Repenser l'énergie entre 2020 et 2030 (I)

Le stockage hydrogène, malgré son mauvais rendement, est la seule solution que je connaisse pour faire du stockage inter saisonnier dans un volume compatible avec l'habitat individuel ou collectif.

Il existe des sites pilotes qui ont démontrés la faisabilité technique, mais cette technologie n'est pas économiquement viable pour le moment.  

la qualité ce certains articles de Reporterre c'est quelque chose. Hier ou avant hier est sorti un article sur les ZFE intitulé "Écologistes, opposons-nous aux zones à faibles émissions".

On y lit :

Une étude portant sur la ZFE de l’agglomération grenobloise a ainsi conclu que la mise en place du dispositif a eu des impacts différenciés selon les catégories socioprofessionnelles, puisque celles aux plus faibles revenus ont en proportion plus de voitures concernées par l’interdiction.
Amusant car la ZFE de Grenoble (j'y habite) ne touche que les camions et utilitaires pros pour le moment. Elle ne sera mise en place pour les particuliers qu'au plus tôt à l'été 2023 !
Le pire c'est que je suis assez d'accord avec les concluions de l'article.

Beaucoup de bla-bla pour rappeler ce fondamental : les EnR ne suffisent pas, il faut leur adjoindre le stockage et maîtriser la consommation. Le choix de l'Allemagne de fermer prématurément des centrales nucléaires, mais aussi de compenser avec principalement des énergies fossiles (gaz et charbon), plutôt que de poursuivre ses efforts dans la transition (pas seulement du solaire et de l'éolien ! ), ainsi qu'il est expliqué dans les articles de Reporterre (à condition de ne pas lire que l'accroche) est en effet à blâmer : les nouveaux dirigeants ont choisi de revenir vers le renouvelable, dont acte. C'est de toutes façons la production Européenne dans son ensemble qui nous intéresse, pas les états d'âme de quelques nostalgiques des énergies du passé !

Le stockage hydrogène, malgré son mauvais rendement, est la seule solution que je connaisse pour faire du stockage inter saisonnier dans un volume compatible avec l'habitat individuel ou collectif.
Il existe des sites pilotes qui ont démontrés la faisabilité technique, mais cette technologie n'est pas économiquement viable pour le moment  Sad

Le problème est physique, l'économique n'étant que la mise en euro du premier.
Si tu veux faire réellement de l'inter-saisonnier, il va te falloir de quoi justifier une non-dépense de stock pendant des mois.
Ce qui implique un énorme stock, donc une énorme perte énergétique pour créer ce stock (environ 60 % de pertes !) c'est difficile à justifier, pas seulement économiquement.

Quant au volume : pas si sûr, même à 300 bars, il te faut un volume énorme pour stocker la conso d'un seul foyer pendant plusieurs mois.  
Justement en volume, l'hydrogène c'est 3kWh par m³

12,5 KWh par jour = 375 kWh par mois pour un seul foyer, soit  100 m³ environ, par maison.
Tu peux compresser mais si tu sors de quelques bars comme le propane/butane pour adopter les pressions de service de l'H₂ automobile - c'est beaucoup plus dangereux, soumis à épreuve, et ça ajoute de nouvelles pertes. Je ne suis pas sûr que la solution soit une petite centrale Seveso contre chaque baraque.

À volume équivalent, les pistes du sodium-ion ou du redox anionique me semblent plus prometteuses.

"l'hydrogène c'est 3 kWh par m³"

Je reprends mon exemple ci-dessus, d'ailleurs tout à fait incomplet car il ne considère que les besoins pour 17 jours. Cela voudrait dire que, pour faire face aux conditions climatiques début décembre en Allemagne, il aurait fallu en produire et en stocker au préalable 6,8 milliards de m³ ? Ça vous semble faisable ?

Et un m3 a 300 bars c'est bien 3,3 litres ?

Pour les usages thermiques, le stockage intersaisonnier apparait possible si on en croit divers projets pilotes, en utilisant simplement de l'eau, ou des matériaux plus sophistiqués (en densité d'énergie c'est sans doute pire que l'hydrogène, mais on y gagnerait  sur le rendement).

Pour les fluctuations à la minute des ENR, ne pourrait-on  admettre un réseau fluctuant ? Après tout des usages comme  le chauffage des locaux ou des ballons d'eau chaude, ou même la charge d'un véhicule électrique peuvent très bien s'en accommoder. Et pour les appareils qui ont besoin de constance, ce serait la batterie du VE qui ferait tampon. Pour le temps de cuisson des plats au four électrique, ça pourrait être un peu plus complexe...Il faudra aussi des heures de repas fluctuantes.

