En 2004, nous avons produit environ 17 500 milliards de kwh d’électricité dans le monde (ce qui représenterait l’énergie dégagée par environ 1,5 milliards de tonne de pétrole) .

Dans 85% des cas, la production électrique se fait en faisant bouillir de l’eau pour faire de la vapeur qui fera tourner une turbine puis un alternateur. L’énergie utilisée pour chauffer l’eau est soit du pétrole, du charbon, du gaz, ou de l’uranium.

Nous voyons que seul 16% à 18% de notre électricité est produite de façon renouvelable, grâce aux barrages. Pour le reste, la production électrique est non renouvelable, et même les 2/3 de l’électricité (dans le monde) sont produite à partir d’énergie fossile qui génère du CO2 lors de leur utilisation.

Rappelons que le rendement moyen d’une centrale électrique est très bas, de l’ordre de 20 à 40% ( 20 à 25% pour une centrale au charbon, 33% pour une centrale nucléaire et presque 40% pour une centrale au gaz).
C’est à dire que lorsque vous avez brulé 100 kWh d’énergie thermique (pour faire bouillir l’eau), vous n’avez produit que 20 à 40 kWh d’électricité. Cela n’est pas dû à l’incompétence des électriciens, ni leur paresses, mais juste à la loi de Carnot (loi de physique de base), qui dit que dans un tel procédé industriel, quoi que l’on fasse, le rendement énergétique sera mauvais. Les ingénieurs ne peuvent rien y faire : c’est de la physique !

Donc pour produire 100% d’électricité en renouvelable, il faudrait multiplié par plus de 5 notre production électrique renouvelable. Impossible de multiplié les barrages par 5 (trop peu d’emplacement disponible en montagne avec les bons paramètres de hauteur de chute et de débit d’eau). Peut-on le faire avec des éoliennes et des capteurs solaires ?
Essayons :

– une centrale électrique moyenne (nucléaire ou au charbon) a une puissance moyenne de 1000 MWh (1 milliard de Wh), toute l’année, en continue.
– Un grande éolienne de 100 m de haut a une puissance maximale de 2 MWh (puissance de crête à plein régime)
– En France le vent souffle en moyenne 1 jour sur 4 (moyenne nationale, certaine petites régions on plus, de l’ordre d’un jour sur 2, beaucoup d’autres on moins.

Il faut donc en gros 1000 éoliennes de 100 m de haut pour produire autant qu’une centrale électrique, quand il y a du vent. Il faut installer ce parc de 1000 éoliennes aux 4 coins de la France pour qu’au moins l’un des 4 parcs ait du vent (sinon pas d’électricité, et les ordinateurs s’éteignent, les frigos dégèlent, ... panne générale en France).
En France nous avons 58 centrales nucléaires, plus quelques unes au charbon, il faudrait donc 1000 x 4 x 60 soit environ 250.000 éoliennes pour fournir autant d’électricité que notre parc.
Or comme ces éoliennes doivent être placées sur des lignes (pour être efficace et rentable), distantes de 500 m et les lignes espacées de 1,5 km, il faudrait, pour positionner toutes nos 250.000 éoliennes, couvrir 40% du territoire français (soit de l’Atlantique aux Alpes, de la frontière Espagnole à Lyon), où l’on ne verrait, à perte de vue, que des éoliennes de 100 m de haut, espacées de 500 m où 1,5 km, suivant la direction. Pas très réaliste ni esthétique.
Même si l’on faisait cela, nous n’échapperions pas, et bien avant d’avoir 80% d’électricité éolienne, au problème de stabilité du réseau électrique qui s’effondrerait en permanence dès lors que la production ne serait pas sensiblement égale à la consommation (baisse ou monté du vent). C’est le gros problème du stockage électrique, lourd, couteux qui n’est pas pris en compte par l’installation des éolienne, ni dans le calcul de son coût de production.

Peut-on faire mieux avec du photovoltaïque ?.

Les producteurs de matériel photovoltaïque nous indique qu’en moyenne (pour la France), il faut compter 10 m2 de panneaux pour produire 1 kWh électrique (production instantanée en condition optimale). Soit pour produire 1 GW (la valeur d’une centrale nucléaire 10 * 1.000.000 = 10 millions de m2 soit 1000 hectares, soit 10 km2.
Il faudrait donc couvrir la France de 10 km2 de panneaux photovoltaïque pour pouvoir produire autant d’électricité qu’une centrale nucléaire. Or nous en avons 58 ! ( en gros cela donnerait une dizaine de départements français entièrement de panneaux solaire).

