France: par quoi remplacer le parc électronucléaire? Ou les approximations à éviter

Electricité production 2010  Un futur candidat déclaré aux élections présidentielles a affirmé dernièrement, sans sourciller, vouloir remplacer le parc électronucléaire français par les ressources géothermiques. J’avoue que malgré la sympathie que m’inspirent le dynamisme et la culture du personnage, les bras « m’en sont tombés ». Ce fait divers illustre la méconnaissance par certains de quelques données énergétiques de base de notre pays et de leurs ordres de grandeur. La France à fin Janvier sur 12 mois avait importé 139 MTEP de combustibles fossiles (dont pétrole et dérivés: 87,4 / dont gaz naturel: 41,2/ dont charbon: 10,6) et en 2010 en Métropole, elle a produit 550 TWh d’électricité à partir de diverses ressources (TAB.). La part électronucléaire représente avec 408 TWh les trois quarts de la production d’électricité. Cette énergie annuelle représente une puissance électrique moyenne de 47 GW.

 Le parc électronucléaire français en activité représente une puissance nominale de 63GW. Elle sera portée vers les 65 GW à la mise en route de la nouvelle tranche EPR de 1650 MW de Flamanville. Au sein de ce parc 5 réacteurs ont été implantés avant 1980: deux réacteurs de 880 MW à Fessenheim et trois de 900 MW environ au Bugey.

 Le traumatisme causé par l’accident nucléaire japonais a fait subitement ressortir toutes les thèses antinucléaires qui s’articulent généralement autour de la gestion de la pénurie volontaire et du développement de ressources alternatives. Mais lesquelles?

 Les générateurs nucléaires assurent la production de base de l’électricité. Cela disqualifie comme cœur de la solution l’éolien ou le solaire faute de solutions de stockage à la hauteur. Alors il reste effectivement la géothermie, le biogaz en complément du gaz naturel et diverses autres solutions à base de biomasse, de vagues, de courants ou de marées qui ne font pas la maille. Il faut savoir que la géothermie dans le monde représente une puissance électrique installée de 10 GW environ dont 2 sur la côte ouest des États-Unis, 2 aux Philippines, 1,2 au Mexique, 1,2 en Indonésie, 0,9 en Italie, 0,6 en Islande, pays où les sous-sols remuent beaucoup et parfois les volcans grondent. Elle n’évolue que très lentement en raison des investissements élevés par MW. Les États-Unis envisageaient avant la crise de porter la puissance installée à 12GW à l’horizon 2025, mais où trouveront-ils les investisseurs? La France est heureusement peu concernée par ces phénomènes tectoniques et vouloir développer massivement cette filière dans notre pays me semble être une hypothèse bien audacieuse.

 Pour remplacer le nucléaire en France il ne reste donc plus que le charbon ou le gaz. Oublions pour l’instant le charbon trop polluant et difficilement transportable, il reste donc une option réaliste à base de gaz naturel qui serait constituée de ce qui se fait ou va se faire de mieux dans chacun des domaines:

-de centrales au gaz à cycle combiné avec un rendement énergétique de 60% (Siemens, MHI, GE, Alstom)

-d’une alimentation au gaz naturel de plus en plus enrichi en biogaz, jusqu’à 5% ou 10% ? en développant à fond la filière au travers de multiples petites unités agricoles ou urbaines de production de biogaz sur le modèle allemand (voir par exemple le projet Verbio),

-d’un complément éolien offshore, peu éloigné des côtes, constitué d’éoliennes de 6 à 10 MW couplées au centrales au gaz.

Il faudrait donc installer pour remplacer les centrales nucléaires dans les 60 GW de centrales au gaz et dans les 30 à 40  GW d’éoliennes. La puissance installée au gaz devant pouvoir répondre à la demande avec un vent nul durant une période de grand froid anticyclonique, courante sous nos latitudes en hiver. Laissons à d’autres la réalisation de calculs plus précis ce qui importe ce sont les ordres de grandeurs.

En l’absence d’éoliennes les 420 TWhe qu’auraient produit les centrales nucléaires seront assurés par la combustion de 700 TWh thermiques de gaz (60% de rendement) ce qui représente 60 MTEP. Il devient alors possible de calculer ce que représente le parc nucléaire dans le bilan énergétique ‘fossile » de notre pays. Il représente 60/(139+60) = 30% soit une majoration potentielle des importations d’énergie fossile de 60/139= 43%.

Dans l’hypothèse d’un large parc éolien offshore de 40 GW en supplément, en prenant un taux de charge de 30% au large des côtes françaises, ce serait un quart de l’énergie (105 TWh) qui serait founi par les éoliennes. Il ne faudrait plus alors que 45MTEP de gaz naturel pour alimenter les centrales à gaz.

Importer 60 MTEP ou 45 MTEP de gaz naturel supplémentaire à 10$/MMBTU (62 pences/therm) qui est le prix actuel sur le marché spot en Europe cela représente dans les 23 ou 17 milliards de dollars.