En principe il serait moins efficace d'avoir un stockage individuel plutôt que de grand centres optimisés, mais si on envisage un futur où tout le monde roulerait en VE, ce stockage individuel sera là de toutes façons, alors pourquoi le dupliquer dans le réseau ? Je reconnais cependant que si le VE en question est une trottinette, ce n'est pas gagné. Je ne parle pas de renvoyer au réseau, chacun stocke pour son propre usage.

Reste que le VE ne sera pas toujours présent, ou peut-être rendu indisponible pour cause de panne ou accident.
Et pour les "zones mortes" de plusieurs jours, là il faudrait effectivement de l'intersaisonnier.

"ça vous semble faisable ?"
Ce qui semble totalement infaisable, c'est de faire comprendre qu'il n'existe pas une, mais des solutions de stockage qui se complètent : et ce stockage n'est bien entendu nécessaire que pour la partie de la production qui n'est pas immédiatement consommée. Et ceci à l'échelle Européenne bien entendu. Quand la mauvaise foi s'en mêle...

Vous plaisantez : s'il existe des solutions de stockage "à l'échelle européenne bien entendu", pourquoi donc l'Allemagne s'est retrouvée début décembre à utiliser massivement et pendant des semaines des énergies fossiles et fissiles pour assurer l'écrasante majorité de sa production électrique ? C'est peut-être à cause de Mme Merkel ?

En tout cas vous ne répondez pas à la question posée.

Si les solutions de stockage existaient aujourd'hui en quantité suffisante il n'y aurait pas besoin d'énergies fossiles... Il va falloir apprendre le sens du mot transition ! Celle ci doit s'achever en 2050 : en attendant on progresse, malheureusement pas assez vite (merci aux différents lobbies déjà cités...). Et votre question n'a aucun sens comme je l'expliquais plus haut (l'hydrogène n'étant qu'un moyen de stockage parmi d'autres ces chiffres ne veulent rien dire)

Ben oui, la transition, c'est comme l'éternité : c'est long, surtout vers la fin (d'après Woody Allen).

Philosophe aussi ? C'est du lourd là !

Mais l'éternité de l'un peut n'être qu'un instant de l'autre...

Cas d'un astronaute franchissant l'horizon d'un trou noir par rapport à un observateur lointain.
L'astronaute évolue dans un temps perpendiculaire au nôtre, et la projection de la totalité de notre axe temporel (notre éternité) se fait un un point unique (un instant) de l'autre.

Il franchit l'horizon en un instant de son point de vue, mais pour nous ce franchissement ne se produit jamais, même en attendant jusqu'au bout de l'éternité.

Conclusion pour la discussion en cours  ? Je n'en ai pas la moindre idée...

Passant_Mbr a écrit:même en attendant jusqu'au bout de l'éternité

En plus, il ne faut pas se tromper de bout, pour l'éternité, sinon le chemin à faire est deux fois plus long dans l'autre sens.

Je suis très sceptique sur le stockage dans les VE.
Certes la quantité de stockage possible est très importante. En Allemagne, la quantité d'énergie stockable dans les VE existants est déjà supérieure aux capacités des STEPS.  Mais si je reprends mon exemple, j'ai une batterie tampon de 5 kWh avec mon installation photovoltaïque et 40 kWh avec la ZOE. En décembre (à partir du 26 novembre), l'énergie fournie par mes panneaux solaires ne permettait même pas de charger la batterie de 5 kWh. En supposant que les deux batteries aient été chargées le 26 novembre et à condition de ne plus utiliser la ZOE, j'aurai tenu au mieux 4 à 5 jours. Ce qu'il faut, c'est effectivement des stockages pour longues durées. Quelques pistes ont été évoquées. Tant mieux si elles passent à l'ère industrielle rapidement.

Quand aux solutions européennes, on peut toujours rêver. Chacun défend ses intérêts et fait de beaux discours localement pour assurer le bon peuple qu'on voudrait bien mais que c'est la faute des autres qui ne veulent pas. En Allemagne, la priorité n'est pas la réduction des émissions de CO₂, c'est de faire du business et de défendre les fleurons industriels qui apportent l'excédent commercial. Il n'y a qu'à voir les relations avec la Chine par exemple.

On va peut-être moins rire à partir de cette année avec l'arrivée des VE chinois sur le marché.

Repenser l'énergie ... ?

Ou les manières d'en consommer, avec une transition des moyens de production.

Sylvestre Huet vient de publier sur son blog Electricité et C02 : le tableau européen 2022, article qui reprend en l'actualisant le tableau des émissions par pays qu'il avait déjà publié il y a 4 ans.

