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lundi 23 novembre 2015

Etape 3 : Substitution électronucléaire

Etape 3 : Substitution électronucléaire


Rappelons que le profil de notre blog fait figurer le « politiquement correct » dans la liste des « je n’aime pas ». Personne n’ose parler de ce qui suit, qui est pourtant absolument évident, et constitue une voie majeure pour réduire les émissions de CO2, et limiter le changement climatique. Nous le faisons en toute indépendance, sans tabou et sans militantisme d’aucun bord, avec l’objectivité nécessaire aux décisions technico-économiques.

Voyons les réductions d’émissions que l’électronucléaire permet de réaliser :
  • Elle est sans effet direct sur la production de fonte dans les hauts fourneaux. Indirectement, le moindre coût de l’aciérie électrique (retraitement des ferrailles) permet un meilleur recyclage des métaux ferreux, et donc une moindre demande en fonte. C’est peu de chose, et difficile à chiffrer, donc non pris en compte ici.
  • En agriculture et industrie, la quasi-totalité des besoins en chauffage (fours, serres, bâtiments agricoles et industriels, traitements thermiques…), en énergie mécanique autre que mobile (pompes, ventilateurs, usinage, manutention…) et en éclairage peuvent provenir de l’électronucléaire. Une baisse de 60% du gaz naturel est envisageable. Compte tenu des applications de  mobilité nécessitant du gazole, cette baisse serait plutôt de 30% pour le pétrole.
  • En chauffage résidentiel et tertiaire, l’électronucléaire est presque partout substituable aux combustibles fossiles, selon des modalités à examiner de plus près :
  • Les applications de chauffage sont avantageusement réalisées par des pompes à chaleur qui permettent une efficacité énergétique très supérieure à 100%, de l’ordre de 200% (aérothermiques), 300% (géothermiques) et même 500% (hydro-thermiques).
  • L’investissement  lourd dans les centrales électronucléaires, dont le prix de marché se situe autour de 3 milliards d’euros par GW (ce qui ne fait que 3 000 €/KW), n’est économiquement possible que si la centrale produit en moyenne au moins 75% de sa puissance nominale. Il n’est donc pas envisageable de dimensionner le parc électronucléaire pour les pointes de consommation.
  • Il est donc souhaitable de généraliser le chauffage biénergie par adjonction d’un chauffage de base électrique de faible puissance, à tous les bâtiments actuellement chauffés au fioul ou au gaz. Il est utilisé seul jusqu’à concurrence de la puissance nucléaire installée, les pointes de consommation restant assurées par le fioul et le gaz.
  • L’extension simultanée des pompes à chaleur qui réduisent la consommation du chauffage électronucléaire, et des chauffages de base électriques qui l’augmentent doit permettre une large compensation, et donc une faible augmentation du parc nucléaire.
  • Dans les transports, la seule substitution possible est relative aux véhicules électriques à batterie, ou hybrides rechargeables. Malgré d’énormes distorsions de concurrence (subventions, avantages de circulation et de stationnement, pas de TICPE…), ils peinent à se développer en dehors de quelques marchés de niches (auto-partage urbain, flottes urbaines). Envisageons avec optimisme qu’ils puissent réduire de 10% la consommation globale de carburants, c’est-à-dire, avec une efficacité énergétique fortement accrue par les moteurs électriques remplaçant les moteurs thermiques, réduire d’un facteur 3 l’énergie consommée, devenue électrique.

Dans cette substitution, les facteurs économiques jouent un rôle essentiel




Cette substitution aboutit à elle seule une réduction de 28% supplémentaires de l’énergie fossile consommée et de des émissions de CO2, ce qui est énorme. Elle aboutit à une baisse cumulée des émissions de CO2 de 45%, ce qui excède l’engagement français de -40% en 2030, mais n’est tenable qu’avec un développement très modéré de l’énergie électronucléaire, qui implique le renouvellement des centrales en limite d’âge, et un petit nombre de tranches supplémentaires.

jeudi 17 janvier 2013

Transition énergétique: Optimiser les utilisations de l'énergie


Optimiser l’utilisation des énergies

Table des matières du blog

Plan du chapitre :
« Transition énergétique : Moitié moins de CO2 pour chauffage en 20 ans»
Optimiser l’utilisation des énergies

Le tableau général ci-dessous reprend l’ensemble de l’évolution possible en matière d’émissions de CO2 dues au chauffage et détaille particulièrement l’impact de l’énergie utilisée.