En résumé remplacer la totalité des centrales nucléaires en France nécessiterait d’investir dans

-60 centrales au gaz à cycle combiné d’un GW chacune

– en option, pour réduire les consommations de gaz, 40 GW d’éoliennes offshores de 6 à 10 MW chacune, soit dans les 5000 bestioles

 A un milliard d’euros le GW (à la louche, mais les volumes agiraient sur les prix unitaires) cela représente dans les 100 milliards d’euros d’investissements. A cette facture il faudrait ajouter une facture supplémentaire annuelle de gaz qui atteindrait à terme dans le 13 milliards d’euros (aux cours actuels) et les frais de démantèlement des centrales.

 L’Allemagne qui est très riche et possède un parc nucléaire plus restreint a sûrement les moyens de s’offrir le démantèlement de ses centrales. Je suis certain que la France, même dirigée par une majorité écolo, dans la situation financière où elle se trouve, sous la surveillance des Marchés, ne pourra pas s’offrir un tel projet trop onéreux. Une option serait d’étaler au fil de l’eau un plan sur une quarantaine d’années qui débuterait par la construction d’éoliennes et de centrales au gaz en substitution des centrales nucléaires les plus anciennes ou des plus délabrées. Cela apporterait au moins plus de souplesse dans la gestion du parc. Les régions les plus isolées (Bretagne, Sud-Est) pourraient être ainsi désenclavées.

 Une opportunité serait encore envisageable, à condition de prospecter, si par miracle notre sous-sol regorgeait de gaz non conventionnels. Il faudrait alors choisir entre la peur atomique et les nappes phréatiques polluées…je vous le prédis concitoyens gaulois: le ciel va nous tomber sur la tête!

 Les évènements du Japon ne marqueront pas la fin du nucléaire, les prix croissants des énergies fossiles lui garderont tout son attrait. Mais je crois qu’ils auront après réflexion, définitivement condamné le nucléaire « low-cost » fait maison, ce qui est une excellente chose.

LIRE le Bilan Electrique Français sur RTE

Le 18 Mars 2011

 

Commentaires

34 réponses à “France: par quoi remplacer le parc électronucléaire? Ou les approximations à éviter”

  1. Avatar de Dr. Goulu

    La géothemie n’est que du nucléaire naturel 🙂 Mais vous n’avez pas répondu à la « proposition » du « candidat déclaré ». Quel est le potentiel géothermique en France, et quel est le prix du KWh géothermique ?
    J’aime bien votre petit calcul global, c’est important de montrer qu’on parle de Terawattheures, pas de clopinettes.
    J’avais fait un calcul similaire pour la Suisse et le Monde à l’occasion de Copenhague :
    http://drgoulu.com/2009/11/08/copenhague-shut-up-and-calculate/

  2. Avatar de PR
    PR

    le seul problème dans cette brillante démonstration, c’est où est l’uranium ? Dans la décennie 2010-2020, les centrales seront arrêtées faute de combustible, et passe totalement sur le gaspillage du courant électrique, notamment dans le chauffage électrique à effet joule.
    En bref, vous adhérez parfaitement à l’empire et à la vulgate « TINA ». there is no alternative…

  3. Avatar de el gringo
    el gringo

    Dans tous les cas, d’ici 10 à 20 ans, il faudra remplacer la totalité des centrales nucléaires françaises qui dépasseront les 40 ans sans parler des besoins liés à la hausse constante de la consommation.
    Donc avec 40 EPR de 1.5 GW à environ 3.7 milliards d’euros (prix officiel), cela fera un investissement de 150 milliards (et encore si le prix n’augmente pas en raison de nouvelles exigences de sécurité ou de dérapage de coût auquel l’EPR est abonné).
    Le démantèlement des anciennes centrales aura lieu dans tous les cas de figure mais est largement sous-estimé (77 milliards pour 58 centrales contre 104 milliards pour 28 centrales en Angleterre) et sera en grande partie à la charge de l’Etat (60 milliards) et un peu d’EDF qui a du mal à alimenter la soulte de 17 milliards prévue. EDF a demandé 5 ans de délais supplémentaires pour provisionner sa part.
    Ajoutons qu’EDF a 42 milliards de dettes et ne cesse de faire des placements désastreux (1.5 milliards de pertes aux USA, 1 milliard de perte en Amérique latine, …).
    A la question, comment trouver 100 milliards, 100 milliards est toujours plus facile à trouver que 150. De plus, le CEA coûte chaque année au budget de l’Etat 3.3 milliards d’euros. En 30 ans, les fonds pourraient être réunis sans la moindre dépense supplémentaire.
    Les allemands ont une autre approche et vont sans doute aller vers davantage d’énergies renouvelables dont le coût ne cesse de baisser.
    http://www.spiegel.de/wirtschaft/unternehmen/0,1518,751293-3,00.html

  4. Avatar de Christian
    Christian

    Qui est l’heureux auteur de cette proposition ?

