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L’électricité : enjeux et défis

lundi 24 septembre 2012 par Jean Paul Penot


L’électricité : enjeux et défis

Le grand public est sensible au sujet de la fourniture d’une électricité sûre et peu onéreuse. Mais sait-il ce qu’exigent de tels objectifs ?

Probablement pas. Et ce n’était pas l’objet du colloque organisé par la fondation Jacques Hadamard sur le campus de l’Ecole Polytechnique les 18 et 19 septembre dans le cadre du Programme Gaspard Monge pour l’Optimisation et la recherche opérationnelle.

Il s’agissait de donner une certaine ampleur au coup d’envoi de ce programme qui réunit des chercheurs des grands établissements de recherche (universités, grandes écoles, organismes de recherche comme le CNRS et l’INRIA) et des services d’E.D.F. grâce au mécénat de cette entreprise. Un partenariat d’un nouveau style fondé sur la coopération, la mise en commun de ressources et de méthodes, avec des structures souples et légères, à l’inverse des agences ou organes comme l’A.N.R. ou l’A.E.R.E.S. mis en place lors du quinquenat passé.

Les défis, eux, ne sont pas simples. L’énergie électrique ne se stocke pas facilement. Le moyen le plus économique reste l’utilisation de réservoirs d’altitude par pompage en période de production intense et de restitution en période de pointe de la demande. Ce qui exige une gestion performante qui n’a rien de simple. La mise en place de "compteurs intelligents" (300.000 en France, 23.000.000 en Italie) constituera-t-elle une avancée significa tive ? Il faut savoir que les fournisseurs d’électricité remettent tous les jours à 16h leurs propositions de production du lendemain, mais que des corrections sont calculées pour intervenir toutes les demi-heures en fonction des aléas de la production (nébulosité pour le solaire, météo pour l’éolien, incidents dans les centrales...). Un problème incorporant un million d’inconnues et deux millions de contraintes...Q uant à l’arrêt programmé et temporaire des réacteurs nucléaires pour le rechargement et la maintenance, il doit être fait avec précaution pour prévenir tout aléas et être le moins coûteux possible (le recours au marché ou aux énergies de substitution étant beaucoup plus onéreux que la production par les centrales nucléaires). On le voit, il y a là du travail pour des mathématiciens pendant encore longtemps.

La Commission européenne a imposé trois objectifs ambitieux pour 2020 : porter à 20% du mix énergétique la part des énergies renouvelables, réduire de 20% les émissions de C02 et accroître de 20% l’efficacité énergétique. Le consommateur se demande si l’augmentation du prix sera de 20% sur la période. Que de telles grandes décisions relèvent de la démocratie ne peut être mis en cause. Mais il ne fait pas de doute que l’on ne peut faire abstraction de problèmes incoutournables et de données techniques.

Jean-Paul Penot


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Votre commentaire



> L’électricité : enjeux et défis
11 octobre 2012, par Rêveur des villes  

Interview intéressante de N. Hulot, (comme bien souvent)

http://www.dailymotion.com/video/xu8voa_bourdin-direct-nicolas-hulot_news

> L’électricité : enjeux et défis
6 octobre 2012, par Rêveur des villes  

Voilà qui paraît intéressant... Stockage de l’énergie par le méthane.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Stockage_d%27%C3%A9nergie

"Méthane[modifier]Dans la perspective d’une transition vers des énergies renouvelables, des chercheurs de l’entreprise autrichienne Solar Fuel Technology (Salzbourg), en coopération avec l’Institut Fraunhofer de recherche sur l’énergie éolienne de Leipzig (IWES), le centre de recherche sur l’énergie solaire et l’hydrogène de Stuttgart (ZSW) et l’université de Linzuniversité de Linz ont mis au point une solution de stockage de l’énergie sous forme de méthane[4],[5]. L’énergie électrique excédentaire d’origine éolienne ou photovoltaïque est utilisée pour décomposer de l’eau en dihydrogène et dioxygène (électrolyse de l’eau), puis le dihydrogène est utilisé pour méthaniser du dioxyde de carbone (réaction de Sabatier). L’un des principaux intérêts de ce procédé est d’utiliser les infrastructures (réservoirs et conduites de gaz) existantes, dont la capacité de stockage serait suffisante pour couvrir les besoins de méthane de l’Allemagne pendant plusieurs mois[6], par exemple pendant les périodes où le solaire et l’éolien ne peuvent couvrir les besoins énergétiques."

