Cinq fois plus d’énergie et moins d’effet de serre

(avec ou sans nucléaire)

 

La majeure partie de l’utilisation mondiale d’énergie correspond actuellement à un milliard d’habitants des pays industrialisés. Vu le dynamisme des pays en développement, il est probable que, dans la deuxième moitié du siècle, dix milliards d’utilisateurs mondiaux auront en moyenne le revenu actuel des pays industrialisés et une consommation d’énergie par habitant plus faible, mais du même ordre. Cela représentera une consommation mondiale d’énergie cinq fois plus forte qu’actuellement, équivalente par an à cinquante milliards de tonnes de combustible fossile, utilisée en grand partie sous forme de 80 à 100.000 TWh d’énergie électrique (au lieu de 15.000 TWh actuellement). L’électricité sera utilisée sur de très vastes réseaux facilitant le choix des emplacements de génération d’énergie, et éventuellement de son stockage ; l’électricité sera probablement utilisée aussi pour l’essentiel des transports, route comprise (véhicules électriques ou à hydrogène) et pour l’habitat en complément du solaire thermique.

 

Une production d’électricité basée, comme actuellement, à 80% sur des énergies fossiles conduirait à un réchauffement climatique peu acceptable et à l’épuisement, vers 2100, de toutes les réserves connues de combustibles fossiles (2.000 milliards de tonnes de charbon, pétrole ou gaz) et de toutes les réserves d’uranium 235. C’est donc l’essentiel de la production qui doit être assuré, dès que possible, par des énergies renouvelables ; elles sont de 3 sortes :


-  Les surgénérateurs nucléaires qu’on peut assimiler à de l’énergie renouvelable vu leur très faible consommation de combustible ; c’est une option plausible mais discutée qui présente encore beaucoup d’incertitudes : il parait hasardeux de baser l’avenir de l’humanité sur cette seule option, qui peut cependant à terme avoir un rôle important lié à un coût compétitif.


-  Les énergies totalement renouvelables autres que le soleil ou le vent et notamment l’hydraulique, la géothermie et la biomasse : malheureusement leur potentiel réaliste total à un coût acceptable parait limité à 15.000 TWh/an.


-  L’énergie solaire photovoltaïque et l’énergie éolienne, complémentaires géographiquement : les régions les moins ensoleillées (notamment les plus industrialisées) ont généralement beaucoup de potentiel éolien. L’intérêt capital de ces énergies est leur potentiel utilisable, très supérieur à tous les besoins à long terme. Le coût de l’éolien est déjà compétitif ; le coût du solaire photovoltaïque, encore élevé actuellement, sera probablement très acceptable dans une dizaine d’années dans les pays ensoleillés à faible coût de main d’œuvre, c'est-à-dire pour la grande majorité de la population mondiale. L’impact environnemental est très acceptable pour l’énergie solaire ; le développement éolien allemand ou espagnol et les possibilités éoliennes offshores montrent que cette solution peut également vaincre les réticences actuelles qui ne paraissent pas à la hauteur de l’enjeu. Le seul obstacle réel à une utilisation majeure de ces énergies est l’intermittence de la fourniture limitée au tiers du temps ; elles paraissent ainsi devoir être associées à une énergie fossile pour les deux tiers du temps, c'est-à-dire d’importance double ; comme on veut justement réduire l’emploi de ces énergies fossiles à 20% des besoins, la part de l’énergie électrique solaire et éolienne serait limitée à dix pour cent. Cette limitation est basée sur l’hypothèse généralement admise qu’on ne peut stocker l’énergie à un prix acceptable ; or cette hypothèse est inexacte pour les quantités en jeu.


En stockant ces énergies 1 ou 2 jours, le besoin d’énergie fossile est limité aux absences longues de vent ou de soleil, c'est-à-dire à 10 ou 20% de l’énergie annuelle. L’énergie solaire et éolienne peut alors être cinq fois l’énergie fossile au lieu de la moitié de cette énergie fossile en l’absence de stockage. La répartition des énergies pour les deux options est représentée au verso.

 

Le stockage d’énergie nécessaire sera en fin de siècle de l’ordre de 200 TWh. Les 100 stations de pompage entre deux lacs existant actuellement dans le monde ne stockent que quelques TWh mais la technique en est totalement maîtrisée et le coût acceptable. La difficulté de créer deux très grands lacs proches avec forte dénivelée limitera probablement à 10 ou 20% des besoins ce stockage sous cette forme usuelle mais il est possible d’obtenir le stockage nécessaire soit en pompant entre la mer et des bassins hauts terrestres, soit entre la mer et des bassins hauts (de l’ordre de 50 m au-dessus de la mer) créés à l’intérieur d’atolls artificiels. Cette dernière solution (les Lacs Emeraudes) évite les impacts terrestres de l’hydroélectricité classique et ne fait appel qu’à des techniques maîtrisées : brise-lames classiques, barrages, centrales de pompage. Et il existe en mer mondialement de très nombreuses vastes zones planes peu profondes avec un sol favorable de sable, gravier ou rocher. Quelques centaines d’atolls seront nécessaires (par exemple, cinq atolls de 10 à 15 km de diamètre suffiront en fin de siècle pour 100 millions d’usagers). Cet investissement, nécessitant pendant 50 ans un pour mille du revenu mondial, pourra être utilisé ensuite pendant des siècles.

 

L’importance et la souplesse de ces stockages permettront également une adaptation facile à la grande variabilité de la demande d’énergie et une optimisation de l’utilisation de toutes les sources d’énergie. Ces stockages pourront aussi être utilisés pour d’autres ressources intermittentes : marémotrices, vagues.

 

Conclusion : Multiplier par 5 (ou même plus) l’énergie consommée mondialement est possible avec 80% d’énergies renouvelables si on peut les stocker un ou deux jours. C’est possible pour un coût relativement faible en utilisant des techniques éprouvées. Cette utilisation des ressources locales pour l’essentiel de l’énergie mondiale réduira le risque de conflits.

 


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http://www.hydrocoop.org/Lavenir_des_barrages_est-il_en_mer_01.2009.ppt