Énergie, mai 2014

Énergie et environnement (v. 2.00) Dominique Meeùs https://d-meeus.be 1-5-2014

Nous sommes des êtres vivants, des animaux

Toute cellule consomme de l’énergie pour vivre.

organismes monocellulaires : bactéries… organismes pluricellulaires : … végétaux animaux hommes (très gros cerveau, bouffe plein d’énergie) autres

Les bactéries, les végétaux, les animaux… font avec ce qu’ils trouvent.

L’animal homme produit ses moyens d’existence (nourriture, vêtements, maisons, outils, industrie…). Lui aussi « fait avec ce qu’il trouve », mais ça il le transforme. Outre l’énergie dépensée à son métabolisme interne, il a besoin, plus que d’autres animaux, d’énergie « externe ».

traction animale moulin à vent et à eau charbon : métallurgie primitive, forge, sidérurgie (1709), vapeur (1712, 1781), électricité (1882) machine à vapeur (Newcomen 1712, Watt 1781) électricité : centrale hydraulique (1868), à vapeur (1882)

Situation catastrophique de l’environnement aujourd’hui Eau douce, renouvelable, mais limitée (boisson, cuisine, hygiène…) Alimentation Pollutions diverses Biodiversité Ressources finies (cuivre…) Énergie épuisement des ressources (combustibles fossiles) rejets de CO2 et autres gaz à effet de serre → climat (ouragans, agriculture détruite, déstructurée, déplacements de populations, sécheresse et fontes de glaciers avec fleuves qui manquent d’eau, catastrophes climatiques et donc sociales, économiques...)

Le climat n’est pas le seul problème, mais il est assez central et lié aux autres.

Inventaire des sources d’énergie

Quantités Monde Belgique

Géothermique Fission nucléaire dans les roches + un peu de chaleur du centre de la Terre Réserves illimitées à l’échelle humaine Renouvellement lent (on consomme d’ordinaire plus vite que ça ne se renouvelle), donc pas toujours renouvelable en pratique (à étudier…) Chauffage, production d’électricité Observation : presque toute notre énergie vient du Soleil ; seules la géothermie et la fission nucléaire industrielle viennent de la Terre.

Fission nucléaire Matière première très bon marché (parce que petites quantités), mais réserves limitées (plus…) Accumulation de déchets non traités Accidents très rares mais potentiellement catastrophiques Pas de CO2 (sauf en amont) Production d’électricité, chaleur (distillation d’eau de mer…)

Biomasse Renouvelable, renouvelé par l’action de l’homme (plus…) Ressource limitée par les surfaces disponibles, en concurrence avec l’alimentation Pollution ? CO2 (compensé par l’absorption par le végétal vivant) autres polluants divers Transport (Canada, par exemple, pour Electrabel) Impérialisme ?

Charbon (et lignite) Biomasse de l’ère carbonifère (300 millions d’années) : essentiellement carbone (plus…) Relativement bon marché, mais réserves limitées Accidents miniers Très polluant CO2 radioactivité particules fines oxydes d’azote, NOx, de souffre, SO2 autres polluants divers Sidérurgie, centrale électriques

Pétrole Biomasse de l’ère carbonifère (300 millions d’années) : hydrocarbures (C et H) (plus…) Relativement bon marché, mais réserves limitées Accidents de production (sources de plus en plus difficiles, fuites en mer, sables bitumeux…) Très polluant CO2 particules fines oxydes d’azote NOx ; oxyde de souffre SO2 autres polluants divers Pollutions locales dans le cas du gaz de schiste Véhicules, processus industriels…

Gaz naturel (et de schiste) Biomasse de l’ère carbonifère (300 millions d’années) : méthane (CH4) (plus…) Relativement bon marché, mais réserves limitées Accidents de production (sources de plus en plus difficiles) Très polluant fuites à la production et au transport (le méthane a un puissant effet de serre) CO2 (moins que le charbon, ce gaz contient aussi de l’hydrogène) particules fines (moins que le charbon) oxydes d’azote, NOx, SO2 (moins que le charbon), hydrogène sulfuré H2S autres polluants divers (moins que le charbon) Pollutions locales dans le cas du gaz de schiste Risques de séismes dans le cas du gaz de schiste Véhicules, centrales électriques… (turbines, facile à mettre en œuvre…)

