Catégorie : Réchauffement Climatique

                          L‘Electric Power Research Institute (EPRI) et l’Idaho National Laboratory (INL) viennent de publier un Plan Stratégique de Recherche et Développement dans le domaine des activités énergétiques nucléaires civiles. Ils placent tout d’abord leur action dans le cadre des objectifs de réduction vigoureuse des émissions de CO2 au niveau de 1990 en 2020 et d’une réduction supplémentaire de 80% en 2050. La traduction de ces objectifs dans le mix énergétique de production d’électricité américain, réalisé par une analyse appelée PRISM (FIG.), implique un accroissement des parts du nucléaire dans le mix de 20% à 40% entre aujourd’hui et 2050. Dans ce scénario, pour la première fois aux Etats-Unis, il est affirmé par un organisme officiel que malgré l’accroissement des énergies renouvelables, malgré la disponibilité des moyens de capture et de stockage du CO2 (CCS) pour 10$ la tonne de CO2, il sera indispensable de faire croître la part d’électricité d’origine nucléaire au cours du XXIème siècle. Les temps changent!

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                     Ce scénario recommande d’accroître d’ici à 2020 la génération d’électricité nucléaire aux Etats-Unis de 20%, ce qui demande d’installer 20 GWe de puissance électrique supplémentaire, pour réduire les émissions de CO2 des énergies primaires de 10%. Puis d’accroître cette puissance installée de 200% d’ici à 2050.

                      Dans un tel schéma la puissance installée des réacteurs à eau légère de nouvelle génération (ALWR) augmenterait régulièrement jusqu’en 2070, accompagnant la disparition des réacteurs (LWR) de la génération précédente (FIG.II). Puis arriverait la phase commerciale des réacteurs à neutrons rapides qui prendrait le relais (Fast Reactors). Par ce cadencement l’INL donne le temps (plusieurs décennies) de mettre au point les réacteurs surgénérateurs qui permettraient d’utiliser les combustibles usagés de la génération précédente. La consommation d’Uranium passerait par un maximum de 50 mille tonnes par an entre 2060 et 2080.

          Dans son Plan Stratégique de Recherche l’EPRI insiste sur quelques points fondamentaux que sont la durée de vie des réacteurs à eau légère de nouvelle génération qui doit être définie pour 60 ans puis portée à 80 ans. Il souligne également toute l’importance de la gestion du combustible, domaine où les Etats-Unis sont très en retard, jusqu’à l’utilisation des déchets ultimes dans des réacteurs à neutrons rapides. Enfin il introduit l’hypothèse de réacteurs à haute température à refroidissement gazeux qui seraient des sources de chaleur pour les process et permettraient de produire de l’hydrogène sans dégagement de CO2. Mais la probabilité de l’arrivée de ce genre de réacteurs dans les décennies à venir reste tout de même assez faible, même si les scénarios retenus les font arriver en 2025.

LIRE le Plan de R&D de l’EPRI et de l’INL

Le 19 Février 2009.

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                        De nombreuses équipes dans le monde travaillent à la valorisation de la biomasse, disponible en relative abondance mais très dispersée et nécessaire aux fragiles grands équilibres de la planète. C’est donc par définition une ressource limitée qui se régénère lentement et qui doit être exploitée avec la plus grande des prudences. La façon la plus commune d’utilisation est le feu de bois qui peut alimenter des centrales thermiques en remplacement du charbon ou qui peut alimenter des chaudières domestiques sous forme de granulats, première forme un peu élaborée de la ressource. D’autres, par pyrolyse produisent du Bio-Oil et de la suie qui après mélange peuvent sous forme liquide ou solide alimenter des chaudières. Plus complexe encore certains rêvent de syngas (CO+H2) et de synthèse Fischer-Tropsch. D’autres utilisent les huiles végétales pour faire du gasoil. Dans la filière des biotechnologies, les réactions de dégradation enzymatiques et de fermentation conduisent au bioéthanol de première génération, avec l’amidon du maïs, ou de deuxième génération avec les produits ligno-cellulosiques. Enfin, forme la plus aristocratique, l’élite, travaille à la biosynthèse de l’Hydrogène. Mais n’oublions jamais, pour éviter tout délire journalo-écologique incontrôlé, que toutes ces recherches et développements portent sur la même ressource: la biomasse. On ne peut donc parler que de valorisation et de rendement énergétique comparatifs entre les diverses filières et il n’est pas évident que les voies les plus complexes soient les plus pertinentes.

