Ce qui fait que la La Cour des Comptes formule dans son rapport de 2008, la recommandation suivante :

”  définir une stratégie énergétique cohérente entre les objectifs de production d’énergies renouvelables électriques et l’objectif de réduction de la part de l’énergie nucléaire dans le mix ; “

Producteur d’ENR en France : une rente ?

La France :

  • impose (comme l’Europe) que l’électricité éolienne ou solaire soit injectée en priorité dans le réseau, donc vendue avant toutes les autres
  • réglemente le tarif d’achat du MWh renouvelable en offrant à ses fournisseurs un prix garanti très avantageux car supérieur au prix du marché.

Conséquence : l’Etat offre une rente aux producteurs d’électricité solaire ou éolienne.. Quel industriel peut rêver mieux que d’écouler de façon certaine toute sa production, à un prix avantageux garanti par l’Etat dans la durée (15 ans).

Fort heureusement un changement de réglementation est intervenu vers 2015 atténuant (sans plus) ces avantages.

Le vent est gratuit mais l’électricité éolienne est chère

 De même le soleil est gratuit mais l’électricité solaire est chère…

L’ EIA (Energy Information Administration) fait état d’une augmentation de 43 % du kWh en Europe entre 2008 et 2014. En Europe, c’est l’Allemagne et le Danemark qui ont le kWh le plus cher. Ces deux pays sont aussi ceux comptant le plus grand nombre d’éoliennes. En France l’INSEE chiffre l’augmentation des factures d’électricité à 50 % entre 2007 et 2020. Cette forte augmentation est due à la croissance incontrôlée de la CSPE qui finance précisément le développement des énergies renouvelables (voir figure ci-dessous, source CRE (via Wikipedia).

Comme l’Etat s’engage à aider les producteurs d’ENR pendant 15 ans, les aides se cumulent. (voir figure ci-dessous, source Cour des Comptes) atteignant plus de 7,5 Milliard d’Euros en 2025. Je vous laisse faire le calcul en cumulé.

Il est clair qu’en définitive ce sont des dizaines de milliards d’Euros que l’Etat dépense dans le soutien aux ENR. Tout ça pour faire augmenter les factures d’électricité des citoyens français et risquer des ruptures d’approvisionnement… Cette énorme quantité d’argent est-elle bien dépensée ?

Je laisse la Cour des Comptes répondre :

“En France, la somme des dépenses publiques de soutien aux EnR est estimée pour 2016 à 5,3 Md€. Cette mobilisation financière va connaître une progression forte : si la France réalise la trajectoire qu’elle s’est fixée, les dépenses relatives aux EnR électriques pourraient ainsi atteindre 7,5 Md€ en 2023”

Concernant l’émergence d’industriels français capables d’exporter dans le monde entier des solutions complètes d’ENR (éoliennes, capteurs solaires, etc.) elle écrit :

“la France n’est en effet pas parvenue à se doter de champions dans ce secteur. (…) Ce bilan industriel décevant doit être mis en regard des moyens considérables qui sont consacrés au développement des énergies renouvelables”

Les capteurs solaires viennent d’Asie, les éoliennes sont importées malgré quelques niches technologiques occupées par une poignées d’entreprises installées en France parfois à capitaux étrangers…

La Cour des Comptes poursuit :

“Les soutiens octroyés par l’État se sont aussi avérés disproportionnés (…) pour le photovoltaïque par exemple, les garanties accordées avant 2011 représenteront 2 Milliard d’Euros par an jusqu’en 2030 (soit 38,4 Md€ en cumulé) pour un volume de production équivalent à 0,7 % du mix électrique.”

La Cour souligne aussi que comme les aides proviennent en grande partie de la CSPE uniquement payée par les consommateurs d’électricité, cette énergie décarbonée se trouve pénalisée face aux énergies fossiles polluantes non assujetties à cette taxe… C’est le contraire de l’objectif recherché !

La Cour des Comptes n’est pas le seul organisme à faire cette analyse. la CRE et l’Inspection Générale des Finances font un constat encore plus sévère :

  • Tarifs d’achat trop attractifs (nettement supérieurs à ceux de la plupart des autres pays, et au coût effectif de production en forte baisse),
  • cumul des avantages fiscaux (déductions d’impôt sur le revenu, déductions ISF-PME, aides des collectivités locales) avec les tarifs d’achat, le tout débouchant sur une rentabilité excessive des projets (TRI souvent supérieur à 20 %),
  • fort déficit de la balance commerciale dans le domaine : 800 M€ en 2009 (soit 2 % du déficit commercial français)
  • faible efficacité de ces aides, aussi bien en termes de réduction d’émissionsde CO2 que de création d’emplois.

Un bilan sidérant…

Je ne discute pas de l’intérêt de produire une part de notre électricité au moyen d’éoliennes ou de capteurs solaires, mais pourquoi avoir fait un pont d’or aux producteurs du domaine, au détriment des consommateurs réduits à subir et à payer les taxes qu’on leur impose. Prendre des risques et investir n’est-ce pas le métier de tout entrepreneur ?