  5. Avatar de Ray
    Ray

    el gringo, le GW au gaz naturel est effectivement beaucoup moins exigeant en capital que le nucléaire et beaucoup moins cher à démanteler…mais il faudra importer du gaz.
    Je partage totalement vos vues sur la gestion calamiteuse de l’entreprise EDF et ses aventures américaines passées.
    Quand aux ambitions allemandes sur le renouvelable n’oubliez JAMAIS qu’elles reposent sur une génération de base à 66% assuré par les centrales à flamme et à 23% par le nucléaire. Voici les données 2010
    Génération totale: 580 TWh
    Flamme: 385 TWh
    Nucléaire: 133 TWh
    Hydro: 23,6 Twh
    Renouvelables: 38,5 TWh
    En 2011, en Allemagne, ce qui va beaucoup changer après la décision de la Chancelière c’est le mix entre centrales à flamme et nucléaire.
    Vouloir structurer un réseau autour de l’éolien et du solaire me semble aujourd’hui totalement utopique tout simplement parce qu’on ne sait pas stocker des TWh d’énergie électrique.
    Le débat sur le mix énergétique doit d’abord se poser la question: quelle est la génération de base. Si ce n’est pas du nucléaire…c’est du gaz, du lignite ou du charbon. Après se pose la question de la proportion de ressources aléatoires (éolien, solaire) acceptable par le réseau et de l’amélioration soit du réseau soit de la demande par un lissage intelligent…quand c’est possible.
    La faiblesse du débat sur le mix énergétique futur repose sur le fait que les questions ne sont pas posées dans l’ordre en commençant par le choix de la (ou des) ressource(s) de base.
    Merci pour votre lien au Spiegel qui précise le mix de puissance installée allemande en 2010 et affiche une projection pour 2020.
    La puissance des centrales à flamme devrait baisser en 10 ans de 7% (de 78 à 72.2 GW), celle du nucléaire devrait être divisée par cinq (de 19,6 à 4 GW) et celle de la biomasse devrait passer de 5 GW à 8,2 GW. La somme des trois postes qui représentent la base passerait donc de 102,6 GW à 84,4 GW (-18%)…cela me semble constituer une limite supportable (?) du plan allemand de diversification de la ressource. Le charbon et le lignite (42,9 GW) assureront encore plus de la moitié de cette ressource de base…c’est du vert un peu brun.

  6. Avatar de Mattdesoibs
    Mattdesoibs

    Comment ca on ne sait pas stocker l’électricité!!!
    Et le pompage turbinage n’est t’il pas un moyen de stocker de l’énergie dans les barrages!!C’est d’ailleurs déjà ce qui est fait dans plusieurs barrage des Alpes.
    Cette technique permet de s’affranchir de l’intermittence de l’éolien ou du PV.
    Une recherche sur google permet de se rendre compte du potentiel de cette technique et de mettre fin à la discussion sur l’intermittence de la production d’énergie.

  7. Avatar de Ray
    Ray

    Matt, renseignez-vous sur l’ordre de grandeur des énergies stockées.

  8. Avatar de Mattdesoibs
    Mattdesoibs

    Je me suis en effet renseigné.
    Voir le lien ci dessous.
    http://www.electron-economy.org/categorie-11512103.html
    Ca me semble beaucoup moins compliqué de construire des zones de stockage en mer que d’envoyer des hommes sur la Lune ou que de construire un anneau de 27km de circonférence à 100 m sous terre pour faire tourner des particules à la vitesse de la lumière, et surtout, beaucoup moins cher…
    Mais comme d’habitude il faut du courage politique et surtout une vision qui dépasse 2012…

  9. Avatar de Bertrand
    Bertrand

    Assez d’accord avec les informations qui sont apportées ici, quand on parle de TWh ça fait mal.
    Je sais que cela va faire hurler certains, mais dans le genre scénario il y a négawatt, qui donne à peu près la même part au renouvelable (2030) à ce qui est évoqué ici, mais laisse une part beaucoup plus importante à la sobriété et à l’efficacité. On peut considérer cela comme utopique, ou réaliste si on prend en considération que tout cela sera de toute manière fortement contraint par les limites physiques des stocks.
    D’autres parts, et cela a été évoqué dans un message précédent, si on envisage le nucléaire comme solution future, comment fait-on avec l’uranium ? Il y a forcément un passage obligé vers la génération 4, se pose alors la question de l’acceptabilité par les populations d’une telle solution : les quantités de plutonium ne sont plus les mêmes (déjà qu’avec le MOX…), si on ajoute du sodium comme fluide caloporteur… J’ai du mal à imaginer un réacteur à neutrons rapides à la place de l’un des réacteurs de la centrale de Fukushima.

  10. Avatar de Ray
    Ray

    Bertrand, le nécessaire désengagement de notre pays des consommations de pétrole devenu hors de prix, la croissance démographique, la baisse prévisible des incitations financières d’un État sans ressources me laissent à penser que les consommations d’électricité en France vont poursuivre leur progression. L’attrait des pompes à chaleur, la désaffection du fuel domestique, plus tard la voiture électrique ou hybride rechargeable, militent pour une plus grande part de l’électricité dans le mix énergétique de la France dans les années à venir. Il y aura un transfert des consommations de pétrole vers celles de gaz et d’électricité. Les progrès dans l’efficacité énergétique des processus viendront c’est vrai tempérer cette croissance, mais je ne vois pas dans la décennie à venir décroître la consommation électrique de notre pays.
    La France est également exportatrice nette d’électricité et cela lui rapporte et améliore son PIB.
    Il me semble donc indispensable que notre pays conserve sa capacité de production intacte tout en modernisant et fiabilisant son parc.
    Quand aux ressources d’Uranium, je vous invite à suivre le cours de l’oxyde. La livre de Yellow Cake est à 60$ ce qui ne traduit aucune angoisse sur la disponibilité du produit dans les années à venir.
    http://www.uraniumminer.net/index.htm
    Les ressources d’uranium, comme celles de tout autre métal, sont étroitement liées au prix de vente prévisible.