De plus, la production ne se ferait que le jour ! Il faudrait donc poser la même surface de l’autre coté de la planète (Australie ou USA) pour avoir de l’électricité la nuit (et tirer un câble). L’hiver le soleil étant plus bas, l’éclairage plus faible, il faudrait construire des centrales équivalentes dans l’émisphère sud ! Bref, on ne s’en sort pas.

Sur une année, un panneau solaire de 1 m2 va produire en moyenne 100 kWh.
Si l’on regarde pour la production mondiale électrique (17 500 milliards de kwh ), cela nous donne 175 milliards de m2, soit 175.000 km2, or la France (métropole) a une surface de 544.000 km2. Il faudrait donc couvrir en gros 1/3 de la surface de la France en panneaux solaire pour alimenter le monde (et au moins 1 fois sur chaque face). En fait, il en faudrait beaucoup plus pour tenir compte des pics de productions, des heures creuses, ... sauf à réussir à stocker efficacement l’électricité sur de longues périodes et dans des gros volumes (ce qui est impossible à ce jour techniquement). Autant dire que cela est impossible ; sauf à réduire drastiquement notre consommation.

Bien sûr, nous pourrions également installer ces panneaux dans des zones plus propices, mieux ensoleillées (comme le sahara). Le gain au niveau des panneaux ne serait que d’un facteur 3 (soit 60.000 km2 de panneaux à fabriquer !). Et il faudrait ensuite construire de gigantesques lignes haute-tension entre ces panneaux solaires et l’Europe, sur des milliers de km (10.000 km en gros), à travers la méditerranée. Du délire !

Et les agro-carburants ?

On nous parle beaucoup des agro-carburants de 2ème, voir 3ème génération, ayant de biens meilleurs rendement, plus efficace, qui vont solutionner et le problème de la raréfaction du pétrole, et celui de l’émission des gaz à effet de serre (car le CO2 des voitures est recyclé dans les plantes produisant le carburant). Mais qu’en est-il réellement si l’on regarde les chiffres ?

Pour produire des agro-carburants, il faut commencer par dépenser de l’énergie pour :
– fabriquer les engrais chimique (en gros 1 litre de pétrole par kg d’engrais)
– cultiver la plante (labourer, semer, moissonner)
– transporter la matière (camions)
– distiller (porter à ébullition) ou broyer la plante (pour avoir de l’huile).

Toutes ces actions demandes de l’énergie (pétrole ou électricité). Or si on regarde combien il a fallut utiliser d’énergie pour fabriquer 100 litres d’agro-carburant, on arrive à des chiffres de l’ordre de 80 à 90, voir plus de 100 litres de ces mêmes agro-carburants. Soit un rendement de l’ordre de 10 à 20% (quand il n’est pas négatif). Les défenseurs de ces carburants disent que le rendement est bien meilleur (de l’ordre de 40 à 60%), mais ils oublient pour cela de compter certaines dépenses énergétiques qui sont faites, d’où leurs "bons résultats". Pour info, l’exploitation du pétrole a un rendement de l’ordre de 85% (il faut 15 litres de pétroles pour en extraire 100), en prenant en compte l’exploration, le forage pétrolier, le raffinage, et la distribution. Bref, toute la chaine de production.

A cause de ce très mauvais rendement de production, il faut cultiver des surfaces agricoles énormes (5, 10 ou 20 fois plus que de nécessaire en théorie) afin de pouvoir produire l’énergie (par agro-carburants) qui sera utilisée dans la chaine de fabrication de l’agro-carburant. Car si pour produire 100 litres d’éthanol, nous avons consommé 100 litres de pétrole, notre agro-carburant n’est ni écologique, ni durable ! nous n’avons rien gagné. Et donc, pour produire au final, rien que pour la France, les 50 millions de tonnes de pétrole consommées dans le transport en France en 2002 (plus 45 M de T de pétrole en chauffage que nous ne comptons pas), il faudrait 3 à 4 fois la surface agricole nationale. Même en améliorant les rendement par 2 ou 3 (avec les nouvelles générations d’agro-carburant), nous n’auront pas assez de terre agricole pour produire toute notre essence. Et nous n’aurions rien à manger (toute la production étant allée dans les réservoirs de voiture !).

A l’avenir, il y aura surement un peu d’agro-carburants, mais ce ne sera qu’une goutte d’eau comparée à notre consommation actuelle de pétrole.

Les énergies renouvelable tel que le vent et le solaire peuvent nous permettre de produire de l’énergie "sans carbone", mais à condition de réduire très fortement notre consommation. Il faut commencer par réduire notre consommation avant de rêver à planter des éoliennes partout
« parce-que l’énergie la plus propre est celle que l’on ne consomme pas ».