l'enjeu de demain : la maîtrise de l'énergie

L'énergie durable et la Réunion

"La Réunion en tête d'un mouvement qui actuellement va inspirer le monde" (paul Vergès, président de la région Réunion). Il s'agit d'arrêter un modèle de développement basé sur la consommation d'énergie d'origine fossiles. Lancé en 1999, lors d'un congrès à l'Unesco, l'objectif est d'atteindre vers 2025 l'autonomie énergétique en électricité. Après la mise en place de structures d'organisations et de contrôle, des plans et projets sont lancés (PRERURE : Plan Régional des Energies Renouvelables et de l'Utilisation Rationnelle de l'Energie, Projet Net Biome : protection et valorisation de la biodiversité de l'outre-mer européen).

La Réunion a la double particularité d'être isolée énergétiquement (pas d'énergie fossile, loin des réseaux de transport des énergies traditionnelles) et d'avoir des besoins qui augmenteront nettement (accroissement de la population et de l'activité économique).

Quelques chiffres:

- consommation carburants fossiles dans les transports/ habitant : Réunion 500 kg/an , Métropole 651 kg/an

- consommation d'électricité / habitant / an : Réunion 1120 kWh, Métropole 2350 kWh dûe à la différence de climat.

- production électrique réunionnaise en 2007 : 2365 GWh (dont  15% proviennent des énergies renouvelables, 85% des énergies fossiles importées)

- Energies renouvelables (30% par la bagasse (résidu de canne à sucre) et 70% par l'hydrolique). L'énergie éolienne et solaire sont en progression très importante.

La réunion a plusieurs sources énergétiques possibles: Soleil, Vent, Volcan, Mer, Houle, Courants marins. L'objectif est donc, par l'utilisation de toutes les énergies renouvelables, par la maîtrise de l'énergie, d'arriver à limiter au maximum l'importation d'énergie fossile. Le souci des énergies renouvelables est sa production non maîtrisable, des idées de stockage sont à l'étude par des technologies sodium/soufre, hydrogène.

 

 

 

énergie du volcan

énergie de la mer

 

 

  

 

 

énergie solaire pour chauffage

 

énergie solaire photovoltaïque pour l'électricité

énergie éolienne

 

 

Situation énergétique dans le Monde

Situation et besoins à venir:

Des réserves qui s'épuisent: Les découvertes de nouveaux gisements sont très largement inférieurs aux consommations. cf courbe ci dessous

Des besoins qui augmentent:Des pays en voie de développement depuis plusieurs années , qui se réveillent maintenant, comme la Chine et l'Inde, représentant 20% de la population mondiale!!!

Progression de la demande chinoise, en 2003 +7.6%, en 2004 +15.8%. Or 95% du transport utilise le pétrole comme source d'énergie. Dans certains domaines nous n'avons pas pour l'instant de solutions alternatives.

Des effets secondaires inquiétants: Les principales sources d'énergie sont aussi celles qui polluent le plus. Il est donc doublement urgent , de trouver des solutions de remplacement.

 

 Il y a antagonisme entre réserves techniques et réserves officielles. Le pétrole est un instrument de pouvoir, donc Etats et Sociétés producteurs, n'ont pas intérêt à annoncer que leurs réserves s'épuisent. Cependant les projections annoncent la fin des stocks à court terme.

 

Réserves techniques de pétrole mondial

En jaune : les réserves techniques

en Rouge : les réserves officielles

En bleu : les découvertes

Réserves officielles (OPEP, Stés, Etats)

 

Source: www.outilssolaires.com

Energie et effet de serre

Une urgence : trouver d'autres sources énergétiques. Le pétrole, le gaz, le charbon sont les sources d'énergie qui émettent le plus de carbone (effet de serre) pour une même quantité d'énergie produite. De plus ce sont 3 sources qui fonctionnent sur des stocks non renouvellés (échelle de temps humaine). Donc au fur et à mesure, ces stocks s'épuisent. Les 2 premiers sont en voie d'extinction.

