Energie-Renouvelable | Dr. Goulu

Combien de temps pour atteindre les 50% de consommation d'énergie renouvable ?

Mon, 16 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Selon un rapport américain les renouvelables atteindront 30% de l’énergie primaire mondiale en 2050.

Mais la consommation d’énergie totale augmentera de 47% dans le même temps. Autrement dit, les renouvelables serviront à augmenter la production d’énergie, pas à diminuer l’énergie fossile…

Donc les renouvelables représenteront 50% quand la consommation d’énergie aura doublé, au pif vers 2070.

Notes de bas de page

Est-ce que l'hydrogène pourra remplacer les hydrocarbures pour la mobilité ?

Sun, 15 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Les hydrocarbures se trouvent dans le sol, l’hydrogène pas.

Tout le monde pense que l’hydrogène est produit par électrolyse de l’eau (ce qui nécessite l’énergie produite lorsqu’on brûle l’hydrogène…) , mais ce n’est que très marginalement le cas. On utilise plutôt le :

$CH_4 + 2H_2O \rightarrow CO_2 + 4H_2$

En gros, on produit le CO2 dans l’usine qui produit l’hydrogène, et à partir d’un volume de gaz naturel et d’eau, on vous fournit un volume 4 fois plus grand d’hydrogène difficile et dangereux à stocker …

Bref, c’est techniquement possible, oui, mais économiquement, l .

En passant, la bonne façon d’utiliser l’hydrogène est la , beaucoup plus efficiente que de brûler l’hydrogène dans un piston ou un réacteur. Une fois que je demandais à un spécialiste pourquoi on ne faisait pas de piles à combustible à gaz naturel, il m’a dit “ah, ce serait le Graal qu’on recherche depuis que la NASA a mis des piles à combustible dans les capsules Apollo, mais on a jamais réussi, on a du se rabattre sur l’hydrogène…”

Comment construire une éolienne qui pourrait me rendre totalement autonome en électricité ?

Sun, 17 Nov 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Si vous habitez un endroit venté et que vous n’utilisez l’électricité que pour vous éclairer, une roue de vélo avec des pales et une Dynamo peut suffire. Si vous avez de l’électroménager, vous pouvez acheter de bonnes petites éolienne de quelques kW, comptez 2kW par personne pour être à l’aise

Le problème, c’est quand il ne souffle pas. En moyenne, le facteur de charge d’une éolienne est de 20% donc pour disposer de 2kW en permanence, vous devez installer une éolienne de 10kW et stocker l’électricité entre deux jours ventés. Et si vous avez des semaines sans vent, ça va vous faire une sacré batterie, 3 ou 4 fois plus chère que votre éolienne

Selon l'économiste américain Jeremy Rifkin, "le prix de l'énergie nucléaire sur la durée de vie d'une centrale est de 112$ le mégawatt"contre "entre 29 et 40 $" pour l'énergie solaire et éolienne" N'est-il pas absurde de continuer dans le nucléaire ?

Sun, 20 Oct 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Son calcul dépend d’hypothèses économiques avec lesquelles d’autres économistes ne sont pas d’accord.

De plus, il n’y a pas de soleil tout le temps ni de vent partout, donc il faudrait aussi tenir compte des coûts du transport et de stockage pour obtenir la même disponibilité que le thermique (90% pour le nucléaire)

Voir Sur le génial site de JM Jancovici pour les détails.

Comment réaliser la fusion de l'hélium3 source d'énergie présente sur la Lune ?