  11. Avatar de Ray
    Ray

    Matt, des visions à long terme, moi je veux bien, mais encore faut-il qu’elles tiennent la route.
    Votre pompage, Matt, c’est quoi qui l’alimente pour faire remonter l’eau…les éoliennes qu’il est censé secourir?
    C’est une histoire de Shaddocks.
    Avec un taux de charge éolien de 30% (offshore) et un rendement global de turbinage de 75% pour assurer 1MW de puissance continue 24h/24 il faudra installer au moins 1/0.3/0.75= 4.44 MW d’éolienne et un immense réservoir perché sur les falaises (30 millions de m3 pour une chute de 40 mètres générant 1MW pendant 24 heures)…très bon pour le tourisme vert.
    Matt, le pompage est efficace quand on dispose d’un surplus de puissance de base et une géographie naturellement escarpée pour assurer de façon différée la fourniture de puissance de pointe.
    Les américains travaillent beaucoup sur le développement de mini-centrales au fil de l’eau voir par exemple ce qui se fait sur la rivière Ohio pour développer 350 MW de puissance et là 24h/24.
    http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2011/01/2011-hydropower-outlook
    Ceci me semble beaucoup plus intelligent mais les poissons rouspètent.

  12. Avatar de Rémi

    Les évènements au Japon ont fait ressortir tous les anti-nucléaires qui en oublient complètement la tragédie humaine pour rallier un maximum. Cette réaction m’exaspère.
    Toutefois, certaines réactions, tel celle d’Angela Merkel qui a demandé un moratoire pour la prolongation de la durée de vie des centrales, me paraissent normales. On ne peut se permettre de décaler cette durée de vie en permanence par soucis de rentabilité : à un moment, il faut payer pour notre confort.
    Notre confort, c’est probablement là le plus gros problème. Si on pouvait se passer du nucléaire, j’en serais très heureux, mais à l’heure actuelle, nous en demandons beaucoup trop pour nous en passer.
    Consommer moins pour produire propre, voilà à mon avis la seule solution viable.

  13. Avatar de Ray
    Ray

    Rémi, je pense que vous sous-estimez le caractère politicien de la décision immédiate de la Chancelière Merkel. Il n’y avait objectivement aucune urgence à décider quoi que ce soit en Allemagne, sinon de répondre par un geste symbolique à une opinion largement antinucléaire, traumatisée il y a de cela 25 ans par l’accident de Tchernobyl et les atermoiements des Politiques de l’époque.
    La consommation d’électricité en Europe va au mieux se stabiliser ou légèrement croître. Elle croissait d’un pour-cent par an avant la crise économique de 2009. La mise en place de nouvelles normes sur les moteurs électriques, l’éclairage, les équipements électroniques et électriques grand-public devrait faire économiser annuellement 341 TWh d’ici à 2020 nous affirme la Commission Européenne soit environ 10% de la consommation européenne. Mais elle oublie de prendre en compte tous les effets qui vont inversement favoriser la croissance de cette consommation tels que:
    -la croissance du PIB,
    -la cherté du fuel domestique,
    -l’arrivée progressive de véhicules électriques.
    Croire à une décroissance de la consommation en électricité en Europe dans les décennies à venir me semble être un pronostic audacieux sinon erroné.

  14. Avatar de Ray
    Ray

    Vincent, mais avec quelle énergie va-t-il turbiner ses 2 TWh de stock d’énergie hydraulique? That’s the question? Encore un shaddock!
    Si c’est avec des éoliennes il faut donc qu’il en pose 5 à 10 fois plus qu’il n’en a prévu puisqu’il faudra quand le vent reviendra, remonter dans un temps très court des millions de tonnes d’eau. Non, ça ne tient pas la route.
    Vous avez typiquement dans ces projets fumeux une recherche pour transmuter la ressource intermittente en continu. Je pense que ce ne sont pas d’immenses projets qui résoudront cette équation complexe mais plutôt une multitude de projets moyens ou domestiques équipés de leur batterie en tampon avec la source éolienne ou photovoltaïque.
    Une option étudiée en Californie est de créer des fermes privées de stockage d’énergie électrique à base de batteries sodium-soufre. Le distributeur d’électricité peut louer de la capacité de stockage qu’il va remplir en heures creuses et qu’il va vider en heure de pointe. La différence de tarifs lui rembourse amplement la location. Les batteries seraient implantées côté mexicain là où le terrain n’est pas cher et les règlements moins sévères.