Un impératif : diminuer la quantité de carbone dans l'air . Il faut trouver des sources d'énergie qui émettent un minimum de carbone dans l'air (de leur conception, à leur consommation et au recyclage de leur déchets). Il faut favoriser les énergies qui consomment le carbone de l'air, voir qui ont un bilan carbone positif, c'est à dire qui consomme plus qu'ils n'émettent.

Economiser, produire localement, arrêt des énergies fossiles, renouvelable, stocker le carbone.L'augmentation du coût des énergies fossiles est finalement un bienfait dans un monde devenu  dépendant de ce genre d'énergie. La recherche d'énergies de substitution ne se fera que si économiquement, elle est rentable. Ainsi il faudra repenser les zones de production d'énergie. Un retour à la production locale permettra aux micro régions d'être plus autonomes, plus soucieuse des économies à faire.

 

 

 Economisons l'énergie : Pour stabiliser le climat, il faut diviser par 10 l'utilisation d'énergie fossile des pays industrialisés. Ainsi il est possible de diviser par 5 notre consommation, par une meilleure efficacité énergétique.

Bilan par secteur: Agriculture, industrie, production d'énergie, ont diminué leur contribution à l'émission de gaz à effet de serre, dû à une baisse de leur part dans l'économie, mais aussi à un gain d'efficacité énergétique (coût de l'énergie, législation). Bâtiment et transport sont les mauvais élèves. L'augmentation de la surface habitable, l'augmentation des distances parcourues et de puissance des véhicules ont annulé l'amélioration de l'efficacité énergétique.

 

Solution : l'énergie positive 

De quoi s'agit'il? La consommation d'énergie doit faire baisser la quantité de carbone dans l'atmosphère.

Faire un bilan individualisé:

 Chaque entreprise devra pouvoir dire quelle quantité de carbone elle rejette.

De même, elle doit pouvoir faire un bilan entre production d'énergie (à partir du renouvelable) et consommation. Son bilan énergie peut être positif si elle dégage des excédents, qu'elle peut revendre.

Changeons nos comportements:

Chaque déchet  devient une ressource pour un nouveau cycle de production. Une usine circulaire peut ainsi fonctionner en circuit fermé. Utiliser des déchets (plumes) comme isolant.

Il faut apprendre à consommer au juste nécessaire. 

Créer des éco parcs: regroupement d'usines complémentaires dans les besoins et les productions énergétiques.

Repenser l'architecture des bâtiments en tenant compte de son environnement.

 

 

 

Des solutions pour les bâtiments: 

puits canadiens (chauffage) : utiliser l'air en le faisant passer dans le sol, pour chauffer les bâtiments.

Tubes luminaires (éclairage) : utiliser les rayons du soleil pour éclairer la maison.

Des murs qui deviennent chauffe-eau, par des vitrages solaires à la place de murs non-porteurs. Ceux ci isolent, produisent de l'eau chaude et laisse entrer de la lumière naturelle.

Du papier peint solaire (100 fois plus mince qu'aujourd'hui) à base de métaux rares (pour l'instant), mais des recherches vont vers des pigments au titane, des polymères ou des semi-conducteurs.

Murs blancs pour réfléchir les rayons, murs sombres pour absorber les rayons, des arbres pour protéger du vent.

Réhabiliter les biomatériaux pour la construction. Utiliser le bois issu de plantations gérées de manière renouvelable. Utiliser les bio-isolants d'origine végétale et animale.

Ainsi aujourd'hui il est possible de construire des bâtiments qui consomme 50 kwh/m² (contre 200 en moyenne actuellement). Il est possible de produire de l'énergie en substituant le chauffage au fioul par le solaire et le bois (si géré de façon renouvelable)

 

 Des solutions pour les transports:

L'avion , le plus néfaste pour l'effet de serre. Il contribue à 5% de l'effet de serre anthropique.

Les transports routiers représentent 14% des émissons de gaz à effet de serre (30% aux USA, contre 8% en Chine).

* Favoriser le travail à domicile, favoriser le co-voiturage (passer de 1.1 passager/voiture à 1.6 permet de diminuer de 50% le nombre de voiture sur les routes). Repenser la circulation des marchandises.