Fri, 20 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

L’intérêt de l’helium 3 est de permettre des réactions de , sans production de neutrons ou d’éléments radioactifs :

$${}_2^3\mathrm{He}+{}_1^2\mathrm{H}\to{}_2^4\mathrm{He}+\;{}_1^1\mathrm{p}+ 18,3 MeV$$$${}_2^3\mathrm{He}+{}_2^3\mathrm{He}\to{}_2^4\mathrm{He}+2\;{}_1^1\mathrm{p}+ 12,86 MeV$$

Malheureusement, en plus du fait qu’il faudrait en effet aller chercher l’héllium 3 sur la Lune, ces réactions nécessitent d’atteindre des températures encore plus élevées que celle nécessaire pour la fusion D+T (Deuterium + Tritium) qu’on n’arrive pas encore bien à faire ailleurs que dans des bombes H…

En combien de temps une éolienne rentabilise-t-elle le coût énergétique dû à sa fabrication ?

Thu, 19 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

L’autre soir passait une émission sur la construction du et je me suis posé la même question quand ils ont montré que les éoliennes Siemens SWT-4.0 de 4MW étaient montées sur un pied en acier de 700 tonnes.

Selon “La production d’une tonne d’acier requiert environ 20 gigajoules (5 600 KWh) d’énergie” donc 700 tonnes demandent 3920 MWh

Une éolienne de 4MW devrait donc tourner 1000 heures à plein régime pour compenser son pied. étant de l’ordre de 33%, il lui faut en réalité 3000 heures, soit 125 jours pour produire la même quantité d’énergie que celle nécessaire à la production de son pied.

Si on ajoute la nacelle (300 tonnes si je me souviens bien) les pales en carbone, le transport etc, on peut à la louche doubler, ou tripler ce chiffre pour arriver à environ un an.

Pour l’éolien à terre, le pied est plus court, mais on a besoin de béton aussi très gourmand en énergie, et le facteur de charge est de l’ordre de 25%, donc c’est probablement un peu plus que pour l’offshore, mais toujours autour d’un an. C’est qui a raison, pas .

Mais on peut noter que la production d’acier exige d’utiliser du charbon, et que le ciment demande aussi beaucoup d’énergie fossile. La “compenser” avec de l’électricité éolienne c’est bien, mais du CO2 a du être émis…

Ceci rappelle une des dures leçons de l’ : produire de l’énergie propre ne réduit pas le CO2. Il faut produire moins d’énergie sale…

Notes de bas de page

La fusion nucléaire est-elle une énergie propre ?

Sat, 17 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Ca dépend quels atomes on fusionne.

La que l’on vise en premier parce que c’est la plus facile à faire produit des neutrons rapides et rend donc les matériaux du cœur de la centrale radioactifs. Ce n’est donc pas une énergie propre, bien que beaucoup moins sale que la fission

A plus long terme on peut rêver à la qui ne produit pas de neutrons. La plus simple est deutérium + , un isotope qu’on trouve en grandes quantités sur la Lune…

Quelle est la répartition des sources d'énergie dans le monde ?

Wed, 14 Aug 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Pour l’ c’est (en 2015):

Charbon+lignite : 28,1 %
Pétrole : 32,0 %
Gaz naturel : 21,6 %
Nucléaire : 4,9 %
Hydroélectricité : 2,4 %
Biomasse+déchets : 9,6 %
Autres (géothermie, solaire, éolien, chaleur récupérée, etc.) 1,5 %

Mais cette façon de calculer se base sur l’énergie thermique et est défavorable aux sources “directes” d’électricité comme l’hydroelectricité, le photovoltaïques ou l’éolien. En ramenant tout en unités électriques, on obtiendrait environ 6,9 % pour l’hydroélectricité et 3,5 % pour les autres EnR hors biomasse, ce qui porte la part des énergies renouvelables à 20,6 % en 2013.

Si l'homme parvenait à maîtriser la fusion nucléaire, est-ce que cela pourrait sauver la planète ?

Wed, 14 Aug 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

La planète n’est pas en danger, cf autres réponses.
Produire plus d’énergie propre ne réduit pas le CO2. Il faut en produire moins de “sale”…

Donc la bonne question est “quelles sources d’energie sales pourraient être remplacées par la fusion ?”

A mon humble avis, il n’y a aucune chance pour que la fusion fournisse de l’ électricité meilleure marché que le charbon, le pétrole, le nucléaire “fission” ou le solaire ou l’éolien.