                    L’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) de Virginie et l’Université de Géorgie travaillent activement sur la génération spontanée d’hydrogène à partir de solutions de produits de dégradation chimique ou enzymatique de ressources ligno-cellulosiques et avec l’aide de cocktails enzymatiques complexes de leur composition. Le Docteur Percival Zhang et Col. viennent d’annoncer qu’ils ont réussi à partir de la célobiose, éther issu de deux molécules de glucose (FIG.), d’obtenir à température ambiante de l’hydrogène gazeux, avec un rendement de plus de 11 moles d’hydrogène par mole de célobiose, selon la réaction globale suivante:

C12H22O11 + 7 H2O  ————->    C6H12O6 + 12 H2 + 6 CO2

                 Pour les auteurs, le rendement  en hydrogène serait encore plus proche de la théorie dans un procédé en continu.

              Rappelons que pour l’instant 95% de l’hydrogène produit dans le monde provient du syngas obtenu à partir de gaz naturel selon deux réactions successives.

CH4 + H2O ——> CO + 3 H2  syngas suivi de l’hydroconversion du CO en CO2 selon

CO + H2O ——–> CO2 + H2 soit un bilan global

CH4 + 2 H2O —–> CO2 + 4H2 qui permet d’obtenir 4 moles d’hydrogène à partir d’une mole de CH4.

                   Ces recherches sont bien entendu passionnantes, puisqu’elles permettent de synthétiser un produit de forte valeur ajoutée comme l’hydrogène. Cependant il ne faut jamais oublier que c’est un gaz, forme de l’énergie peu appréciée des moyens de transport. Pour s’en convaincre il suffit de constater le faible enthousiasme du marché des véhicules pour le gaz naturel, produit pourtant abondant et beaucoup moins onéreux que le pétrole et ses dérivés.

Le 18 Février 2009.

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                      Les teneurs en CO2 dans l’atmosphère oscillent autour d’une droite croissante avec le temps, de pente de l’ordre de 2 ppm par an, au gré des saisons et de la respiration végétale (FIG.). L’Institut Polaire Norvégien annonce avoir mesuré à sa station du Mont Zeppelin en Novembre et en Décembre des valeurs moyennes de CO2 proches de 390 ppm avec certaines valeurs journalières atteignant 394 ppm. Ces valeurs sont dans la ligne des prévisions des maximums annuels pour 2009. Il est donc possible de pronostiquer que des valeurs maximales à 400 ppm de CO2 seront mesurées dès 2014, c’est à dire dans 5 ans. Rappelons que certaines études de simulation envisagent un effet irréversible du CO2 sur le climat à partir de teneurs de 450 ppm (LIRE) qui seront atteintes dans environ 30 ans, au rythme où vont les choses en ce bas monde. Il faudra bien un jour comprendre que ce ne sont pas quelques milliers d’éoliennes indisciplinées qui permettront de réduire de moitié les 32 ou 35 milliards de tonnes de CO2 larguées annuellement dans l’azur.

Le 14 Février 2009.

                     Il est évident qu’avec les menaces immédiates de réchauffement climatique les Etats vont devoir interdire peu à peu la construction de nouvelles centrales au lignite ou au charbon non équipées de dispositifs de capture du CO2. En parallèle ils vont devoir remettre en cause les interdictions concernant la construction ou le remplacement de centrales nucléaires, comme vient de le faire la Suède. Aux Etats-Unis les projets de centrales au charbon sont de plus en plus impopulaires. Ils l’étaient déjà sous la précédente Administration, ils offrent un aspect vraiment déplacé maintenant. De 200 projets il y a quelques années, les Etats-Unis n’en comptent plus que 70 environ. La dernière annulation de projet provient de NV Energy qui a décidé sous la pression environnementale, de "repousser" un projet de centrale au charbon de 1500 MW dans la Nord du Nevada, en attendant la faisabilité des techniques de capture et de séquestration de CO2 qui ne sera pas à l’ordre du jour avant 2020 affirme la direction de NV Energy. Une telle unité nécessiterait de neutraliser 7 à 8 millions de tonnes de CO2 par an.

