Décarboner l'électricité!

Avec les perspectives d’extinction des transports et du chauffage “fossile”, il s’avère nécessaire de compenser les consommations correspondantes

Deux axes complémentaires sont envisageables:

  • l’économie ( maîtrise de l’énergie, efficience, sobriété, mode de vie; …)

  • la production d’une électricité décarbonée à très grande échelle.

Le propos est axé sur la production d’électricité décarbonée, avec une analyse des filières possibles:

  • Le nucléaire ressource limitée (uranium), difficilement envisageable à grande échelle

  • Les renouvelables:

solaire et l’éolien ressource inépuisable et illimitée

hydraulique, biomasse, géothermie ressource modérément renouvelable

  • L’hydrogène n’existe pas à l’état naturel, il passe par l’étape électricité (ou craquage fossile) avec un rendement qui n’est aujourd’hui pas suffisamment performant..


La réflexion est orientée sur les avantages et inconvénients de 2 filières nucléaire et solaire avec notamment les émissions comparées de GES / kWh.


Conclusions:

Nucléaire: Forte complexité technique > coûts non maîtrisés devenus prohibitifs, problème de sécurité, hors du champ de l’économie circulaire. L’argument pilotable est à nuancer.

Les émissions de GES 6 à 12g / kWh sont certainement fortement sous évaluées, avec une tendance haussière du fait des renforcements de la sécurité qui complexifient et augmentent les coûts et les émissions de GES.


Solaire: Grande simplicité technique, baisse régulière des coûts, économie circulaire > zéro déchets

Non pilotable, mais les technologies de couplage au station de pompage hydraulique, de stockage sur batterie, avec en plus l'arrivée du V2G (véhicule connecté réseau) sont très encourageantes.

Les émissions de GES 56 g/ kWh (liées au processus de fabrication) sont certainement fortement surévaluées, tendance à la baisse (réduction des matières premières et augmentation des rendements , l'Ademe évoque maintenant 38g/kWh).


Nota: Il est tout aussi important de parler des moyens de production électrique que des économies d’énergie, (sujet certes plus consensuel), pourquoi?.

Au niveau industriel, le nucléaire a bloqué toute recherche et investissement dans les ENR avec la perte totale des savoirs faire des technologies françaises: L’investissement monde dans le PV est d’env 150 milliards / an, dont nous sommes quasiment absents.

Au niveau des particuliers: la production d'énergie solaire individuelle est source de responsabilisation sur la question de l’énergie. Elle peut aussi générer un mouvement citoyen, à l’exemple des centrales villageoises, dont l’intérêt dépasse de loin les considérations techniques.

Du solaire sur son toit c’est la garantie absolue de disposer d'électricité propre, à moindre coût, accessible à tous, et c’est participer pleinement à la transition énergétique, c’est préserver l’avenir.


La voie nucléaire “ensorceleuse” (faire croire au mirage de l’énergie abondante propre), dangereuse (accidents majeurs, dissémination, lègue inacceptable aux générations futures), est en décalage complet avec les valeurs éthique, sociale, économique, environnementale des énergies “douces”.

Le nucléaire est devenu un gouffre financier que ne reflètent pas le coûts du kWh pratiqués en France.

Lu dans Alernative économique du 1 mai 2021:

La situation financière d’EDF se dégrade et de l’aveu de son PDG, l’énergéticien n’a plus les moyens d’investir suffisamment là où se joue l’avenir de l’électricité. Cependant, la délicate situation financière d’EDF est aussi due à sa stratégie pro-nucléaire et au coût qu’il représente, entre la prolongation des centrales, le démantèlement de certaines et le chantier catastrophique de l’EPR. Mais aussi à un cadre réglementaire qui vise à instaurer à tout prix de la concurrence dans un secteur où la compétition est largement artificielle.


En Angleterre, EDF a vendu 2 EPR avec un coût d’exploitation d'environ 12 cts€/kWh.

De plus les coûts de démantèlement, gestion long terme des déchets sont sous estimés, le coût d’un accident majeur n’est pas pris en compte. Il en va de même pour l’impact sur les GES.



Analyse détaillée.


Le nucléaire,


Inconvénients:

Ressource limitée et pb géopolitique

Impacts environnementaux hors CO2 forts

extraction du minerai

production importante de déchets hautement dangereux

risque d’accident majeur (pas d’assurance possible, l’état / les citoyens paieront

risque terroriste / dissémination de l’arme nucléaire

Coût devenants exorbitants par manque de maîtrise technologique et contrainte de sécurité:

Forte intensité capitalistique, limité à quelques états (Russie, Chine, France?)

Industrie monopolistique échappant aux citoyens

Économie circulaire impossible du fait de la contamination des matériaux.

Manque de flexibilité qui rend difficile la cohabitation avec les ENR.


Avantages avancés par certains: le nucléaire est pilotable… SAUF quand il est indisponible… Cette indisponibilité peut être brutale (arrêt d’urgence) et durer très longtemps, à l'exemple des réacteurs de Flamanville dont l'arrêt pour l’un a duré deux ans. En ce moment en France, env 40% des réacteurs sont à l’arrêt.