  15. Avatar de gutemberg
    gutemberg

    http://lecercle.lesechos.fr/node/33969
    ce blog me parait beaucoup plus mesuré et raisonnable que le blog de monsieur Bonnaterre.

  16. Avatar de Ray
    Ray

    Merci gut pour votre lien qui pose le problème non pas de la faisabilité de la sortie du nucléaire et de ses conséquences, comme j’ai essayé de le faire ici, mais supposant le problème résolu en raison de multiples publications sur le sujet, aborde le problème fiscal de son financement qui est esquissé au travers de soi-disant « contributions incitatives ».
    Navré de vous décevoir gut mais je trouve mon approche plus « mesurée et raisonnable » que celle du papier dont vous faites de la pub.
    Au lecteur de se construire sa propre vérité qui peut se rendre sans angoisse et sans illusion sur le site désigné ci-dessus.
    L’auteur se présente comme un « spécialiste de la fiscalité environnementale »…mais oui ça existe!

  17. Avatar de Vincent
    Vincent

    « Si c’est avec des éoliennes il faut donc qu’il en pose 5 à 10 fois plus qu’il n’en a prévu puisqu’il faudra quand le vent reviendra, remonter dans un temps très court des millions de tonnes d’eau. Non, ça ne tient pas la route. »
    Les jours sans vent sur toute la France pendant plus de 2 jours, c’est moins de 80% des jours de l’année. Pour les 20% restants, une interconnexion des réseaux électriques avec les pays voisins (Espagne, Allemagne, Grande-bretagne, voir Norvège) et le recours à quelques centrales au gaz ouvertes uniquement durant ces jours exceptionnels suffisent (d’où une consommation en gaz très réduite, les centrales en elles-mêmes sont bon marché).
    Explications par le président du comité de réduction des coûts du CIGB (comission internationale des grands barrages):
    http://www.hydrocoop.org/fr/publications.php
    « Il semble possible à un coût très acceptable de porter à 50% la part renouvelable de l’électricité produite en France en 2050 tout en limitant à 5 ou 10% l’utilisation de gaz et charbon. Ceci nécessite un stockage modéré par pompage, possible essentiellement en mer. Le surcoût en 2050 par rapport à une solution à 80% nucléaire serait de l’ordre de 100 euros par personne et par an, quelques millièmes du P.I.B. Une solution sans nucléaire est également envisageable en portant à 60% à un coût moyen un peu plus élevé (…) »

  18. Avatar de Vincent
    Vincent

    Faute de frappe, remplacer 80% par 20%:
    « Les jours sans vent sur toute la France pendant plus de 2 jours, c’est moins de 80% des jours de l’année »

  19. Avatar de Vincent
    Vincent

    Le français Alstom utilise précisément une grande STEP pour gèrer l’éolien au Portugal:
    http://www.youtube.com/watch?v=Dbmi_YZhRug

  20. Avatar de gutemberg
    gutemberg

    ce que je reproche a ce blog, c’est qu’il ne regarde juste que la situation actuelle de l’energie, pas les tendances…
    Le cout de l’electricite est ammenée a exploser en France (hausses de 5% par an voulue par EDF) le cout de l’electricité d’origine nucleaire est faible car n’integre pas des couts cachés portés par le contribuable et surtout tiiens compte de centrales deja amorties….
    le cout des energies renouvelables par contre ne fait que diminuer avec pour l’eolien (onshore) un cout quasiment équivalent. L’éolien offshore est par contre un non sens économique fait pour faire plaisir à Areva, Alstom et EDF… (cout au kWh 2 fois plus élevé !)
    Si je devais recommender une filiere a mon fils, je l’inciterais a travailler dans les eoliennes, surtout pas dans le nucleaire, technologie dépassée du 20e siecle…

  21. Avatar de Ray
    Ray

    gut, je vous rappelle que le leader mondial de l’éolien offshore est l’allemand Siemens et que la filiale allemande d’AREVA (Multibrid) court derrière.
    En Europe, le développement de l’éolien offshore est tout simplement la conséquence du manque de surfaces ventées au sol disponibles. Un tel problème ne se pose pas aux États-Unis par exemple. Par contre cette technologie va permettre de développer des éoliennes de fortes puissances (6 MW aujourd’hui, 10 MW demain et plus si affinité) qui travailleront avec un taux de charge de 40% (3500h/an)en Mer du Nord. Elle nécessitera des liaisons unidirectionnelles HVDC avec le continent et le réseau existant qu’il faudra également faire financer par les responsables des réseaux ou les distributeurs. Il y a donc là un important business potentiel qui nécessite de riches investisseurs et une puissante technologie que seuls les Groupes les plus avancés sauront maîtriser. Nul doute que nos leaders hexagonaux sont un peu à la traîne sur ce coup.
    Si vous souhaitez orienter la carrière de votre fils dans les éoliennes, dites-lui également d’apprendre l’Allemand.

  22. Avatar de Ray
    Ray

    Vincent, tout ce que vous dites est bien joli. Mais d’où provient l’énergie de pompage? Il faut choisir: alimenter le réseau où pomper…sauf si le nombre d’éoliennes est sur-dimensionné.
    Vous voyez-bien que vous faites appel dans votre schéma à quelques centrales au gaz (60 GW au moins) qui devront alimenter le réseau lorsqu’il n’y aura pas de vent durant 4 ou 5 jours d’affilés.