  • > L’électricité : enjeux et défis
    6 octobre 2012, par Louis H  

    Doucement, Rêveur

    Vous n’avez pas remarqué qu’il y a un "oubli" dans votre doc ? Aucune mention de la thermodynamique, alors qu’en chimie il y a toujours une thermodynamique attachée à chaque réaction. Ici il FAUT FOURNIR de l’énergie pour que la réaction se fasse : deltaH=-170kJ/mole...Fâcheux , même si à l’échelle industrielle la réaction de Sabatier d’après la littérature scientifique doit marcher en température et pression (ce qui se paye) 2)présente un rendement de conversion bon 3)et/ou utilise des catalyseurs coûteux qu’il faut ensuite reconditionner. Donc en première approche ça doit consommer plus d’énergie que ça ne peut en restituer.

    Rappel : ans une réaction chimique il faut toujours indiquer l’énergie associée à la réaction (sinon le moteur perpétuel serait une réalité) ! Sans cette indication vous pouvez très bien avoir une réaction chimique "possible", mais avec un rendement infinitésimal, ou une réaction convenable uniquement pour des cas particuliers. D’où le retour périodique sur des études autour de "vieilles" réactions dont on espère améliorer les rendements. Espérons encore.

    Exemples :
    -  le voyage vers Mars où on accepterait pratiquement n’importe quel coût (pourvu que ça marche)
    -  pour des cas extrêmes fabriquer de l’essence, avec du charbon qui donne du CO qu’on fait réagir avec l’hydrogène (Fischer-Tropsch) . Efficace mais ce n’est valable que quand la nécessite est telle (Allemagne de Hitler) que le coût n’est pas un frein ! Bien dommage , alors qu’il y a des milliards de tonnes de charbon...

  • > L’électricité : enjeux et défis
    6 octobre 2012, par Rêveur des villes  

    Je n’ai pas trouvé le rendement de cette méthode de stockage...

    J’avais lu que concernant le stockage par H2 liquéfié, le rendement était de 25%... (après électrolyse de l’eau, liquéfaction de H2 et "explosion" H2 + O2). Rendement à mettre en perspective avec le 75-80% du pompage-turbinage...

  • > L’électricité : enjeux et défis
    4 octobre 2012, par Rêveur des villes  

    Ce qui est "rigolo" si je puis dire dans cette histoire de PV : la Chine est de très loin le principale producteur de PV (70% de PdM au niveau mondial, je crois) mais ils n’installent pratiquement rien chez eux. Et oui, pas fous les Chinois... ils vont pas s’amuser à mettre des panneaux sur des toîts de maison avec des subventions énormes pour faire plaisir électoralement à qqes écolos qui ne savent pas faire de calculs coût public et privé / énergie polluante économisée.

    Ils se concentrent sur l’hydraulique (il leur reste des sites à équiper), l’éolien (c’est quand même moins cher que le PV et ils ont de bons sites) et... le nucléaire (les 2 EPR commencé après ceux de France et de Finlande seront mis en service en premier !), et les investissements en LGV entre grandes villes.

  • > L’électricité : enjeux et défis
    4 octobre 2012, par Autochtone palois  
    Les Chinois investissent en photovoltaïque chez eux depuis quelques années de manière quasiment exponentielle. Mais c’est vrai qu’ils partaient de très bas.

  • > L’électricité : enjeux et défis
    4 octobre 2012, par Rêveur des villes  

    La puissance installée était, à fin 2010 absolument négligeable : moins de 1 GW et ils ont un objectif de 5 GW pour 2015, ce qui est toujours presque rien.

    J’imagine par contre qu’ils le mettront aux bons endroits, là où le facteur de charge est important, et pas n’importe où comme en France, et avec des économies d’échelle dans la mise en place (des centrales plutôt que l’installation sur le toît des maisons !).