Concrètement pour assurer la pleine puissance en continu d’un réacteur, il faut probablement en construire 1,5 à 2 réacteurs.


Pour info, la disponibilité des réacteurs est passée de 80% il y a 15 ans à 67% en 2020.


Emission de GES:

Le nucléaire émet peu de CO2 “direct” dans la phase production, mais qu’en est il sur l’ensemble du cycle de vie?

L’analyse du cycle de vie, qui permettrait de comptabiliser les émissions est très complexe:

Extraction du minerai

Enrichissement

Fabrication du combustible (à Romans)

Construction de la centrale

Exploitation

Traitement du combustible usé à la Hague

Stockage, gestion des déchets : https://vimeo.com/507193685

Démantèlement des centrales, la Hague, …


L’Ademe retenait 66g/kWh (sortie centrale?) issu d’un rapport américain de Benjamin K. Sovacool

https://www.nirs.org/wp-content/uploads/climate/background/sovacool_nuclear_ghg.pdf


la SFEN (Société Française d’Energie Nucléaire) retient 6 ou 12 g et a mis en demeure l’Ademe de corriger son erreur (2019) ….

A noter aussi:

une étude d’Orano non spécifiques au GES mis qui donne des indications :étude orano comparaison de cycle combustible ouvert et fermé

La base Ademe donne beaucoup d’infos mais pas sur le contenu CO2 du nucléaire.


L’argumentaire nucléaire (6g CO2/kWh) repose sur des bases non facilement vérifiables.

Le solaire:


Le solaire peut revendiquer de nombreux atouts qui sont à l’opposé des inconvénients du nucléaire.


Inconvénient: il n’est pas pilotable. Mais l'indisponibilité n’est jamais de deux ans! Par contre, il ne suffit pas de doubler la puissance installée pour avoir une bonne disponibilité. Outre la “sobriété”, Il faut donc associer au solaire des moyens de stockage et de production ne dépendant pas de la météo: l’hydraulique bien sûr avec notamment les Stations de transfert d’Energie par Pompage “STEP” , la biomasse avec prudence, l’hydrogène, voie séduisante mais les rendements ne sont pas bons. Aujourd’hui le stockage d’énergie sur batterie est accessible, les ressources mondiales en lithium importantes, sans dommage majeur (à travailler).


Qu’en est il au niveau de l’habitat résidentiel?

Il est aujourd’hui raisonnablement possible de passer en autonomie, même s’il est préférable de rester connecté au réseau, formidable moyen de mutualisation des sources d’énergie. Dans ces conditions, l’argument non pilotable n'a plus de sens.


Le solaire n’émet pas de CO2 direct en production mais qu’en est il sur l’ensemble du cycle de vie?

voir: https://www.bilans-ges.ademe.fr/forum/viewtopic.php?t=4055

http://viewer.webservice-energy.org/incer-acv/app/ 37g CO2/kWh…


Pour les matheux:

Petit calcul style règle de 3 (chère à M. Jancovici) pour calculer les GES d’un générateur PV de 1 kWc.

L’énergie grise nécessaire pour fabriquer 1kWc est estimée à 2500 kWh (ce chiffre est en baisse continue, mais a été trouvé dans des études),

Si on considère le lieu de fabrication en Chine du fait des centrales au charbon, le mix électrique est de 1000g CO2/kWh); les émissions de CO2 pour fabriquer 1 kWc sont donc de 2500 kg.


SI maintenant ce générateur est installé en Sud France: productible de 1400 kWh/an

Si l’on admet une durée de vie calculée sur 30 ans pour les panneaux,

on aura produit 30 * 1400 environ 42000 kWh sur les 30 ans.

Rapporté au 2500kg de CO2 émis sur son cycle de vie, on obtient alors 2500 / 42000 soit env 60g CO2/kWh. ce qui est proche de la valeur de 56g d’émission de CO2 que l’on connaît.


Il est donc très vraisemblable que ce chiffre autour de 60g soit obtenu pour une fabrication en Chine avec un mix électrique de l'ordre de de 1000 g/kWh.

Une fabrication en France avec un mix de 84g CO2/kWh (1000g / Chine) réduirait fortement ces 60g!.



Conclusions:


Nucléaire: les émissions de GES 6 à 12g / kWh sont certainement très fortement sous évaluées, très incertaines , avec un tendance haussière évidente du fait du renforcement de la sécurité qui complexifie les constructions et l’exploitation, augmente les coûts et les émissions de GES.



Solaire: les émissions de GES 56 g/ kWh sont certainement très fortement sur évaluées, tendance à la baisse avec réductions des matières premières. Le fait de passer sur un modèle d’économie circulaire (recyclage) avec une construction française modifie fortement (dans le bon sens) les émissions de GES.


La notion de pilotable est à nuancer dans les 2 cas.


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