Hydraulique Cycle de l’eau sous l’effet du soleil Renouvelable, mais en quantité limitée Une bonne partie des sites est déjà exploitée Grandes puissances disponibles en quelques secondes Utile pour les variations de la demande en électricité

Solaire, concentration de rayons Ressource illimitée (plus…) Seulement rayons directs (pas lumière diffuse), donc ciel très sec et pur Possibilité de garder en thermos une partie du fluide chauffé le jour → possibilité de production continue d’électricité même la nuit Coût important du transport à longue distance des régions favorables aux régions habitées Impérialisme ?

Solaire, photovoltaïque Ressource illimitée (plus…) Aussi lumière diffuse Faibles unités de production (production dispersée) Intermittence jour/nuit, couche nuageuse, différence été/hiver, faible rendement

Solaire, chauffage Ressource illimitée (plus…) Aussi lumière diffuse Faibles unités de production (production dispersée) Intermittence jour/nuit, couche nuageuse, différence été/hiver (quand on a besoin de chauffage) Usages domestiques surtout

Éolien Mouvements de l’atmosphère du fait d’inégalités de répartition de la chaleur venant du Soleil Ressource illimitée (plus…) Faibles unités de production Forte intermittence, irrégulière Investissement lourd « en équivalent temps plein » Compensation de l’intermittence back-up (turbines à gaz, au moins en transition) stockage d’énergie (pompage d’eau) étalement de l’intermittence sur de grandes étendues

Électricité Importance historique énorme (plus flexible que la machine à vapeur) Énergie dérivée des sources primaires (plus…) Aujourd’hui, petite partie de l’énergie totale, mais très importante Dans une économie sans rejet de CO2, cela deviendra une grande partie de l’énergie

Stockage de l’énergie

On ne stocke jamais d’électricité, on la transforme en une autre énergie, puis (mais pas toujours) de nouveau en électricité.

Combustibles Hydraulique Transformations de l’électricité hydraulique (pompage) air comprimé hydrogène, plus généralement, toutes les productions différées batteries

On peut réduire l’intermittence en combinant des sources diverses (vent et soleil) et des zones diverses (grosses lignes électrique à haute tension).

C’est un défi, problèmes difficiles non résolus.

Concepts : renouvelable… ? Mieux : durable

Vert… dépourvu de signification, mais peut-être acceptable, comme pour dire : « on veut que ça change, dans un sens durable ».

Renouvelable

Deux significations : régénération naturelle — oui, mais… à partir d’autre chose, laquelle est finie quantité qui dépasse nos besoins futurs (l’humanité aura disparu avant) — plus raisonnable Pas sans problèmes… renouvelables lents (géothermie) renouvelables par nous, en quantité limitée (biomasse) source renouvelable, pas énergie renouvelable (investissement)

→ Mieux : durable

Sans carbone, pauvre en carbone… raccourci malheureux (on a toujours besoin de carbone)

→ Mieux, pertinent pour le climat : sans rejet de CO2 ou d’autres gaz à effet de serre.

Économies d’énergie

Objectif 50 % ? (Mais augmentation démographique.)

Efficience industrielle (pétrochimie, sidérurgie, cimenteries…) Transport transport en commun des personnes rail et voies navigables pour les marchandises (route aux extrémités) Chauffage urbain (dont récupération de chaleur industrielle) Isolation des logements

On ne peut pas compter sur les entreprises pour sauver l’environnement

Les entreprises ont pour but de faire des bénéfices, pas de penser à l’avenir de l’humanité. (Attention : il ne sert à rien de faire de la morale ; en concurrence, les entreprises n’ont pas le choix.)

Outre un problème d’environnement, l’énergie est un problème social (besoin de base, au même titre que l’alimentation ou le logement) [De Meester 2013:21, 63, 218 entre autres]

C’est un problème qui remet dans une certaine mesure en question le système de société. Ne faut-il pas (au moins) que tout le secteur de l’énergie soit dans les mains de l’État (service public) ? Il faut une vision d’avenir, de la recherche scientifique et technologique et une planification dont les entreprises sont incapables.

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