* Favoriser les locations flexibles. 

* Améliorer l'efficacité énergétique de la voiture (rapport entre énergie dépensée et service rendu). Il faut transporter plus de passagers par litre de carburant utilisé.

* Concevoir de nouvelles motorisations:

- voiture à air comprimé et essence.

- voiture électrique.

- voiture hybride (thermique et électrique issu du freinage des moteurs)

* Utiliser les réseaux urbains pour produire de l'énergie, par des panneaux solaires, par des productions de bio carburants. Les voitures pourront également être équipées de panneaux solaires flexibles.

* Favoriser la multi modalité , c'est à dire que plusieurs moyens de transport peuvent être utilisé pour un même trajet.

 

 

La production d'énergie renouvelable dans le Monde

Nous devons faire place aux énergies renouvelables et non-polluantes en CO2. Quelles sont elles?

Les classiques:

- Le bois : c'est une énergie renouvelable si on replante après destruction. Ainsi la source ne sera jamais tarie. De plus il faut éviter de détruire les forêts primaires (source de la biodiversité), mais plutôt planter de nouvelles surfaces. La biomasse sera ainsi augmenté, permettant de capter plus de CO2.

- L'hydraulique : 80% des sites des pays industrialisés sont équipés, mais seulement 20% de ceux des pays du tiers monde. Il y a là un potentiel. Avantage : le stockage d'énergie. Inconvénient : Destruction de paysages.

La petite hydraulique, celle de nos rivières, peut être remise en service. En un siècle, on est passé de 70000 à 1800 sites de productions, en France.

Les nouvelles énergies renouvelables sont à développer. Actuellement, elles ne représentent que 1% de la production mondiale.

La biomasse : L'énergie est retirée de la combustion des déchets végétaux, des déchets d'origine agricole et urbains (biogaz) et de productions agricoles (biocarburants). Actuellement la biomasse ne représente que 0.2% de la production mondiale d'énergie.

Les biocarburants à base d'alcool (fermentation des sucres de cannes, de betteraves) ou à base d'huile végétale ont un coût de production, stockage et transformation élevé. De plus, inconvénient majeur, les terres utilisés sont en concurrence avec les surfaces utilisées en cultures vivrières.

L'énergie solaire: Potentiel énorme, car nous recevons 10000 fois plus d'énergie que ceux que nous avons besoin!!!!. Ainsi, 1% (3% compte tenu des variations d'insolations) de la surface de la France suffirait à couvrir nos besoins. Son intérêt se porterait surtout dans le chauffage de l'eau et des maisons. Actuellement la part du solaire est très faible (0.01% de la production énergétique) mais s'accroît très vite. Inconvénient, la fabrication des panneaux issus du silicium coûte très cher en matière de dégagement en CO2.

L'énergie éolienne. Son potentiel est limité, actuellement seul 0.1% de notre énergie est éolienne. Son atteinte aux paysages, et son coût de construction et d'entretien élevé ne plaide pas en sa faveur. De plus l'énergie apportée au réseau est très fluctuante et difficilement prévisible. Nouvelle voie : les fermes éoliennes marines, vent plus forts et plus réguliers, rendement et coût améliorés de 40 à 50% par rapport à une installation terrestre.

La géothermie, tire son énergie de la chaleur interne de la Terre. Très variable d'une région à l'autre, son accès est le plus facile dans les régions volcaniques. Son potentiel est considérable.

2 types de géothermies sont possibles:

la géothermie de basse température pour le chauffage (actuellement seul 1% de la production de chauffage est géothermique) et la géothermie de haute température pour la production d'électricité (possible uniquement en région volcanique). Le principe de ce dernier consiste à forer à 5 à 8 km de profondeur, d'y injecter de l'eau froide d'un côté et de récupérer l'énergie de la vapeur d'eau de l'autre, dans des turbines génératrices d'électricité.