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Le 10 Février 2009.

                         Parmi les voies possibles pour produire des carburants liquides si simples d’utilisation, il existe l’ensemble des procédés de type Fischer-Tropsch qui partant de gaz (GTL) de charbon (CTL) ou de biomasse (BTL) permettent de synthétiser divers combustibles liquides tel que le gasoil. Le plus connu et le plus ancien de ces procédés existants est celui de Sasol utilisant le charbon d’Afrique du Sud, les plus spectaculaires seront les unités de conversion de gaz naturel en liquides (Pearl, Oryx) au Qatar (LIRE). Le National Energy Technology Laboratory qui dépend du Department of Energy américain vient de publier une étude qui évalue les coûts des carburants et les émissions de CO2 "du gisement à la roue" de procédés CTL dans lesquels serait introduite une partie de biomasse.

                     Cette étude montre tout d’abord (TAB.) que le procédé CTL de type Sasol sans capture et séquestration de CO2 est INACCEPTABLE. La synthèse du carburant par ce procédé émet près de deux fois plus de CO2 que sa combustion. Rappelons que Sasol exporte son procédé et qu’il l’a pour l’instant vendu à la Chine et l’Indonésie qui voit ses gisements pétroliers s’épuiser. Cette dissémination d’un tel procédé sans capture du CO2, devrait être condamnée.

                      Le procédé, équipé d’un dispositif de capture et de stockage du CO2 (CCS), recyclant lui même les fractions légères d’hydrocarbures grâce à un "autothermal reformer" (ATR) et une conversion à l’eau du CO en CO2 (WGS) suivi d’une capture du CO2 à la methyldiéthanolamine (MDEA) décrits en rouge dans le schéma (FIG.II) conduit à capter plus de 96% du CO2 formé. Alimenté au seul charbon, il conduit à un bilan CO2 légèrement meilleur que celui moyenné de l’exploitation des ressources pétrolières non équipées de CCS. Par contre ce procédé n’est économiquement viable qu’à partir d’un prix du baril du produit fini autour de 92 dollars.

                      Enfin, basée sur des hypothèses d’approvisionnement de biomasses à partir de switchgrass et en limitant leur proportion pour tenir compte des problèmes d’approvisionnement, l’étude montre que l’introduction de 8 à 15% de biomasse dans le procédé, améliore fortement le bilan carbone global qui devient inférieur à la seule combustion des carburants produits. Par contre compte tenu des coûts d’approvisionnement en biomasse et des accroissements d’investissements pour avoir une unité mixte CTL et BTL ce procédé ne devient rentable qu’à partir d’un prix des produits finis de 117 dollars le baril environ.

                       Que signifie en réalité cette étude? Elle montre que plutôt que de rêver à une installation qui serait alimentée par d’hypothétiques ressources de biomasses par millions de tonnes venues d’on ne sait où, il serait plus réaliste de partir sur la base d’un procédé utilisant du charbon équipé d’un dispositif de capture et de stockage de CO2 et d’introduire dans cette unité une boucle d’utilisation de biomasse qui améliorerait le bilan CO2 de l’ensemble.

                        Mais pour l’instant n’oublions pas que les équipements de Sasol ne récupèrent aucune molécule de CO2 et polluent gaillardement.

LIRE cette étude.

