Filières énergétiques

Cette séance introduit les principales caractéristiques des différentes filières énergétiques, c’est à dire la manière dont l’énergie peut être exploitée :

Chacune de ces filières pourrait faire l’objet de développements très poussés. Compte tenu de l’objectif de ce cours, la présentation qui en est faite est très succincte.

Il vous est recommandé de lire au moins une fois rapidement le chapitre 2 du livre, qui, bien que déjà très synthétique, fournit davantage de détails.

En fin de séance, des renvois vous sont fournis vers des pages du portail Thermoptim-UNIT vous permettant de compléter ces explications sommaires.

Pour suivre la présentation, passez à l’étape suivante

(Séance réalisée le 13/05/13 par Renaud Gicquel)

Différentes formes d’énergie

Deux grandes catégories

  • énergies non renouvelables

    • combustibles fossiles

    • fission nucléaire

  • énergies renouvelables

    • géothermie

    • énergie solaire

    • énergie éolienne, hydraulique, marémotrice

    • énergie des animaux de trait

Pétrole

  • avantages intéressants

    • forme liquide

    • forte capacité énergétique volumique

    • peu de nocivité

  • principales caractéristiques techniques

    • exploration-production capitalistique

    • nécessité de raffiner

    • distribution des produits pétroliers décentralisée

Schéma du raffinage

Gaz naturel

  • avantages intéressants

    • propre

    • à haut contenu énergétique volumique

  • principales caractéristiques techniques

    • exploration-production capitalistique

    • extrêmement volatil

    • distribution nécessitant un réseau

    • forte rigidité

Charbon

  • principales caractéristiques techniques

    • importance de la main d’oeuvre et du transport

    • caractère polluant

    • essentiellement limité à la production d’électricité

  • perspectives

    • importantes réserves

    • recherches sur le charbon propre

      • gazéification

      • liquéfaction

Nucléaire

  • atouts

    • très haute densité énergétique

    • pas de gaz à effet de serre

    • largement indépendant des tensions géopolitiques

  • risques

    • dangers de l’uranium

    • radioactivité du combustible et des produits de fission

    • prolifération des armements

Production d’électricité

  • nombreuses solutions techniques

    • énergie chimique (piles, piles à combustible)

    • charbon ou uranium (centrales à vapeur)

    • gaz ou pétrole (centrales à vapeur, turbines à gaz, cycles combinés, diesel)

    • énergies renouvelables (hydroélectricité, éoliennes, photovoltaïque, centrales solaires thermodynamiques)

Production d’électricité

  • usages spécifiques

    • éclairage

    • moteurs électriques

    • électrolyse

    • chauffage à induction

  • principales caractéristiques techniques

    • doit être distribuée sur les lieux de consommation

    • non stockable ou presque

    • caractère centralisé et rigide

Carburants pour les transports

Consommation mondiale de carburants pour les transports

Carburants non conventionnels

  • grande variété

    • pétrole produit à partir de gisements de pétrole lourd et de schistes bitumineux

    • biocarburants, de première ou seconde génération

    • hydrocarbures de synthèse, notamment charbon

    • carburants liquides issus du gaz naturel

  • caractéristiques

    • technologies à peine émergentes

    • impact environnemental

Energies renouvelables

  • cinq grandes catégories

    • énergie géothermique

    • énergies solaires directes (thermique, photovoltaïque)

    • énergies solaires indirectes (éolienne, hydraulique, biomasse)

    • énergies marines

    • énergie des animaux de trait (pays en développement)

Energies renouvelables

  • contraintes techniques

    • densité de puissance disponible relativement faible

    • grande variabilité de la source

    • nécessité de stocker

  • contraintes économiques

    • coût d’investissement élevé

    • nécessité d’un appoint

Deux points saillants

  • Diversité

    • multiplicité de filières énergétiques

    • solutions retenues très variables d’un pays à l’autre

  • Rigidité

    • complexité des filières

    • concentration des secteurs de production d’énergie commerciale

    • investissements élevés (production, transport et distribution)

    • longs délais de mise en œuvre

Délais de mise en oeuvre

Rétrospective des parts des différentes énergies

Acceptation sociale

  • Crainte des impacts potentiels

    • centrales nucléaires

    • parcs d’éoliennes

    • barrages hydrauliques,

    • lignes électriques à très haute tension (THT)

    • ports méthaniers

    • production de gaz de schiste

  • Not In My BackYard (NIMBY)

  • Build Absolutely Nothing Anywhere Near Anything (BANANA)

Comparaisons économiques

  • Difficultés méthodologiques

    • coûts d’investissement de fonctionnement très variables

    • analyse coût - avantage sur la durée de vie des projets

    • hypothèses sur taux d’actualisation

    • tenir compte des coûts externes ou coûts des externalités

      • santé publique

      • effets du réchauffement global

Coûts de l’électricité d’origine renouvelable

Coûts de production des hydrocarbures

Filières énergétiques

Cette séance a montré que les filières énergétiques sont très diverses, mais que presque toutes sont rigides compte tenu des investissements requis et des délais de mise en oeuvre.

Les choix énergétiques engagent donc l’avenir sur les moyen et long termes.

Chacune de ces filières pourrait faire l’objet de développements très poussés. Compte tenu de l’objectif de ce cours, la présentation qui en a été faite est très succincte.

La section Technologies / Filières du portail Thermoptim-UNIT vous permet de compléter ces explications sommaires.

Les séances PEG7 Aspects environnementaux et PEG8 Évolutions technologiques constituent la suite directe de cette séance, elles font appel à diverses notions présentées dans la séance PEG2 Indicateurs économiques et énergétiques que vous devriez étudier maintenant.