Si ça marche, ça ne changera fondamentalement rien à l’horizon de ce siècle.

La gravité peut-elle être utilisée comme énergie renouvelable ?

Mon, 22 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Non. Ou plutôt oui, mais une seule fois.

Dans les usines hydrauliques par exemple, on extrait l’énergie potentielle dans le champ gravitationnel de l’eau qui tombe d’une chute.

Mais ensuite c’est l’énergie reçue du Soleil qui fait remonter l’eau des océans dans les nuages et rend l’hydraulique “renouvelable”.

Fondamentalement, le champ de gravité est un : tout cycle y est à énergie nulle. Ou autrement dit : il faut dépenser autant d’énergie pour remonter un caillou à une hauteur h que ce qu’il restitue en descendant de la hauteur h, quel que soit le moyen de monter ou de descendre.

Pourquoi ne met-on pas tout simplement des panneaux solaires et des éoliennes partout en France pour ne plus avoir à utiliser le nucléaire ?

Sun, 21 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Parce que les français aiment bien avoir de l’électricité aussi les soirs sans vent.

Les panneaux solaires produisent de l’électricité pendant la journée, surtout l’été, et le double au Sud qu’au Nord:

Pour le vent c’est le contraire :

Le fait est que le du solaire est de l’ordre de 10%, et celui de l’éolien de 20%, alors que le nucléaire est à au moins 75%. Il faudrait donc installer 8x plus de puissance solaire que de nucléaire, ou 4x plus de puissance éolienne que de nucléaire pour produire la même énergie annuelle. Plus les lignes électriques pour amener le jus près des consommateurs …

Mais surtout, la production éolienne est TRES variable car la puissance d’une éolienne varie comme le cube de la vitesse du vent.

Dans le graphique suivant vous voyez que la puissance installée solaire+éoliennes de l’Allemagne (surface verte) est désormais le double de la consommation moyenne (brune), pourtant les pics quotidiens du solaire (jaune) et très variables de l’éolien (bleu) ne permettent jamais d’atteindre le niveau de la consommation :

Par contre quand solaire+éolien s’additionnent et dépassent la consommation, il n’existe actuellement aucun moyen de stocker cette énergie , qui est de plus en plus souvent “vendue” à prix négatif !

Il faut donc qu’une autre source d’énergie puisse compenser le manque. Or il n’y a actuellement aucune technologie à part l’hydraulique qui permette d’enclancher la production de gigawatts en quelques heures. Mais il faut des montagnes et de l’eau. . Sans énormes capacité de stockage, le renouvelable est condamné à la surproduction.

L’obstacle à la généralisation des renouvelables est donc un peu technique, mais surtout financier. Si vous êtes prêts à payer votre électricité 3 ou 4 fois plus cher qu’actuellement (car il faut installer 3 ou 4 fois plus de puissance) , à tirer des lignes à travers tout le pays pour alimenter le Nord en solaire le soir et le Sud en éolien la nuit, et à vous acheter des batteries pour la stocker, allez-y !

Notes de bas de page

Quand développerons-nous des stations géothermiques ?

Thu, 20 Jun 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Quand ça sera rentable. Aux endroits où ça l’est, il y en a déjà. En Islande par exemple, mais plutôt pour le chauffage que pour l’électricité (pour ça ils ont des barrages hydroélectriques…).

Ailleurs il y a pas mal de pompes à chaleur, au risque de pomper plus de chaleur que le sol ne peut en fournir (0.4 watt/m2 en moyenne selon mon souvenir, c’est vraiment pas beaucoup), et on peut aussi déclencher des tremblements de terre en faisant de la fracturation hydraulique pour augmenter la surface , donc c’est pas la panacée…

Notes de bas de page

Qu'advient il de l'électricité générée/accumulée par un panneau solaire si vous ne l'utilisez pas ?