Le 8 Février 2009

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                Toutes les cultures californiennes auront disparu à la fin du siècle et les villes seront en déshérence si les américains ne font rien pour ralentir la progression en besoins d’énergie, tel est le message fort lancé par Steven Chu, le nouveau Secrétaire d’Etat à l’Energie américain. Dans le pire des cas 90% des glaces des Sierra, réserve d’eau indispensable à l’agriculture californienne auront disparu, a-t-il précisé. La nouvelle Administration Obama a compris que c’est en sensibilisant et en éduquant les citoyens américains aux problèmes du réchauffement climatique que ce pays pourra infléchir sa politique énergétique et donc environnementale. C’est un grand changement par rapport à l’Administration précédente qui avait décidé de passer ces problèmes par pertes et profits en se contentant de subventionner le fuel éthanol.

             Les méthodes pédagogiques de Steven Chu apparaissent pour le moins assez percutantes.

Le 5 Février 2009.

                    Le Commissaire européen à l’Environnement, le grec Stavros Dimas vient d’écrire au Président Obama pour lui proposer une Alliance Atlantique d’un nouveau genre, destinée à lutter ensemble contre le réchauffement climatique. Dans cette lettre Dimas développe plusieurs arguments: il crédite l’Europe d’avoir mis en place un système de valorisation des droits d’émissions de CO2 (ETS) et de s’être fixé un objectif de réduction des émissions de gaz à effet de serre de 20%. L’Europe représente 14% des émissions mondiales, les Etats-Unis 22%, une alliance entre les deux entités permettrait d’être plus exigeants vis à vis de la Chine. De plus, cela acterait dans le marbre la volonté des USA de vouloir s’attaquer au problème du réchauffement climatique qui est un challenge mondial (LIRE la lettre).

           Il n’est pas évident qu’une alliance entre Europe et Etats-Unis soit l’approche la plus efficace pour avancer, mais une bonne entente entre les deux camps est indispensable pour progresser et affirmer des objectifs mondiaux. Les problèmes de réchauffement climatique sont potentiellement porteurs de conflits entre les pays riches qui pourront mener les actions correctrices et les pays pauvres qui attendront que la communauté internationale les aide. "Nos émissions de CO2 sont votre problème" dit un proverbe chinois.

Le 1er Février 2009.

                      La très libérale Commission Européenne, d’avant la crise bancaire que nous traversons et qui remet en cause bien des certitudes, a fait le choix de sous-traiter la valorisation de la tonne de CO2 à des marchés dédiés, chargés théoriquement de rapprocher l’offre et la demande et de déterminer ainsi un cours d’équilibre. Mais un tel marché sur des droits d’émissions réels ne paye pas son trader, alors, tout naturellement, ces marchés ont sécrété ses produits dérivés et autres futures qui permettent d’accueillir les spéculateurs de tous poils et de multiplier le nombre de transactions, et donc les commissions, par 10 ou 20 ou parfois plus. Le CO2 est donc coté, sur l’European Climate Exchange à Londres par exemple (ECX) comme n’importe quelle commodity (matière première et énergie).  Son cours, fortement corrélé aux cours du pétrole, suit donc les modes spéculatives du moment (FIG.). Par exemple, à la fin de la semaine dernière le cours de la tonne de CO2, vers les 12 euros, se retrouvait à un plus bas depuis près de deux ans.

                     Cela veut dire qu’en ce moment, où les prix du charbon ont fortement baissé et où les droits d’émissions de CO2 sont bradés, il faut être masochiste pour brûler autre chose que du charbon dans les centrales électriques à flamme. Quand aux abrutis qui ont choisi l’option nucléaire, ils feraient mieux de revenir au bon vieux charbon, quelques centaines de millions de tonnes de CO2 de plus ou de moins dans l’Azur, ce n’est plus un problème. Voila schématiquement, à traits forcés, où nous en sommes en Europe.

                  Laisser au Marché et donc à la spéculation, le souci de la régulation des droits d’émissions du CO2 est une formidable bêtise. L’Europe politique doit reprendre en main cette recherche d’un juste prix. Qui interdirait à la Commission de mettre aux enchères tous les mois par exemple, à l’achat comme à la vente, avec des cours planchers de 20 ou 25 euros la tonne, des droits d’émissions de CO2. Les opérateurs industriels pourraient prendre ces cours planchers, réévalués raisonnablement tous les ans, comme base de calcul de rentabilité de leurs investissements écologiques.

