Dominique Meeùs
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Table of contents
On produit l’électricité soit localement (panneaux photovoltaïques ou éolienne à usage personnel ou d’une petite entreprise, comme une ferme) soit massivement (centrales électriques classiques, hydroélectricité, champs de panneaux photovoltaïques, solaire concentré, parcs d’éoliennes… L’essentiel de la production est toujours centralisé, même en électricité « verte ».
La dangerosité des différentes modes de génération d’électricité est discutée avec la dangerosité des industries de l’énergie en général.
Les centrales classiques sont les centrales thermiques : nucléaire, charbon, pétrole, gaz, biomasse. Souvent on met à part les centrales nucléaires et on n’appelle alors thermiques que les centrales basées sur la combustion.
Le rendement des centrales thermiques est limité par les lois de la thermodynamique. J’examine les rendements dans un article séparé.
L’opposition centralisation décentralisation correspond plus ou moins à une distinction essentielle en économie : produire pour ses besoins personnels ou produire pour la société, c’est-à-dire, dans le mode de production capitaliste, produire pour le marché. Des panneaux photovoltaïques peuvent être installés par un particulier dans un but d’autarcie relative. Vu l’alternance jour/nuit et la variation saisonnière, tantôt le particulier achète de l’électricité tantôt il la vend, mais cela pourrait s’équilibrer en gros sur l’année 30. D’autres installations, plus grandes, sont destinées au contraire essentiellement à fournir le marché. Cette distinction intervient dans le type d’équipement — compteur qui « tourne à l’envers » opposé au compteur séparé pour la vente — et dans le régime fiscal, etc. La distinction privé ou pour le marché, importante en théorie, n’est pas toujours facile à appliquer dans la pratique ; elle est parfois approchée par un critère plus simple comme la dimension de l’installation : en Wallonie, on fait la différence entre les installations de moins de 10 KWc et les autres.
Les turbines à gaz et les turbines à eau sont considérées comme relativement rapides à démarrer et à arrêter. Modulables ?
Le problème se pose surtout pour l’électricité où il faut à chaque instant une complète adéquation 31 entre production et consommation sous peine de désordres graves.
Les centrales thermiques à vapeur sont peu modulables et, parmi celles-ci, les nucléaires le seraient encore moins, mais cette affirmation est fantaisiste. (Lire plus.) Ce qui est vrai, c’est qu’on ne peut pas arrêter un réacteur nucléaire pour un oui ou pour un non.
Comme l’entretien régulier d’une voiture, la maintenance d’une installation industrielle a pour but d’éviter des pannes. On fait un certain compromis entre les bénéfices de la maintenance (éviter la détérioration du matériel et éviter des arrêts non programmés) et les inconvénients (coût, dont le coût des arrêts programmés). L’idéal est de chercher à n’augmenter la maintenance normale (preventive maintenance) que si on a des signes annonciateurs de panne (predictive maintenance) en surveillant l’évolution de certains paramètres (equipment condition monitoring, ECM), http://www.electricenergyonline.com/?page=show_article&mag=10&article=69) 32.
La disponibilité (availability factor) est la fraction du temps où une installation est utilisable, le temps où elle n’est pas en panne ou en maintenance (down time ou downtime) ou en manque de ressources (eau, vent, lumière solaire).
Le facteur de charge (capacity factor) ou facteur d’utilisation est le rapport de la production effectivement réalisée sur une période donnée à la production théorique dans ce temps de la capacité nominale. J’ai rapproché le facteur de charge du rendement dans un article séparé où je donne des chiffres. Le facteur de charge dépend à la fois de la disponibilité (ci-dessus) — de l’équipement ou de la source — et de la demande, ce qui en fait un concept à la fois technique et économique.
Voici un tableau de la contribution des différentes sources à l’électricité de la Belgique en 2014 33, en TWh et en pourcentage (et, en pourcentage, la contribution à l’énergie finale consommée en Belgique).