  • > L’électricité : enjeux et défis
    4 octobre 2012, par Rêveur des villes  

    "J’imagine par contre qu’ils le mettront aux bons endroits"

    Heu, je crois qu’il existe quand même des panneaux PV qui ont un "bon" rendement même lorsque le temps n’est pas très beau.

  • > L’électricité : enjeux et défis
    4 octobre 2012, par pehache  

    C’était vrai il y a quelques années, mais le photovoltaïque installé croit maintenant très vite en Chine.

    http://www.photovoltaique.info/La-Chine.html

  • > L’électricité : enjeux et défis
    2 octobre 2012, par Larouture  

    Certainement connaissez-vous cette feuille de route de la Commission Européenne qui présente plusieurs scénarios à l’horizon 2030/2050.

    http://ec.europa.eu/energy/energy2020/roadmap/doc/com_2011_8852_fr.pdf

    J’ai retenu un prix de l’énergie (transports compris) multiplié par deux pour les ménages à l’horizon 2030 (pour les ménages périurbain ce sera davantage). Stabilisation ensuite.

    Cette feuille de route encourage l’efficacité énergétique et les énergies renouvelables (décarbonisation), avec un mix énergétique (cf. chiffres de M. Penot). Le nucléaire sera un contributeur important et le captage du carbone est cité.

    J’ai aussi noté que tout le réseau de distribution d’électricité devra être repensé. Il devrait passer d’un mode centralisé à décentralisé. Comme le note Mr Penot il est nécessaire d’investir dès maintenant dans des réseaux d’électricité intelligents et des technologies modernes pour produire, transporter et stocker l’énergie de manière plus efficace. Le coût de cette modification serait considérable.

    > L’électricité : enjeux et défis
    24 septembre 2012, par Rêveur des villes  

    et 20% de facteur de charge (proportion de temps pendant lequel les installations fonctionnent) pour le PV et l’éolien... en France.

  • > L’électricité : enjeux et défis
    28 septembre 2012, par peyo  

    RdV "20% de facteur de charge (proportion de temps pendant lequel les installations fonctionnent) pour le PV et l’éolien... en France"

    pas de problème majeur, si les énergies renouvelables françaises ne peuvent satisfaire lors d’un pic de consommation, il reste les achats à l’Allemagne

    ...qui se fait un plaisir de redémarrer "à la demande" ses centrales à lignite ou à charbon (puisque 7 ou 8 réacteurs nucléaires ont été fermés).

  • > L’électricité : enjeux et défis
    2 octobre 2012, par HB  
    Depuis Fukushima, le Japon a arrêté la plupart de ses centrales nucléaires. La recherche sur les ENR s’est accélérée et ce pays est désormais en mesure de proposer des éoliennes avec un Fc de 60%(versus 75 % pour notre nucléaire). Peut-être qu’en mettant le paquet sur Astrid, nous aurons mieux à proposer que Super Phénix dans 20 ans. D’autres pays (et non des moindres : Japon, Allemagne, Corée, Italie..) cherchent ailleurs et pourraient nous mettre défnitivement hors-jeu.

  • > L’électricité : enjeux et défis
    2 octobre 2012, par Rêveur des villes  

    "des éoliennes avec un Fc de 60%"

    qu’est-ce que vous racontez ??

    Ces pays trouvent plus pratique de brûler du pétrole et du gaz pour produire de l’électricité.

  • > L’électricité : enjeux et défis
    9 octobre 2012, par Rêveur des villes  

    HB et ses éoliennes avec un Fc de 60% smiley ... Et les miennes : 120% smiley

    Seuls les sites avec un Fc > 25 ou 30% sont intéressants, notamment vers l’Aude, les Bouches du Rhône et la Bretagne off-shore.

    Mais grâce aux tarifs de rachats beaucoup trop élevés, nombre de parc en France ont un fc proche de 15%, notamment dans l’Est. Ou comment gaspiller de l’argent...

    Le Royaume-Uni et l’Irlande sont les pays qui possèdent les gisements éoliens les plus intéressants.

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