                 D’après Nicholas Stern les techniques de capture et séquestration du CO2 (CCS) nécessiteraient un cours de 50 dollars la tonne ce CO2 pour être viables. Si les politiques veulent voir un jour émerger ces technologies sans puiser de nouvelles subventions dans les caisses il faudra bien un jour donner un prix au CO2 qui s’affranchira de toute spéculation.

Le 20 Janvier 2009.

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                     Dans une étude du consultant néerlandais CE Delft relative aux coûts externes du transport routier de marchandises, le coût annuel externe des nuisances générées par la circulation des poids lourds dans l’Europe des 27 est grossièrement estimé à 144 milliards d’euros. Parmi ces coûts l’étude recense les atteintes aux infrastructures, les accidents, les embouteillages, le bruit et les émissions de gaz (FIG.). L’étude rapproche ce coût estimé aux taxes payées par le transport routier de marchandises qui atteint annuellement 54 milliards d’euros.

                     A partir des 2 milliards de tonne-km de transport routier de marchandises et sur la base d’un emport moyen par camion de 6,5 tonnes de chargement et du coefficient de remplissage inférieur à 0,5 (retour à vide, camion mal utilisé, etc.) les auteurs de l’étude estiment grossièrement les émissions de CO2  à 220 millions de tonnes pour 2009 ce qui représente 25% environ de la totalité des émissions du transport routier en Europe (FIG.). Les émissions annuelles totales de CO2 en Europe étant estimées à 4,3 milliards de tonnes, les émissions dues aux déplacements des poids lourds en Europe représentent donc 5% environ des rejets de CO2.

                Il apparaît clairement qu’une politique de réduction des rejets gazeux par les transports terrestres qui invaliderait les prévisions de cette étude, doit s’adresser également au trafic des poids lourds et non pas aux seuls véhicules légers. Les autorités européennes se doivent de fixer des objectifs aux constructeurs de poids lourds qui par des actions du type allègement des structures, réduction de la traînée, réduction de la résistance au roulement, amélioration des rendements des moteurs et hybridation des véhicules urbains par exemple peuvent tendre vers des consommations réduites d’un tiers par rapport à celles des véhicules aujourd’hui les plus modernes. Un objectif de consommation des poids lourds de 20 litres de gasoil aux 100 km doit être en ligne de mire pour tous les constructeurs.

Le 19 Janvier 2009.

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                       Dans le communiqué précisant les motivations et les modalités du rachat de la partie production et négoce d’énergie du néerlandais Essent par son Groupe RWE, Juergen Grossmann avoue sans aucun complexe que "Combinée avec nos efforts de modernisation des centrales en Europe, le développement du business renouvelable, et la recherche sur la capture et le stockage du carbone, cette acquisition va permettre à RWE de réduire son intensité moyenne d’émissions de CO2, ce QUI EST UNE BONNE NOUVELLE POUR LA PROTECTION DU CLIMAT" (sic). Voila une superbe conception de l’écologie à l’allemande. Vous polluez beaucoup. Votre entreprise  qui brûle beaucoup de lignite et de charbon, avec 158 millions de tonnes de CO2 émises en 2007 en Allemagne, est une des plus polluantes d’Europe. Qu’à cela ne tienne, vous achetez la production d’électricité du petit concurrent néerlandais dont l’intensité d’émission de CO2 est 40% en dessous de la votre et qui travaille activement sur la capture et le stockage du CO2, et hop, voila le miracle…vous polluez beaucoup moins …du moins en moyenne, la Planète est sauvée!

                     Quel député européen écolo, ou pas, va avoir le courage de poser des questions à ce monsieur Grossmann sur ses conceptions révolutionnaires de l’écologie? S’acheter un certificat de bonne conduite avec 9,3 milliards d’euros, constitue pour le moins, une solution originale au problème des émissions de CO2 en Europe.

Lire le communiqué de RWE.

Le 12 Janvier 2009.