  23. Avatar de Vincent
    Vincent

    « Vincent, tout ce que vous dites est bien joli. Mais d’où provient l’énergie de pompage? Il faut choisir: alimenter le réseau où pomper…sauf si le nombre d’éoliennes est sur-dimensionné. »
    Raymond, une STEP, c’est une batterie gravitaire. Prenons l’exemple d’une maison que vous souhaitez alimenter avec un panneau solaire. Comp-tenu de la ressource solaire qui est discontinue et intermittente, vous faites appel à une batterie. Comment dimensier la puissance du panneau et la capacité de stockage de la batterie ?
    1 – Vous estimez vos besoins électriques moyens sur une journée et vous prenez un panneau capacable de répondre à ces besoins (+environ 10% pour tenir compte des pertes au niveau charge/décharge de la batterie).
    2 – Vous prenez une batterie capable de vous alimenter pendant deux jours sans aucun soleil. Le rôle principal de cette batterie est d’absorber les pointes solaires et de compenser pendant les heures sans soleil (nuit etc.). Cette batterie ainsi dimensionnée est rarement complètement pleine, et rarement complètement vide, elle fait le yoyo en permanence.
    3 – Pour les périodes avec plus de 2 jours sans soleil, soit vous prévoyez de vous connecter au réseau en secours, ou alors vous installez un groupe électrogène carburant à l’huile ou au gaz.
    A l’échelle d’une commune, d’une région ou d’un pays, avec l’éolien et la batterie gravitaire (STEP), le raisonnement est identique.
    Vous écrivez qu’il faut surdimensionner le parc éolien d’un facteur 5, je suis désolé mais c’est faux. Il convient d’installer un parc éolien capable de répondre à la demande électrique de la région considérée (+ environ 20% pour tenir compte des pertes au niveau du cycle de pompatge-turbinage). Pour produire 450 TWh avec de l’éolien (c’est à dire une puissance moyenne d’environ 60 GW), il convient d’installer un parc éolien d’environ 200 GW. 200 GW suffisent, pas besoin d’installer, contrairement à ce que vous écrivez, 5 fois plus.
    Et pour avoir 2 jours d’autonomie avec la STEP, il faut environ 2 TWh.
    Coût du kWh: 4 à 8 centimes pour ‘éolien + 1 à 2 centimes pour l’assistance de la STEP, soit un total de 5 à 10 centimes, ce qui est très acceptable comparativement au coût réel du kWh nucléaire qui est de 6 kWh.

  24. Avatar de Vincent
    Vincent

    « Il faut choisir: alimenter le réseau où pomper…sauf si le nombre d’éoliennes est sur-dimensionné »
    Il semble que vous n’avez pas bien compris le principe.
    Avec l’éolien ou le solaire, il y a des périodes où la production exède largement la demande, et d’autres périodes ou c’est l’inverse.
    Quand la production éolienne ou solaire dépasser la demande, vous stockez l’énergie dans la batterie gravitaire (ou dans une batterie lithium, sodium ou vanadium, peut importe, le principe est le même)
    Quand la production est inférieure à la demande, la batterie (gravitaire ou électrochimique) fournit le courant.
    Le jeu de yoyo fonctionne continuellement.
    Pour produire 450 Twh (France) avec de l’éolien, un parc éolien d’environ 200 GW suffit, pas besoin d’installer 5 fois plus (1000 GW d’éolien) pour le pompage.
    L’interconnexion des réseaux électriques français, allemands, espagnols, anglais permet d’ailleurs de réaliser du stockage virtuel et permet de réduire la puissance du « groupe électrogène » à installer pour les périodes avec plus de 2 jours sans vent sur toute la France.
    Au niveau investissement, une centrale à gaz, c’est très bon marché. L’essentiel du coût du kWh électrique-gaz, c’est le combustible, pas l’investissement dans la centrale.
    Dans le dispositif proposé, les centrales à gaz n’interviennent que très rarement, d’où une facture gaz très réduite.

  25. Avatar de pierre
    pierre

    Si on faisait par étapes simples (une technique innovante de gestion de projet) ?
    Pourquoi ne pas fermer Fessenheim à ses 40 ans ? On verra à ce moment où en est la technologie pour la suite.
    Au minimum, on pourrait la remplacer par un EPR. Ca diminuerait le risque.
    (et pour le coût du démantellement, EDF n’a qu’à payer. Peu importe qu’ils aient provisionnés ou pas. Si je n’ai pas mis de côté pour payer mes impots, l’état n’annule pas ma dette. Ils ont l’argent :
    – quand il communique aux actionnaires, Proglio fanfaronnent sur leurs 250 milliards d’actifs
    – quand il s’agit de parler à la CRE ou de respecter leurs engagement ils parlent de leur 45 milliards de dettes…
    ==> Pas de dividende, revente des filliales, gel des salaires,…)