Voici les deux tableaux qui sont intéressants à comparer :





Chaque point correspond à une heure de production électrique pour un pays, selon la quantité d’électricité produite (en abscisse) et les émissions de CO2 associées (en ordonnée). Malheureusement les codes couleurs n'ont pas été maintenus et certains pays ayant disparus (exit GB !), mais comme globalement la répartition des pays n'a pas vraiment changé, on s'y retrouve.

Un extrait des commentaires de SH, pour ceux qui ne sont pas abonnés au Monde :

"...seuls les pays disposant de sources décarbonées et pilotables massives d’électricité parviennent à décarboner tout aussi massivement leur système électrique. Autrement dit, de réussir à s’approvisionner en électricité décarbonée quelque soit la demande de consommation et le jour ou l’heure de l’année. [...], la Norvège, la Suède, la France et la Suisse démontrent leurs capacités à obtenir ce résultat. Ces systèmes électriques y parviennent avec des moyens différents. Presque à 100% d’hydraulique pour la Norvège, un mix nucléaire, hydraulique, éolien et solaire pour la Suède, la Suisse et la France."

"Des pays qui ont massivement investi dans l’éolien et le solaire ne parviennent pourtant pas à cet objectif majeur. En particulier l’Allemagne, l’Espagne, le Portugal et l’Italie. [...] cet échec provient pour l’essentiel du caractère intermittent de ces sources. Car il arrive que l’électricité de ces pays soit massivement décarbonée, particulièrement en Espagne et au Portugal, mais uniquement lorsque les vents et le Soleil sont au rendez-vous. En Allemagne, malgré plusieurs centaines de milliards investis dans l’éolien et le solaire, les périodes où l’électricité est massivement carbonée sont encore beaucoup trop nombreuses au long de l’année, provoquant des émissions de CO2 dépassant les 600 grammes par kWh produit."

Cette dernière remarque est tout à fait cohérente avec l'analyse que j'avais faite il y a quelques jours de la production allemande en décembre dernier.

Le Portugal et la Belgique semblent avoir réduit leur impact de façon non négligeable.
Et le nuage de l'Allemagne est beaucoup moins dense. Ce qui doit démontrer également
une forte diminution des rejets de CO₂.

Par construction, il y a 24 x 365 = 8760 points par pays dans les deux graphiques. Il suffit d'avoir un point légèrement plus gros d'un graphique à l'autre pour entraîner l'illusion d'une variation de densité.

Sinon, le centre de gravité de chaque nuage est indiqué à chaque fois, de façon plus ou moins visible. L'Allemagne est à environ 450 g de CO₂/kWh en moyenne en 2022 comme en 2018, et a donc fait du surplace ces 4 dernières années.

Comme quoi la façon de représenter les graphiques est très subjective.

le nuage de l'Allemagne est beaucoup moins dense. Ce qui doit démontrer également une forte diminution des rejets de CO2.

La densité du nuage ne donne aucune indication sur les rejets de CO2!

La seule donnée intéressante c'est : de prendre le point moyenne et de multiplier l'énergie (son abscisse) par l'intensité carbone par unité d'énergie (son ordonnée ).

La taille du nuage permet juste de visualiser la dispersion des différents cas d'appro : La france avec son nuage très applati (suivant l'axe des abscissies) montre que le besoin en électricité est très fluctuant (car on a beaucoup de chauffage électrique par exemple dont le besoin depénd de la saison) et à contrario que l'on a quasi toujours une électricité faiblement carbonée (compact suivant l'axe des ordonnées). A contrario, le portugal émet très fortement à certaine période et très peu à d'autre sans pour autant avoir beaucoup de disparités dans la conso => Pays qui a beaucoup d'ENR non pilotable. Quand ca marche c'est top mais quand ca marche pas, c'est de l'électricité fossile qui prend la relève

Le cas de la Pologne est aussi très intéressant. Coté pollution, l'amplitude allait de 900 à 700 g CO₂/kWh en 2018. En 2022, le maximum se rapproche des 1 000, mais le minimum est de 500...

Et c'est là que sont construites les batteries des Zoe...

Ce sont les cellules qui sont fabriquées et assemblées en modules de 12, en Pologne.
La batterie, qui comprend 16 modules, est ensuite assemblée à Cléon.

Source

L'impact CO₂ pour la fabrication d'un kWh de batterie provient à 80 % de l'extraction et du raffinage des minerais la composant.

Une batterie LFP est un peu moins gourmande qu'une batterie NMC : environ 10 % de CO₂ en moins / kWh.

Antoine

Et l'extraction des minerais, ce n'est ni en France, ni en Pologne.
Et leur raffinage non plus, ou presque.
Et il n'y a pas que pour la batterie.
Tout l'acier de la caisse, le pétrole pour les plastiques, le cuivre des bobinages et du câblage.
Bref, il n'y a quasiment rien de fait avec nos centrales nucléaires, dans une voiture.
Sauf la recharge.