Mon, 03 Jun 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Excellente question . Un panneau photovoltaïque produit une différence de tension à ses bornes, comme une pile électrique. Si vous ne l’utilisez pas, c’est à dire si vous ne créez pas un courant entre ces bornes, c’est comme pour la pile : la tension reste à sa valeur à vide.

Mais alors ou va l’énergie solaire ? Nulle part, elle ne fait que chauffer votre panneau comme s’il était une vulgaire tuile. Autrement dit quand vous utilisez un panneau photovoltaïque il chauffe moins au soleil que quand vous ne l’utilisez pas, car ~20 % de l’énergie lumineuse est convertie en électricité.

Pourquoi l energie nucleaire ne remplace pas l electricite vu que c est une energie non renouvable et a l infini ?

Tue, 30 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

L’énergie nucléaire est une source d’énergie utilisée pour produire de l’électricité qui est un moyen de transporter l’énergie. Il n’y a pas de “source d’électricité”.

Vous dites “non renouvelable” et “à l’infini” ce qui est contradictoire, mais en effet l’énergie nucléaire est non renouvelable car elle utilise des matières disponibles en quantité finies sur Terre, mais il y en aurait pour très très longtemps.

L’énergie nucléaire produit actuellement 10.3% de l’électricité mondiale (le solaire 2.6% et l’éolien 4.5%) et est toujours en augmentation au niveau mondial avec 55 actuellement.

L’énergie nucléaire a été abandonnée dans certains pays pour des raisons politiques, mais je fais le pari que pour des raisons de lutte contre le CO2, de sécurité d’approvisionnement et d’occupation des surface, elle continuera a représenter une part importante de l’électricité mondiale.

source :

L’energie infinie est-elle pour bientot et si oui quels seront les principaux enjeux/changements ?

Thu, 25 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

infinie comment ?

L’ ou peut vous intéresser.

Une civilisation de niveau 1 utilise toute l’énergie arrivant sur sa planète. En extrapolant la consommation d’énergie depuis 2 siècles on pourrait y arriver d’ici un siècle ou deux, mais évidemment pas avec les “énergies renouvelables” car il faudrait couvrir la planète de panneaux solaires, océans compris. Ou alors en mettre plein dans l’espace. La fusion thermonucléaire paraît la seule solution.

A ce stade, les enjeux/changements sont qu’on aura complètement terraformé la planète, qu’on pourra modifier le climat (dans les deux sens…) désaliniser de l’eau de mer pour irriguer les déserts et commencer à utiliser la pour recycler les déchets atome par atome …

Au niveau 2, une civilisation utilise toute l’énergie produite par son étoile. Scénario optimiste : dans 1000 ans. Sphère de Dyson, production industrielle d’antimatière, début des voyages interstellaires (à vitesse relativiste, sinon rien)

Au niveau 3, une civilisation maîtrise toute l’énergie produite par sa Galaxie., qu’elle a mis des centaines de millions d’années à conquérir. A part le , on peine à imaginer les technologies accessibles.

Mais c’est pas encore l’énergie infinie…

Qu'est-ce qui nous empêche d'avoir des banques de batteries géantes, de la taille d'une ville, pour stocker de l'énergie durable comme le solaire ?

Fri, 19 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

La faible des batteries, et leur prix.

Prenons un exemple. Selon cet article , l’Ile de France a consommé 69032 GWh d’électricité en 2016. En moyenne, ça fait 189 GWh par jour.

Supposons que d’un coup de baguette magique vous produisiez cette énergie uniquement avec du solaire, disons pour simplifier de 6h du matin à 6h du soir, et que vous deviez en stocker seulement le quart (47 GWh) pour la nuit, de 6h du soir à 6h du matin.

Les meilleures batteries lithium/ion ont une densité d’énergie de 400 Wh par litre (dm3) de volume de batterie, donc 400 kWh par m3.