  26. Avatar de Ray
    Ray

    Vincent, je n’ai sûrement pas tout compris mais ce dont je suis sûr est la chose très simple suivante:
    Si je veux transmuter une source intermittente de puissance en une ressource continue de puissance P à l’aide d’une batterie en tampon je dois tenir compte:
    -du taux de charge T de la source intermittente
    -du rendement R du cycle complet charge-décharge de la batterie
    T et R sont compris entre 0 et 1.
    En supposant le cas le plus critique d’une batterie totalement déchargée et désirant recharger la batterie au régime d’utilisation en décharge je devrai installer une puissance intermittente qui sera égale
    a) dans le cas d’une utilisation nulle
    P1 = P/T/R
    b) dans le cas d’une utilisation nominale
    P2=P + P/T/R = P(1+1/T/R)
    Si je veux recharger à un régime deux fois plus rapide on a alors:
    P3 = 2P1 pour une utilisation nulle et
    P4 = 1+2P1 pour une recharge en utilisation nominale
    Exemple éolien avec pompage:
    T= 35%
    R= 75%
    On trouve alors
    P1= 3,8P
    P2 = 4,8P
    P3 = 7,6P
    P4 = 8,6P
    Mon réservoir prévu pour une autonomie de deux jours à pleine puissance sera rechargé à bloc en un jour dans toutes les configurations si j’installe une puissance intermittente égale à 8,6 fois la puissance nominale désirée.
    Si mon réservoir a une autonomie de 5 jours et si je veux le remplir à bloc en un jour il me faudra installer une puissance P5 = P(1+5P1) soit de 20P.
    Pour un fabricant de batteries c’est un problème trivial. Les blocs de sécurité par exemple doivent être rechargés en 12 heures ou 24 heures selon les contrées. Un système de secours industriel devra redevenir pleinement opérationnel en quelques heures, etc. Pour calculer la puissance électrique à installer il faut savoir en combien de temps je veux recharger le système.

  27. Avatar de Vincent
    Vincent

    L’efficacité d’un cycle de pompage-turbinage est de 75% pour les STEP mal configurées avec 2 bassins par exemple très éloignés, ou alors avec du matériel obsolète. Elle est comprise entre 77% et 83% pour les STEP bien configurées (record de 83% en Allemagne sur un STEP récente). On peut retenir 80% dans le cas des STEP à eau de mer en bordure immédiate de falaise (études en cours dans le nord de la France, en bordure de la Manche).
    Pour passer à 90% d’éolien dans l’électricité française (puissance moyenne appelée d’environ 60 GW), 200 GW d’éolien (hypothèse d’un facteur de capacité de 30%) sont suffisants, pas besoin de 8,6 x 60 GW = 516 GW.
    Ces 200 GW éoliens, répartis sur toute la France (ce qui réduit la probabilité de se trouver plusieurs jours sans aucun vent), pays qui jouit de 3 régimes éoliens différents (ajouter un dose de solaire améliore encore le mix sur ce plan statistique), assistés d’une STEP ayant une capacité d’environ 2 ou 3 TWh (1 jour et demi à 2 jours de consommation électrique nationale) et une puissance d’environ 140 GW, permettent de répondre à environ 90% de la demande électrique nationale sur une année. Pour les jours exceptionnels avec plus de 36 ou 48 heures sans vent, l’interconnexion des réseaux électriques français avec ceux des pays voisins cumulé au recours exceptionnel à des centrales à (bio)gaz d’une puissance totale de 90 GW (au cas où) permet de boucler le système. Avec 90 GW de centrales à gaz installés, il n’y a aucun risque de rupture d’approvisionnement en électricité, car, a elles seules, elles peuvent répondre à 100% de la demande nationale.
    On obtient ainsi un mix électrique 80 à 90% renouvelable, ce qui est excellent, la composante gaz étant inférieure à 10-20% et peut être remplacée progressivement soit par du biogaz, soit en agrandissant les STEP. Ceci pour parvenir au 100% renouvelables.

  28. Avatar de Vincent
    Vincent

    Investissements :
    200 GW éolien = 200G€ (le watt éolien est aujourd’hui à 0,98€ en moyenne mondiale)
    140 GW STEP = 140 G€ (1 € le Watt, entre 0,7 et 1,3€ dans les cas standards à l’échelle mondiale)
    90 GW gaz = environ 45 G€ (investissement très bon marché)
    Total : 385 G€
    60 GW Nucléaire = 240 G€ (4€/watt EPR, sans compter le démantèlement, la gestion des déchets sur plusieurs milliers d’années, la R&D etc.)
    + 30 GW gaz = 15 G€
    Total : 255 G€
    L’option éolien assisté de STEP+gaz induit donc un surcoût d’environ 50% par rapport à l’option nucléaire assisté du gaz. C’est précisément cette option éolien+STEP+gaz qui est retenue par l’Allemagne. D’où les projets HVDC NorGER et NordLINK (hydro norvégienne) + les projets de STEP sur le sol allemand (Baden Wurtemberg etc.) + le gazoduc NordStream (gaz russe). La Norvège possède une puissance hydro installée d’environ 60 GW (la France peut tout à fait se connecter à la Norvège par câble HVDC, les Pays-Bas l’ont fait). Un câble HVDC entre l’hydro norvégienne et le réseau électrique allemand, cela coûte environ 1,5 G€ par GW.
    50% plus cher, mais zéro déchet nucléaire à longue durée de vie et zéro risque d’accident nucléaire, cela en vaut donc vraiment la peine. 70% des allemands sont prêts à payer 20 euros de plus par mois pour avoir une électricité sans nucléaire (sondage récent).
    Une approche qui me semble pertinente est la suivante:
    Commencer par un mix 70% éolien + 30% gaz (200 GW éolien + 90 GW gaz)
    Puis remplacer progressivement les 90 GW gaz par des STEP, et augmenter peu à peu leur autonomie (passer par exemple de 2 à 8 jours) pour se débarrasser complètement du gaz que l’on ne peut pas remplacer par du biogaz.
    Tout ce qui concerne la France dans mon message est en réalité à corriger: 15% de l’électricité française est déjà produite de manière durable et renouvelable.