L'énergie marine. Les marées peuvent couvrir 20% des besoins, cependant les usines marémotrices ont du mal à se développer malgré son caractère régulier (apport continu d'énergie). Les usines marémotrices sont des aménagements coûteux et peuvent dégrader des sites touristiques. L'avenir va vers l'utilisation de l'énergie des courants marins et de la houle.

 

Centrale houlomotrice

L'énergie des rivières revient au goût du jour. Il est possible d'installer de petites unités sur des rivières sans faire de préjudices aux poissons, avec 5m de chutes d'eaux.

 

 

 Des voies utopiques?

Utiliser nos déchets pour en tirer de l'énergie. Le pétrole est issu de matière végétale ou animale transformée. Toute chaîne carbonée pourrait servir à fabriquer de l'énergie, comme les boues de stations d'épurations, les déchets agricoles, alimentaires, plastiques, les huiles usagées.

La fermentation des décharges dégagent du méthane, or ce gaz est très riche en énergie. Le méthane emprisonné dans les clathrates représente un potentiel considérable. Ces clathrates sont des molécules "cages" qui emprisonnent des composés (souvent du méthane). Or leur quantité est colossale au fond des mers et des sols gelés.

Utiliser des plantes adaptées au désert , comme le jatropha, permettrait de résoudre le problème de concurrence avec les productions vivrières, de plus celà auqmenterait la production de biomasse, donc impact positif sur le stockage de CO2.

Utiliser les algues microspopiques, permettrait d'avoir un rendement de conversion énergétique bien plus élevé qu'avec les plantes supérieures. De plus elles peuvent être produites en bioréacteurs et donc placées un peu partout, même à la sortie de cheminées d'usines !!!!.

Utiliser des courants marins pour créer de l'énergie électrique, via des hydroliennes. Permet de produire la même énergie que l'éolienne avec 4 fois moins de surface, car la densité de l'eau est 1000 fois plus élevée que celle de l'air.

 

 

l'hydrolienne

Le cas du nucléaire. Le nucléaire fournit 6% de l'énergie mondiale (dont 31% en France représentant 80% de l'électricité). Le Nucléaire n'est pas une énergie renouvelable, car elle est basée actuellement sur un stock d'Uranium, dont les réserves sont estimées à 20-30 ans. D'autres modes de productions sont à l'étude comme la surgénération, qui multiplierait par 30 ou 40 le rendement d'un kilo d'uranium.

Avantage:  C'est un fournisseur d'électricité propre en tant que dégagement de CO2.

Inconvénients:

risques de dissémination radio active.

la combustion de l'uranium produit un déchet le plutonium, dont l'utilisation peut servir à fabriquer des bombes nucléaires.

la gestion des déchets hautement radio-actifs (plutonium et neptunium) dont les durées de demi-vie sont très longues respectivement, 24000 ans et 2 millions d'années. Actuellement celà représente un cube de 10m de côtés.

Solutions:

Des solutions sont proposées comme la transmutation des isotopes actifs ou le confinement en sous sol.

Autres solutions : Les centrales de 4ème génération, dont le principe sera de fabriquer l'uranium à partir de thorium et de refroidir les neutrons par d'autres voies (hélium, sodium, plomb, eau super critique, etc) règlant le problème des déchets.

 

 

 Le gaz naturel est moins polluant en CO2 que le pétrole (un quart en moins) et que le charbon. Grâce à la cogénération les centrales électriques à turbine fonctionnant au gaz naturel réduisent l'injection de polluant (dont le CO2) dans l'atmosphère tout en assurant la production d'électricité et de chauffage. C'est maintenant la première source d'électricité dans le monde.

Inconvénient : l'état des réserves.  Des recherches se tournent vers les clathrates qui gît dans les sols gelés et dans le fond des mers. Les clathrates sont une véritable bombe à retardement pour le réchauffement de la planète. Leur capture pourrait limiter ce danger.

 Enfin la séquestration du carbone:

Le pétrole et le gaz naturel serait transformé en hydrogène , le CO2 résultant réintroduit dans des poches du sous-sol. De même il sera possible de récupérer le CO2 émit par les centrales électriques et de l'enfouir dans le sous-sol.

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