Comment en est-on arrivé là ? Incompétence, aveuglement, naïveté, conflit d’intérêt, entêtement idéologique ? Je crois que le manque de culture technique et scientifique des négociateurs de l’Etat (combien sortent d’une école d’ingénieurs?) les affaiblit dans leur négociation avec les industriels. Ils cèdent trop facilement à leurs exigences car le monde technique leur est étranger. Ils ne risquent rien personnellement, ce n’est pas leur argent qui est en jeu…

Dans le prochain article je parlerai des difficultés (en fait impossibilité) à faire massivement augmenter la part d’ENR intermittentes dans un réseau électrique sans stockage à l’échelle industrielle, sans carbone, sans nucléaire.

Daniel Beaucourt

Le changement climatique la transition énergétique et notre mode de vie. Partie 4 : la transition énergétique et nos voitures

Pourquoi le pétrole est une énergie “irremplaçable”

 Le pétrole présente des qualités qu’on ne retrouvera peut-être jamais dans d’autres sources d’énergie. Pourtant à cause du changement climatique et du pic pétrolier (voir mes articles antérieurs) il va falloir s’en passer…

Quels sont ses avantages

  • il est abondant (encore aujourd’hui même s’il décroit))
  • facile à extraire, on enfonce un tuyau dans le sol, le pétrole jaillit (en 1950)
  • facile à transporter : le pétrole est liquide
  • facile à stocker : sans fuite même dans la durée (contrairement à l’hydrogène)
  • répond à de multiples besoins : énergétique, chimique, construction (routes)
  • il pollue moins que le charbon (très utilisé avant l’arrivée du pétrole)
  • il est dense en énergie : un kg de pétrole contient environ 10 kWh; densité = 10 kWh/kg. Une batterie a une densité d’environ 0,2 kWh/kg. C’est 50 fois

Ceci explique pourquoi le transport est captif du pétrole. Voitures, camions, bus, avions, cargo, etc. sont tous dépendants des carburants issus du pétrole.

Exemple : Avec 50 l de carburant une voiture thermique dispose de 500 kWh dans son réservoir. Le moteur en transforme 40% (rendement de Carnot) soit 200 kWh en énergie motrice, qui fait avancer la voiture. Le reste est dissipée en chaleur. En consommant 5l/100 km elle peut parcourir 1000 km. En énergie utile cela fait 20 kWh/100 km.

Pour parcourir la même distance avec une voiture électrique de même consommation, il faut : 200 kWh / (0,2 kWh/kg) = 1000 kg de batterie. A comparer aux 50 kg de carburant. L’hypothèse d’une consommation de 20 kWh/100 km est optimiste. A 130 km/h une voiture consomme davantage. Ce qui réduit son autonomie. Il faudra trouver une borne de recharge et patienter. Faire un plein est plus rapide.

NB Une loi devrait exiger que toute quantité d’énergie quelle que soit sa forme, électricité, essence, gazole, gaz, soit systématiquement exprimée dans la seule unité légale qui soit, le Joule (J) et ses multiples : 1kJ = 1000J ; (1 kWh = 3600 kJ). Au moins on pourrait comparer. Rappel l’unité de puissance est le Watt ;1 W = 1 J/s.

Ce que dit la Stratégie Nationale Bas Carbone (SNBC)

Les objectifs

Le transport représente 30 % des émissions de gaz a effet de serre en France. La SNBC veut les diminuer de 28% (pourquoi pas 30 ?) d’ici 2030. C’est un objectif ambitieux car aucune baisse significative n’a été constatée ces dernières années, C’est donc une rupture que veut provoquer l’Etat. Rappel de décisions antérieures :

  • 2040 : Vente interdite de voitures thermiques neuves
  • 2050 : décarbonation complète. Plus d’essence, plus de gazole, plus de gaz, plus de voitures ?

Les mesures

La SNBC y consacre 7 pages. C’est la preuve qu’elle n’arrive pas à définir une ou deux mesures choc vraiment efficaces. J’ai quand même cru repérer :

  • Baisse des consommations unitaires : 4 l /100 km pour les voitures thermiques en 2030, 12,5 kWh/100 km pour les voitures électriques en 2050
  • augmenter l’usage des véhicules électriques
  • utiliser d’autres moyens de transport que la voiture : marche, vélo, métro, bus, RER
  • diminuer le besoin de se déplacer
  • mesures fiscales

Une analyse même rapide montre un énorme décalage entre les objectifs ambitieux, en rupture avec la situation passée, et les mesures “molles” proposées.