  29. Avatar de Ray
    Ray

    Vincent, avec 90 GW de centrales à gaz gaz et 200 GW d’éolien votre STEP ne sert plus à rien, c’est évident. Beaucoup trop cher car trop redondant.

  30. Avatar de Vincent
    Vincent

    L’objectif est d’obtenir un mix avec le plus de renouvelables possibles.
    Si l’objectif est uniquement et tristement pécunier, alors il faut choisir l’option 80% nucléaire+ 20% gaz, ou alors le 100% gaz.
    « avec 90 GW de centrales à gaz gaz et 200 GW d’éolien votre STEP ne sert plus à rien, c’est évident. Beaucoup trop cher car trop redondant. »
    Il y a effectivement redondance, mais la STEP permet de réduire la consommation de gaz, il s’agit donc d’un outil très important. En augmentant progressivement la capacité des STEP (pour passer de 2 jours à 8 jours d’autonomie), on réduit progressivement le gaz, c’est cela le but.
    Mais je suis d’accord avec vous: dans un premier temps, mieux vaut construire un mix 70% éolien + 30% gaz. L’élimination progressive du gaz par les STEP intervenant dans une seconde étape.

  31. Avatar de Christian
    Christian

    Cher Vincent,
    Cher Raymond,
    Le problème du stockage des EnR intermittents réside dans l’existence de plusieurs fréquences très découplées :
    – le cycle quotidien, on peut envisager ce que vous voulez, Vincent, mais Raymond montre que ça n’est déjà pas gagné…
    – les variations météo d’ordre hebdomadaire (15 jours de beau temps ou de temps pourri d’affilée, ça existe). Raymond est sympa, il a fait le calcul avec 5 jours, pas 15…
    – les variations saisonnières. L’été, c’est pas l’hiver (M. de Lapalisse).
    Les partisans-promoteurs deEnR devraient prendre conscience :
    1- que la voiture électrique aide pour le cycle quotidien, et cesser de dégommer le concept, ce qu’ils font souvent car une voiture électrique est pour l’instant nucléaire.
    2- cesser de taper sur le chauffage électrique car c’est un bon usage avec de l’inertie, c’est bon pour le lissage des fluctuations hebdomadaires. Qui plus est, pompe-à-chaleur = climatiseur l’été, c’est bon pour le lissage annuel.
    A ben zut, c’est contraire à la doctrine de baisser la consommation d’énergie primaire… Mais ça permettrait d’améliorer globalement le bilan carbone, et rendre « naturellement » rentables les EnR.

  32. Avatar de Vincent
    Vincent

    A nouveau (re, re, re…), avec 90 GW de centrales au gaz en appoint, on peut produire environ 90% de l’électricité française avec 200 GW d’éolien assistés d’une STEP à eau de mer. Le gaz, ce n’est que 10%.
    Le gaz peut servir notamment à l’échelle d’une journée, pour aider la batterie gravitaire en cas de problème.
    Le gaz est là dès qu’on a pas assez d’électricité qui sort des parcs éoliens et que la batterie gravitaire est vide.
    15 jours sans aucun vent sur toute la France ou toute l’Europe (et même 6 mois sans aucun vent), ce n’est absolument pas un problème avec l’appoint gaz.
    Il n’y a pas d’obstacle technique pour passer à un mix 90% EnR.

  33. Avatar de Raymond Bonnaterre
    Raymond Bonnaterre

    Pour modérer l’optimisme de certains intervenants on pourra lire avec intérêt un papier de Bloomberg sur les tribulations allemandes et la sortie proclamée du nucléaire sponsorisées par le lignite local.
    Une ressource électrique de base sans nucléaire nécessite aujourd’hui beaucoup de charbon.
    “Germany is currently switching from nuclear to coal, and from gas to coal — about the worst thing that could be done from a climate change perspective,” Dieter Helm, an energy policy professor at the University of Oxford, said by e-mail. “Its current energy policy is not going to reduce its real emissions.”
    http://www.bloomberg.com/news/2012-12-07/eon-loses-as-rwe-s-coal-plants-win-germany-s-green-shift-energy.html

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