électricité Belgique |
énergie Belgique |
|||
TWh | TWh | |||
71,5 | 464,36 | |||
TWh | TWh | % | % | |
Importation | 17,6 | 19,76 | 3,79 | |
Nucléaire | 33,7 | 37,82 | 7,26 | |
Produits pétroliers | 0,2 | 0,22 | 0,04 | |
Gaz naturel | 19,3 | 21,66 | 4,16 | |
Combustibles solides et gaz sidérurgiques | 4,4 | 4,94 | 0,95 | |
Vapeur de récupération | 0,4 | 0,45 | 0,09 | |
Déchets non renouvelables | 1,3 | 1,46 | 0,28 | |
Autres sources | 0,0 | 0,00 | 0,00 | |
Énergies renouvelables (dont, ci-dessous) | 12,2 | 13,69 | 2,63 | |
Combustibles renouvelables | 4,4 | 4,94 | 0,95 | |
Éolien | 4,6 | 5,16 | 0,99 | |
Solaire | 2,9 | 3,25 | 0,62 | |
Hydraulique hors pompage | 0,3 | 0,34 | 0,06 | |
Électricité totale | 89,1 | 100,00 | 19,19 | |
Pompage | 1,2 | 1,35 | 0,26 |
Source : SPF Éco 2010, tableau 5, p. 23.
Note : Sont décalées vers la droite des sous-catégories dont les montants sont totalisés dans la catégorie qui précède. Le pompage a été détaché parce qu’il produit de l’électricité à partir d’électricité. J’ai inclus l’importation pour que le total soit plus proche de celui du tableau de consommation finale. (Ça ne correspond pas, mais je ne sais pas pourquoi.)
On remarquera que la principale source renouvelable est la biomasse. L’éolien et le solaire apportent une contribution assez marginale à la production d’électricité en 2010, et même, par rapport à l’énergie finale totale, presque négligeable.
Pour mémoire : les chiffres de 2010.
électricité Belgique |
énergie Belgique |
|||||
GWh | GWh | |||||
93 765 | 494 105 | |||||
GWh | GWh | GWh | GWh | % | % | |
Charbons bitumeux | 4 187 | 4,47 | 0,85 | |||
Gaz de cokerie | 65 | 0,07 | 0,01 | |||
Gaz de haut fourneau | 1 695 | 1,81 | 0,34 | |||
Charbon | 5 948 | 5 948 | 6,34 | 1,20 | ||
Gaz | 31 420 | 33,51 | 6,36 | |||
Pétrole | 406 | 0,43 | 0,08 | |||
Combustibles fossiles | 37 774 | 37 774 | 40,29 | 7,64 | ||
Bois et déchets de bois | 2 904 | 3,10 | 0,59 | |||
Biocarburants | 269 | 0,29 | 0,05 | |||
Biomasse solide | 3 173 | 3 173 | 3,38 | 0,64 | ||
Déchets urbains (renouvelables) | 591 | 0,63 | 0,12 | |||
Déchets urbains (non renouvelables) | 850 | 0,91 | 0,17 | |||
Déchets industriels (non renouvelables) | 447 | 0,48 | 0,09 | |||
Biogaz | 566 | 0,60 | 0,11 | |||
Combustibles non fossiles | 5 627 | 5 627 | 6,00 | 1,14 | ||
Combustion | 43 401 | 43 401 | 46,29 | 8,78 | ||
Éolien marin | 190 | 0,20 | 0,04 | |||
Éolien terrestre | 1 103 | 1,18 | 0,22 | |||
Éolien | 1 293 | 1 293 | 1,38 | 0,26 | ||
Solaire | 560 | 0,60 | 0,11 | |||
Hydraulique (nouveau) | 312 | 0,33 | 0,06 | |||
Vapeur de récupération | 255 | 0,27 | 0,05 | |||
Nucléaire | 47 944 | 51,13 | 9,70 | |||
Total | 93 765 | 18,98 | ||||
Pompage | 1 356 | 1,45 | 0,27 |
Source : SPF Éco 2010, tableau 5, p. 23.
Note : Les sous-catégories sont décalées vers la droite et les nombres en italiques sont les sous-totaux des nombres correspondants au-dessus. Il sont ensuite reportés immédiatement à gauche dans la catégorie où ils seront eux-mêmes totalisés. Le pompage a été détaché parce qu’il produit de l’électricité à partir d’électricité. Certains détails ne sont pas dans le tableau d’origine mais sont repris du texte de SPF Éco 2010. Les différentes contributions sont alors données en pourcentage du total. Dans la colonne suivante, les différentes contributions sont données en pourcentage de l’énergie finale totale consommée en Belgique.
On remarquera que la principale source renouvelable est la biomasse. L’éolien et le solaire apportent une contribution assez marginale à la production d’électricité en 2010, et même, par rapport à l’énergie finale totale, presque négligeable.