En en-tête, les différents modes de chauffage su fond arc-en-ciel, avec pour chacun, pour 1 MWh = 1000 KWh de chauffage effectif :
  • Ligne 1 : Son émission de CO2 en Kg
  • Ligne 2 : Sa teneur en électricité de pointe, en %
  • Ligne 3 : Sa teneur en électricité hors pointes, en %
  • Ligne 4 : La répartition initiale des modes de chauffages, en




Nous décrivons dans les lignes 5 à 7 ci-dessus une évolution plausible et accessible des modes de chauffage au profit des moins émetteurs, en remarquant que :

La disparition du chauffage au charbon est presque acquise.

Le bois renouvelable est très en vogue, mais il atteindra vite ses limites au-delà desquelles… il ne serait plus renouvelable. Nous sommes donc restés prudents sur son évolution.

Le passage en biénergie « thermique / joule » des chauffages au fioul (Ligne 6) et GPL (ligne 7)  (hors réseau gaz), et au gaz (ligne 8) est destiné à remplacer, en dehors des pointes, quand les centrales ne sont pas saturées, l’énergie thermique fossile  par de l’énergie électronucléaire. Le chauffage électrique additionnel pourra donc être limité à la moitié de la puissance thermique nécessaire, soit de petits radiateurs, typiquement 0,5 KW, répartis dans les pièces, connectés aux sections « prises électriques » existantes, et commandés en WiFi ou en CPL (Courant Porteur en Ligne, qui utilise les lignes 230 V pour transmettre des informations grâce à des tensions alternatives de 8 à 150 KHz superposées au 50 Hz), pour un investissement de quelques centaines d’euros, accessible à tous. Cet investissement sera naturellement amorti par le passage en tarification Tempo, ou tarification variable à créer, qui aboutit en jours bleus (300 par an) à une énergie moins chère que le gaz.

Le passage en biénergie avec pompes à chaleur (lignes 6, 7 et 8 à nouveau) suit un schéma proche. Les pompes à chaleur sont également dimensionnées à la moitié de à puissance maximum requise, et fournissent la moitié de l’énergie maximum nécessaire. Montées en amont du circuit d’eau de chauffage, elles agissent sur l’eau du chauffage central (par le sol de préférence), mais, contrairement au paragraphe précédent, elles fonctionnent aussi pendant les pointes, l’énergie thermique n’intervenant que pour la puissance complémentaire nécessaire. Cette différence résulte du fait que, au moins en jours blancs (43 par an), le prix de l’énergie électrique divisé par le rendement (COP) de la pompe à chaleur, soit 2 à 4, restera moins cher que l’énergie thermique qui pourrait n’intervenir seule que pendant les 22 jours rouges. L’amortissement de la pompe à chaleur qui fonctionnera presque constamment en période de chauffage, et dont la puissance sera réduite de moitié, sera considérablement raccourci, incitant les utilisateurs à ce changement.

Le chauffage électrique direct représente 37% (ligne 4, pointes + hors-pointes) du total, dont une petite moitié en pointe (les 1500 heures par an les plus chargées, et aussi les plus froides). Notre hypothèse envisage que sur ces 37%, environ 20 points soient remplacés en 20 ans par des pompes à chaleur, dont 12 aérothermiques, notamment en immeubles collectifs et maisons urbaines, et 8 dites géothermiques, quand des terrains suffisants sont utilisables.

Résumons à ce stade l’impact de l’évolution des seuls modes de chauffage dans un petit tableau issu du précédent :
              

CO2  Kg
élec.  hors pointe %
électr. pointe %
électr. totale %
2010 pour 1MWh
142
212
182
394
2030 pour 1 MWh
96
279
137
416

Les émissions de CO2 ont diminué d’un tiers, l’électricité de pointe d’un quart pendant que l’électricité hors pointe augmente de un tiers, et la consommation électrique totale de 5%.