  • La baisse des consommations. Pourquoi attendre 2030, voire 2050 pour les réduire drastiquement ? Le chiffre de 4l/100 km est-il une limite imposée à toutes les voitures, ou une simple moyenne permettant aux grosses cylindrées de profiter de la faible consommation des autres ? Il faut baisser toutes les consommations maintenant… et aussi le poids des voitures.
  • La voiture électrique (VE). Elle n’est pas adaptée aux longues distances. Elle est intéressante pour les déplacements quotidiens du type domicile travail, à condition de pouvoir la recharger chaque nuit chez soi sur son parking privé. Une simple prise renforcée permet de recharger 100 à 150 km chaque nuit, ce qui suffit à la plupart des besoins. Mais il y a 2 freins à la VE :
    • Difficulté voire impossibilité de disposer d’une prise sur son parking. C’est le premier frein à faire sauter pour promouvoir la VE. L’Etat l’a-t-il compris ? Beaucoup de logements en ville, même en pavillon n’ont pas de parking. Quant aux copropriétés, faire voter l’installation de bornes de recharge restera très incertain, tant que les demandeurs seront minoritaires. Le droit à la prise reste trop compliqué.
    • la VE est chère à l’achat même avec les aides.

     

Mais les aides peuvent être scandaleuses: l’Etat verse 6000 € pour l’achat d’une VE jusqu’au prix maximum de 45 000€. Vous avez bien lu ! (PPE p 250). L’état aide les riches !

En énergie une VE coute environ 3€/100km, une voiture thermique 10 à 12€. Il faut être un gros rouleur pour compenser le surcoût. Les petites voitures thermiques sont moins chères à l’achat, moins polluantes à fabriquer. La VE est plutôt une deuxième voiture, elle s’adresse à un public qui peut se l’offrir.

L’hybride rechargeable consomme plus qu’une thermique ordinaire à cause du surpoids de sa batterie et de son moteur électrique qui servent en réalité très peu. Cette technologie profite d’une réglementation mal pensée.

  • Autres moyens de transport. Le vélo souffre du manque de pistes sécurisées et de stationnements sûrs. Il faut redonner aux vélos et aux piétons une partie de la place quasi monopolistique qu’occupe la voiture en ville, (y compris à Fontenay): Autre remarque : il est cocasse de noter que le Président Sarkosy qui a dit un jour “L’écologie ça commence à bien faire !” a lancé pendant son quinquennat la construction de 4 nouvelles lignes de métro. On se rendra peut-être compte dans le futur que par cette mesure il aura plus protégé notre environnement que bien des écologistes.
  • Diminuer le besoin de se déplacer. A notre niveau ça veut dire accepter le télétravail, les commandes sur Internet (mais à quoi vont ressembler les centre- villes du futur ?) ou encore habiter près de son lieu de travail (si on en a les moyens…). Pour les élus ça veut dire limiter l’étalement urbain. Vaste programme et de longue
  • Législation et mesures fiscales. On lit des perles dans la SNBC : “Permettre l’internalisation des coûts externes de l’usage de la route (climatiques, environnementaux, sanitaires, d’usage) et faire payer le juste prix au mode routier, (…)“. En clair ça veut dire taxes. Lesquelles ?

Ce qui pourrait arriver…

Le gouvernement ne prévoit pas (ou ne veut pas ?) de rupture franche dans l’usage massif que nous faisons à ce jour de la voiture individuelle : il y aura toujours des voitures, (à un prix abordable ?), et de l’énergie pour les faire marcher (à un prix abordable ?). Je crois que c’est un leurre. Nous ne remplacerons pas facilement le carburant “idéal” qu’est le pétrole, par des batteries ou de l’hydrogène.

Les batteries resteront lourdes, peu denses en énergie, chères et polluantes, très consommatrices de ressources naturelles rares. Les bornes de recharge rapide (pas tant que ça) finiront par poser des problèmes au réseau électrique. Leur forte puissance les rend chères à installer, à utiliser.

L’hydrogène est bien plus complexe à produire et utiliser que l’essence : électrolyse (sans carbone), compression (il faut de l’énergie), stockage (y a des pertes), transport (moins facile que pour un liquide), puis transformation (encore des pertes) à bord du véhicule en énergie motrice. Le rendement global est faible, il faut des infrastructures lourdes.

L’hydrogène sera bien plus cher que l’essence. Les voitures aussi seront plus chères : à partir de quelle énergie et quelles matières premières les fabriquera-t-on ?

La question n’est pas de savoir s’il y aura encore des voitures, la question est de savoir qui pourra se les offrir. Après le pic pétrolier (voir partie 2) le “pic voiture”?.

Mon avis :

La fin du pétrole, voire sa simple rareté (2050 ? avant ?), annonce la fin de l’usage massif de la voiture individuelle

 Cette réflexion n’est pas une prévision mais un scénario possible parmi d’autres. En effet, il est très difficile d’imaginer notre monde, sans essence, sans gazole, sans fioul, sans gaz, juste avec de l’électricité et peut-être de l’hydrogène. Les jeunes qui auront 50 ans en 2050 y arrivent peut-être. Il faudrait écrire des fictions sur ce sujet. A vos plumes !

Dans le prochain article je parlerai des énergies renouvelables, surtout de l’éolien et du solaire, et ce qu’en dit l’intéressant rapport de la Cour des Comptes de 2018.

Daniel Beaucourt