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Un autre regard, plus scientifique, sur les questions d’énergie

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21/11/2020

Vertu politique ou vertu physique ?

Les problèmes d’énergie sont actuellement plus Politiques qu’économiques voire physiques.

Dans le cadre de la distribution d’électricité les Politiques acceptent voire imposent le chauffage domestique à l’électricité. De même ils interdisent l’installation de chaudières au fioul dans les habitations. Ces démarches sont incohérentes avec leur demande insistante pour isoler les habitations afin de réduire la consommation d’énergie. 

Physiquement donc économiquement c’est une aberration car pour chauffer avec de l’électricité il faut avoir produit cette électricité avec un carburant en quantité suffisante pour reproduire chez le consommateur 100 % de la chaleur qu’il aurait obtenu directement.

  1. Le rendement d’une centrale étant proche de 40 % avec des déperditions sur la ligne de distribution ce rendement devient  0,40 x 0,9 x 0,95 = 34,2 % ; pour avoir 100 % de la chaleur il faut donc utiliser 100 : 34 = 2,95 fois plus de carburant, soit environ 3 fois !
  2. L’utilisation de pompes à chaleur pour le chauffage rend cette situation un peu moins catastrophique mais pour cela le rendement de la pompe doit approcher 3, ce qui est rarement le cas faute de « source chaude » assez chaude.
  3. Les excuses du type l’électricité est produite par l’énergie nucléaire (aujourd’hui limitée) sont totalement fallacieuses car chaque augmentation de la demande d’électricité est produite par un combustible fossile ; les productions à partir des énergies dites renouvelables discontinues ne pouvant être synchronisées avec la consommation sont donc peu utilisables.

Pour l’électrification de la propulsion des voitures le problème est le même avec une consommation accrue d’énergie primaire pour faire fonctionner les voitures. è En résumé si le rendement des centrales et des moteurs thermiques est à peu près le même

  1. Pour transporter l’électricité, la stocker dans la batterie et la récupérer il faut en produire environ 45 % de plus donc utiliser plus de carburant que s’il était utilisé directement. En effet l’électricité utilisable est produite par une centrale électrique thermique à combustible fossile, dont le rendement est au mieux de 40 %. 
  2. Pour aller jusqu’à la voiture, dans les lignes électriques il s’en perd environ 10 %. Le chargeur de batterie a un rendement de près de 95 %. La batterie restitue environ 90 % de l’énergie qu’elle a reçue lors de la charge. Le « convertisseur » associé au moteur électrique consomme encore 6 à 8 % du courant, soit pour le rendement global de la chaîne : 40 x 0,9 x 0,95 x 0,9 x 0,92 = 28 % au maximum (sans prise en compte de la récupération au freinage)Comparé au rendement de près de 40 % d’un véhicule diesel, il y a tout le moins, perte d’énergie ! Un calcul simple montre (40-28) / 28 = 42 % de surconsommation par rapport à une voiture thermique (malgré les efforts pour nous faire croire le contraire). (l’ADEME (Agence de la Transition Écologique), par note de nov.93, donne des rendements pour toute la chaîne bien inférieurs !)

Cependant pour les mêmes rêves (sur une base fausse cf. article précédent) de lutte contre le réchauffement climatique, par la réduction des rejets de CO2, les politiques misent sur la propulsion à l’hydrogène. Cette énergie n’est pas disponible naturellement et doit être produite. 

  1. Actuellement l’hydrogène est produit à plus de 98 % à partir du méthane pour un coût trois fois supérieur à son équivalent énergétique du pétrole. Pour les 2% restants, en partie produit par électrolyse (utilisant le courant des centrales électriques) le coût monte à près de six fois.
  2. Si ce carburant était utilisé directement dans les moteurs thermiques actuels il ne résoudrait pas les effets de recombinaison de l’azote liés à la température, c’est pourquoi la technologie de production directe d’électricité avec de l’hydrogène dans une pile à combustible est choisie pour motoriser les voitures, lesquelles de ce fait sont installées dans des voitures de base électriques. (Une pile à combustible produit du courant en faisant se rencontrer de l’hydrogène et l’oxygène de l’air entre deux électrodes qui l’une capte et l’autre fournit des électrons en même temps que ces deux gaz se recombinent en eau.)

Le coût de l’hydrogène, que les promesses de développement des ventes devraient réduire, est encore une illusion politique, aucune technologie de remplacement n’étant connue. Le coût de fonctionnement d’une voiture fonctionnant à l’hydrogène, en se basant sur le rendement approximatif de 95 % des piles à combustible et un rendement mécanique équivalent de la motorisation électrique avec la motorisation thermique actuelle, on peut faire une approximation de 3 / 0,95 = 3,15 fois sans compter les taxes qui ne manqueront pas d’êtres appliquées. 

Sauf révolution de son coût de production (il faut y croire même si l’on a bien cherché depuis au moins un siècle) dans les procédés de production de l’hydrogène nous sommes loin de voir cette énergie s’imposer. (La production d’hydrogène directement dans les centrales atomiques a pour inconvénient de le rendre radioactif en plus d’être associé à d’autres produits de fission beaucoup plus dangereux.)

Cependant l’électricité produite par les générateurs utilisant les énergies dites renouvelables qui sont très décalées temporellement avec la consommation générale pourrait être utilisée à de l’électrolyse pour produire de l’hydrogène (qui peut être stocké) au lieu d’être perdue ou mal consommée (son coût serait alors rapproché du coût marginal). Cela ne justifiera néanmoins jamais les subventions aux éoliennes ni aux panneaux photovoltaïques qui ne sont qu’un transfert des coûts sur tout le monde au lieu d’être supportés par les utilisateurs. 

Économiquement nous sommes dans le non-sens, pour le pays c’est importer plus, et pour les utilisateurs ils ne choisiront jamais naturellement un produit issu d’un procédé plus coûteux sauf s’il leur est imposé.

C’est le sens la décroissance voulue par certains que l’organisation économique du gouvernement met en place.

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