Petite division : 47′000′000/400 = 117′500 m3 de batteries. Ca fait un cube de 50m de côté, sans compter les câbles, connecteurs, ventilateurs etc.

Si vous trouvez ça encore acceptable, voilà le prix : les batteries lithium coûtant environ 700 Euro par kWh, votre batterie vous reviendra autours de 33 milliards (!) d’euro. Accessoirement, elle nécessitera a elle seule plus que la production mondiale annuelle de , 43000 tonnes en 2017. Et n’oubliez pas de prévoir la changer tous les ~5 ans car elle ne supporte que 2000 cycles de charge/décharge…

Et rappelez-vous bien que ça c’est juste pour une batterie qui stocke le quart de votre consommation quotidienne pour quelques heures, mais pour le solaire il n’y a pas vraiment de problème, on sait que le soleil reviendra demain.

Le vrai problème c’est pour l’éolien, pour lequel on ne sait pas quand le vent re soufflera… Des études comme celle-ci montrent qu’il faut stocker plusieurs jours d’énergie (3 à 5 suivant les endroits) pour être capable de fournir de l’électricité 99% du temps (ce qui signifie une probabilité élevée d’avoir plusieurs jours par an sans électricité)

Il existe d’autre types de batteries plus adaptées que le lithium pour du stockage statique, entre autres les batteries à flux redox que j’ai découvertes en écrivant:

Le problème est qu’elles utilisent aussi des ressources limitées et pas bon marché…

Notes de bas de page

Quelle est la source d'énergie de la géothermie ?

Fri, 19 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

. La désintégration de l’ 238, du 232 et du produit environ 24 terawatts, soit l’équivalent de 24’000 centrales nucléaires humaines.

Ca parait beaucoup, mais comme la surface de la Terre est de 510,1 millions de km2 ça ne fait “que” 47 kW par km2, soit 470W / hectare.

Ce n’est vraiment pas beaucoup, et ça explique pourquoi la géothermie n’est exploitable que dans des endroits où un phénomène naturel concentre cette chaleur, comme le volcanisme ou la circulation d’eau souterraine.

Ca veut dire aussi que si tout le monde se met à puiser l’énergie dans le sol, dans les zones denses le sol va refroidir et au bout de quelques années, ça ne marche plus.

Pourquoi les ailes des avions n'ont pas de panneau solaire ?

Tue, 16 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

1m2 de panneau solaire bien orienté face au soleil fournit 200 watts environ. Un Boeing 747 a une surface alaire de 560 m2, disons exploitable sur 500m2, ça fournirait donc 100 kW environ dans des conditions idéales.

Le même Boeing 747 a 4 turboréacteurs qui développent 87 325 chevaux en vol de croisière , et 4 fois plus au décollage.

87325 chevaux, ça fait 64′227 kW, donc vos panneaux solaires fourniraient 0.15% de la puissance de l’avion, à tout casser…

Et en y réfléchissant “à tout casser” me semble l’expression appropriée pour parler de délicates surfaces de silicium exposées aux intempéries à 800 km/h, aux vibrations, aux températures extrêmes …

Notes de bas de page

Quels sont les différents rendements des panneaux solaires à travers le monde ?

Tue, 16 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Le tableau suivant montre l’évolution des rendements des cellules photovoltaïques .

Mais attention:

Les rendements “record” annoncés à ~46% sont obtenus avec des qui nécessitent des miroirs suivant le soleil etc. Ce n’est pas adapté aux petites installations sur le toit
Les technologies dominantes (bon marché) actuellement sont le Silicium cristallin (bleu) et le “thin film” (vert), avec des rendements annoncés de 20 à 25%.
La manière de mesurer ces rendements est normalisée et la norme ne correspond pas à une utilisation “normale” de grandes surfaces . La norme surestime le rendement réel de 5 à 10% environ.
De plus, comme la Terre tourne, a des saisons etc, sous nos latitudes, on reçoit un rayonnement solaire moyen d’environ 15% du max du 21 juin à midi. ce que confirme une carte comme celle-ci :

En une année l’éclairement n’est que de 1300 kWh/m2 au centre de la France, ce qui fait 150 watt de moyenne d’éclairement alors que le Soleil éclaire avec une puissance de 1300 W/m2… Et votre (bon) panneau va capter 25% de ces 150 watt donc dans les 40 watt par m2 en moyenne sur l’année.

