par mobar » 02 mars 2023, 10:03
https://www.zerocombustible.fr/237-2/
Voici une comparaison du solaire, de l’éolien, du nucléaire et de la biomasse bois pour la production de l’électricité, basée sur la comparaison des consommations par unité d’électricité produite.
La consommation des énergies de flux, solaire et éolien, est faite de la dépense d’énergie pour la fabrication des installations, leur énergie grise. Elles produisent ensuite de l’électricité en utilisant seulement des flux naturels gratuits.
Une installation photovoltaïque met environ 3 ans à produire une énergie équivalente à celle qu’elle a consommé pour sa fabrication (1), sur une durée de vie de 30 ans (2), elle aura donc produit 30/3 = 10 fois plus d’énergie qu’elle n’a consommé au total.
Le rendement, qui est le rapport de l’énergie produite par l’énergie consommée, est donc de 10 pour 1, soit 1000 %. Il est en général inférieur à 1, puisque la plupart des transformations se font avec des pertes. Il est ici supérieur à 1 car une installation photovoltaïque utilise le soleil pour démultiplier l’énergie investie, et la démultiplie d’autant plus qu’elle ajoute la plus-value de faire de l’électricité. Il serait donc bien plus juste de juger les panneaux solaires sur ce rendement là, d’autant que… c’est la définition du rendement !
Le rendement traditionnellement utilisé pour les panneaux photovoltaïques est le rapport de l’énergie solaire transformée en électricité sur l’énergie solaire reçue : c’est avant tout un indicateur qui permet de savoir quelle va être la productivité de l’installation. Le soleil n’est pas consommé mais utilisé, et de plus il est gratuit : il est dommage de se référer à l’efficacité de cette transformation.
Un rendement supérieur à 1 grâce à l’aide des éléments naturels est classiquement utilisé pour les pompes à chaleur.
Une éolienne a un temps de retour énergétique entre 6 mois et 1 an, et une durée de vie de 20 ans, souvent plus en pratique.
Sur son cycle de vie elle produit donc 20 fois ce qu’elle a consommé pour sa fabrication (3), ce qui correspond à un rendement de 2000 %.
Bien sûr toujours en ajoutant la plus-value de produire de l’électricité.
La centrale thermique est le procédé utilisé pour convertir en électricité le bois énergie, et c’est le procédé classique pour le nucléaire, les énergies fossiles, et il peut même fonctionner avec du soleil, c’était le cas de la centrale Thémis.
Le rendement communément accepté pour une centrale thermique est de 33 %
33 % de rendement, cela veut dire qu’une centrale thermique restitue 3 fois moins que ce qu’elle consomme, ou consomme 3 fois plus qu’elle produit (4)
Le principe est de chauffer un fluide pour en faire de la vapeur sous pression, qui fait tourner une turbine, qui entraîne une génératrice qui fait de l’électricité. Ce fluide est refroidi de l’autre côté pour retourner à l’état liquide pour être réchauffé à nouveau… c’est un processus qui génère des pertes, et la loi de Carnot a énoncé dès 1824 qu’on ne pouvait pas espérer de rendements voisins de 1.
Au global, si on parle de consommation d’énergie pour produire la même quantité d’électricité :
– une installation photovoltaïque consomme 10 fois moins qu’elle ne produit ,
– une éolienne consomme 20 fois moins qu’elle ne produit,
– une centrale thermique consomme 3 fois plus qu’elle ne produit.
Une centrale thermique consomme donc 30 fois plus qu’un panneau solaire et 60 fois plus qu’une éolienne.
Imaginez que ce sont vos voitures, dans votre garage (imaginez…) la première consommerait 1 litre au 100, la deuxième 2 litres au 100, et la troisième 60 litres au 100.
Vous avez des chances de n’utiliser la troisième que quand les deux autres sont en panne… en même temps !
Et la vie d’un combustible commence avant la centrale :
L’uranium doit être extrait puis enrichi avant d’arriver à la centrale, ce qui représente 10 % d’énergie supplémentaire (5)
Le bois doit être récolté, ce qui représente environ 2,7 % de l’énergie du bois (6) puis déshydraté, en séchant « mécaniquement » dans un premier temps jusqu’à une humidité de 20 % environ, le reste est éliminé lors de la combustion en prélevant une part de l’énergie du bois. Et cela représente environ 15 % de l’énergie du bois (7) et le total des deux représente environ 17 %.
au final, faire de l’électricité avec du bois a un rendement d’environ 27 %, il faut presque 4 fois plus d’énergie que l’on n’en récupère sous forme d’électricité. (8)
Et les centrales thermiques ont une énergie grise, comme les panneaux photovoltaïques et les éoliennes.
Pour la part énergie grise des centrales thermiques, je n’ai pas de sources, sinon quelques éléments d’un débat qui est basé sur le fait que les centrales thermiques demanderaient moins de ressources pour leur fabrication que les renouvelables et j’en déduis qu’elles demanderaient aussi moins d’énergie grise.
Aussi, ce débat prédit que la conversion de l’électricité au solaire et à l’éolien va consommer beaucoup de ressources, ce qui est vrai.
Par contre, prétendre que les centrales thermiques consomment moins de ressources parce qu’elles en demanderaient moins pour leur fabrication, c’est oublier qu’elles consomment du combustible qui est aussi une ressource.
Comparer des combustibles et des matériaux tels que inox, cuivre, aluminium d’une façon juste n’est pas possible, ce comparatif le fait sur le plan de l’énergie grise, ce qui a son sens vu que produire de l’énergie est la vocation de ces appareils. Et ce comparatif permet de prendre la mesure que les ressources de la fabrication des centrales thermiques sont minimes par rapport à la consommation de combustible.
L’autre critère important, c’est que les combustibles ne sont pas recyclables, excepté pour l’uranium dont le recyclage est très marginal et qui n’est pas vraiment du recyclage mais plutôt une réutilisation unique et partielle.
Ainsi, la consommation globale de ressources est à l’évidence bien plus importante pour l’électricité thermique que pour le solaire et l’éolien.
De plus, que les centrales thermiques demandent moins de ressources ne me paraît pas si flagrant : dans leur procédé, il a une turbine qui entraîne une génératrice, exactement comme dans une éolienne. En quelque sorte, une centrale thermique est une éolienne qui fonctionne avec un vent artificiel !
Bien sûr l’immense avantage est d’avoir du vent quand on veut, par contre il faut fabriquer, et alimenter, la machine à vent. C’est donc beaucoup plus complexe à réaliser, et s’il y a du cuivre dans une génératrice d’éolienne il y en a aussi dans une génératrice de centrale thermique.
Je conçois que les économies d’échelle permettent aux grosses centrales thermiques de prendre l’avantage, par contre pour les petites centrales thermiques urbaines cet avantage n’est pas du tout évident.
https://www.zerocombustible.fr/237-2/
[quote]Voici une comparaison du solaire, de l’éolien, du nucléaire et de la biomasse bois pour la production de l’électricité, basée sur la comparaison des consommations par unité d’électricité produite.
La consommation des énergies de flux, solaire et éolien, est faite de la dépense d’énergie pour la fabrication des installations, leur énergie grise. Elles produisent ensuite de l’électricité en utilisant seulement des flux naturels gratuits.
[color=#FF0000]Une installation photovoltaïque met environ 3 ans à produire une énergie équivalente à celle qu’elle a consommé pour sa fabrication (1), sur une durée de vie de 30 ans (2), elle aura donc produit 30/3 = 10 fois plus d’énergie qu’elle n’a consommé au total.
Le rendement, qui est le rapport de l’énergie produite par l’énergie consommée, est donc de 10 pour 1, soit 1000 %[/color]. Il est en général inférieur à 1, puisque la plupart des transformations se font avec des pertes. Il est ici supérieur à 1 car une installation photovoltaïque utilise le soleil pour démultiplier l’énergie investie, et la démultiplie d’autant plus qu’elle ajoute la plus-value de faire de l’électricité. Il serait donc bien plus juste de juger les panneaux solaires sur ce rendement là, d’autant que… c’est la définition du rendement !
Le rendement traditionnellement utilisé pour les panneaux photovoltaïques est le rapport de l’énergie solaire transformée en électricité sur l’énergie solaire reçue : c’est avant tout un indicateur qui permet de savoir quelle va être la productivité de l’installation. Le soleil n’est pas consommé mais utilisé, et de plus il est gratuit : il est dommage de se référer à l’efficacité de cette transformation.
Un rendement supérieur à 1 grâce à l’aide des éléments naturels est classiquement utilisé pour les pompes à chaleur.
[color=#FF0000]Une éolienne a un temps de retour énergétique entre 6 mois et 1 an, et une durée de vie de 20 ans, souvent plus en pratique.
Sur son cycle de vie elle produit donc 20 fois ce qu’elle a consommé pour sa fabrication (3), ce qui correspond à un rendement de 2000 %.
[/color]
Bien sûr toujours en ajoutant la plus-value de produire de l’électricité.