Et si c’était votre question, vous voyez aussi que l’éclairement varie du simple au triple entre l’Afrique du Nord et l’Europe du Nord …

Notes de bas de page

L'hydrogène résoudra-t-il les futurs problèmes d'énergie ?

Tue, 26 Mar 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Non, car ce n’est pas un source d’énergie mais un “vecteur”, un moyen de la transporter d’un site de production, à une produisant de l’électricité, et de l’eau.

L’avantage de l’hydrogène sur les autres systèmes de stockage d’énergie est principalement sa par kg qui est nettement supérieure aux batteries. Mais les réservoirs d’hydrogène restent très volumineux, ce qui fait que la densité d’énergie par litre est inférieure aux carburants liquides, qui sont aussi moins dangereux à manipuler.

De plus, il faut être conscient qu’actuellement l’hydrogène est produit par plutôt que par électrolyse, donc du CO2 est produit par la filière hydrogène …

Notes de bas de page

Combien faut-il d'éoliennes pour remplacer une centrale nucléaire ?

Sun, 17 Mar 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Les éoliennes installées actuellement on une puissance de 1 à 3 MW, les plus récentes et futures seront de 5 MW. Soyons optimistes et comptons 5MW.

Leur est de 20% en moyenne européenne sur 5 ans. Ca signifie que les variations (imprévisibles) du vent font qu’elles produisent en moyenne 20% de 5MW, soit 1MW.

Les ont une puissance électrique nette allant de 880 à 1495 MW. Soyons pessimistes et comptons 1000 MW. Le facteur de charge du nucléaire en moyenne sur 5 ans et de 75%.

On divise 750 MW par 1 MW pour trouver le nombre de grosses éoliennes du futur fournissant la même énergie qu’un réacteur nucléaire d’il y a 30 ans en moyenne sur 5 ans : 750.

Mais avec ça, vous ne remplacez la centrale nucléaire qu’en moyenne, quand il y a du vent moyen. Quand il y a un vent optimal, vos 750 éoliennes à 5 MW pièce produisent 3750 MW, presque l’équivalent de 4 centrales. Mais quand il n’y a pas de vent, elles ne produisent rien du tout. Donc en plus des éoliennes, pour chaque centrale nucléaire vous devez trouver un moyen de stocker grosso modo le triple de la puissance de la centrale pendant plusieurs jours.

Le seul moyen actuel de faire stocker de telles quantités d’énergie est le . En Suisse nous avons construit plusieurs “STEP”, comme vous les appelez. Celle que j’ai visité a coûté plus d’un milliard d’euros pour pouvoir stocker 900 MW pendant 3 jours, si vous voulez vous faire une idée…

Ce genre d’installations étant rares, il arrive de plus en plus souvent qu’une période venteuse provoque une surproduction telle que l’électricité atteint des prix négatifs (!!!) sur le marché européen .

Certains prétendent qu’en réalisant un réseau électrique plus puissant et étendu, on pourrait répartir l’électricité entre les pays qui ont du vent et ceux qui n’en ont pas à un moment donné. Outre le fait que ça demanderait des lignes électriques visibles de l’espace , quand un anticyclone s’installe sur l’Europe il prive tout le continent de vent pour une ou deux semaines… Il faudrait des lignes intercontinentales capables de transporter des centaines de GW. On ne sait pas faire ça.

Ou alors il faudra se réhabituer à quelque chose qui était assez courant dans mon enfance : les coupures d’électricité. On allumait les bougies et on faisait un jeu de société, c’était sympa.

Notes de bas de page