La centrale thermique est le procédé utilisé pour convertir en électricité le bois énergie, et c’est le procédé classique pour le nucléaire, les énergies fossiles, et il peut même fonctionner avec du soleil, c’était le cas de la centrale Thémis.
Le rendement communément accepté pour une centrale thermique est de 33 %
33 % de rendement, cela veut dire qu’une centrale thermique restitue 3 fois moins que ce qu’elle consomme, ou consomme 3 fois plus qu’elle produit (4)
Le principe est de chauffer un fluide pour en faire de la vapeur sous pression, qui fait tourner une turbine, qui entraîne une génératrice qui fait de l’électricité. Ce fluide est refroidi de l’autre côté pour retourner à l’état liquide pour être réchauffé à nouveau… c’est un processus qui génère des pertes, et la loi de Carnot a énoncé dès 1824 qu’on ne pouvait pas espérer de rendements voisins de 1.
[color=#FF0000]Au global, si on parle de consommation d’énergie pour produire la même quantité d’électricité :
– une installation photovoltaïque consomme 10 fois moins qu’elle ne produit ,
– une éolienne consomme 20 fois moins qu’elle ne produit,
– une centrale thermique consomme 3 fois plus qu’elle ne produit.
Une centrale thermique consomme donc 30 fois plus qu’un panneau solaire et 60 fois plus qu’une éolienne.[/color]
Imaginez que ce sont vos voitures, dans votre garage (imaginez…) la première consommerait 1 litre au 100, la deuxième 2 litres au 100, et la troisième 60 litres au 100.
Vous avez des chances de n’utiliser la troisième que quand les deux autres sont en panne… en même temps !
Et la vie d’un combustible commence avant la centrale :
L’uranium doit être extrait puis enrichi avant d’arriver à la centrale, ce qui représente 10 % d’énergie supplémentaire (5)
Le bois doit être récolté, ce qui représente environ 2,7 % de l’énergie du bois (6) puis déshydraté, en séchant « mécaniquement » dans un premier temps jusqu’à une humidité de 20 % environ, le reste est éliminé lors de la combustion en prélevant une part de l’énergie du bois. Et cela représente environ 15 % de l’énergie du bois (7) et le total des deux représente environ 17 %.
au final, faire de l’électricité avec du bois a un rendement d’environ 27 %, il faut presque 4 fois plus d’énergie que l’on n’en récupère sous forme d’électricité. (8)
Et les centrales thermiques ont une énergie grise, comme les panneaux photovoltaïques et les éoliennes.
Pour la part énergie grise des centrales thermiques, je n’ai pas de sources, sinon quelques éléments d’un débat qui est basé sur le fait que les centrales thermiques demanderaient moins de ressources pour leur fabrication que les renouvelables et j’en déduis qu’elles demanderaient aussi moins d’énergie grise.
Aussi, ce débat prédit que la conversion de l’électricité au solaire et à l’éolien va consommer beaucoup de ressources, ce qui est vrai.
Par contre, prétendre que les centrales thermiques consomment moins de ressources parce qu’elles en demanderaient moins pour leur fabrication, c’est oublier qu’elles consomment du combustible qui est aussi une ressource.
Comparer des combustibles et des matériaux tels que inox, cuivre, aluminium d’une façon juste n’est pas possible, ce comparatif le fait sur le plan de l’énergie grise, ce qui a son sens vu que produire de l’énergie est la vocation de ces appareils. Et ce comparatif permet de prendre la mesure que les ressources de la fabrication des centrales thermiques sont minimes par rapport à la consommation de combustible.
L’autre critère important, c’est que les combustibles ne sont pas recyclables, excepté pour l’uranium dont le recyclage est très marginal et qui n’est pas vraiment du recyclage mais plutôt une réutilisation unique et partielle.
Ainsi, la consommation globale de ressources est à l’évidence bien plus importante pour l’électricité thermique que pour le solaire et l’éolien.
De plus, que les centrales thermiques demandent moins de ressources ne me paraît pas si flagrant : dans leur procédé, il a une turbine qui entraîne une génératrice, exactement comme dans une éolienne. En quelque sorte, une centrale thermique est une éolienne qui fonctionne avec un vent artificiel !
Bien sûr l’immense avantage est d’avoir du vent quand on veut, par contre il faut fabriquer, et alimenter, la machine à vent. C’est donc beaucoup plus complexe à réaliser, et s’il y a du cuivre dans une génératrice d’éolienne il y en a aussi dans une génératrice de centrale thermique.
Je conçois que les économies d’échelle permettent aux grosses centrales thermiques de prendre l’avantage, par contre pour les petites centrales thermiques urbaines cet avantage n’est pas du tout évident.[/quote]