Transcript les énergies - Lettres-Histoire de l`Académie de Lille

LES ÉNERGIES
Yvette VEYRET
Lille 9 novembre 2011
Professeur Université PARIS X
Questions
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Quelles réserves d’énergie fossile et pour combien
de temps ?
Peut-on parler de dépendance énergétique de
certains pays ?
Quel est le rôle géopolitique des énergies ?
Les énergies renouvelables peuvent-elles aujourd’hui
remplacer les énergies fossiles ?
Les énergies fossiles sont-elles responsables de
crises écologiques sur la planète ?
Les fondements de l’économie mondiale :
les énergies
Exemple du pétrole
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production d’électricité (centrales thermiques)
production d’essence, de gazole et de kérosène
(déplacements)
production de fuel domestique
production de produits chimiques : plastiques, solvants,
fibres synthétiques, détergents, produits de « beauté » …
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production de lubrifiants (huiles)
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production de bitumes (revêtements routiers, étanchéité)
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production de butane, propane, gaz de pétrole liquéfié
GPL
L’énergie et le développement des sociétés
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L’énergie est la base du développement de l’humanité,
bois, charbon, pétrole, vent… ont contribué à
l’amélioration de la vie des sociétés au fil du temps.
« l’énergie c’est la vie » B. Mérennes
Forte augmentation de la demande depuis la révolution
industrielle, très forte augmentation récente.
La consommation d’énergie a été multipliée par
10 au XXe siècle
La dépendance actuelle des économies au pétrole
(et à l’électricité issue du pétrole) pays riches
Agriculture énergie mécanique, chauffage (serres),
engrais, pesticides, séchage, irrigation
Industrie (pétrole énergie et matière première)
sidérurgie, chimie, cimenterie, pharmacie, textile,
automobile
Domestique cuisson, chauffage, équipement
Transports route, air, mer et canaux, voies ferrées
Quelques définitions
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Energies primaires utilisées telles que trouvées dans la nature
Energies secondaires : énergies primaires transformées
Unité de mesure énergétique : le joule
Tep, tonne équivalent pétrole
W (watt) ou kW (kilowatt) unité de puissance
kW-h (kilowatt-heure) unité de consommation d’énergie
Un réfrigérateur consomme 350 kW-h /an
Une centrale thermique produit en moyenne une puissance de
600 MW (Mégawatt = 1 million de Watt)
La plus grande ferme éolienne du monde produit
120 MW (elle ne produit que 20% du temps sur terre et
40% sur mer en moyenne)
Une centrale photovoltaïque 11 MWatt
COMMENT OBTENIR 1000 Mégawatts ?
Centrale thermique
1500 millions de tonnes de fioul (rendement 40 %)
2300 millions de tonnes de charbon
Hydraulique
40 milliards de tonnes d'eau et une chute de 100 m
de haut
Vent
3000 éoliennes
Solaire
Surface de 50 millions de m², un carré de 7 kilomètres
de côté
Nucléaire (fission de
l'uranium 235, uranium
enrichi)
30 tonnes d'uranium sont nécessaires
Fusion nucléaire
(projets, recherches en
cours)
Quelques dizaines de kilogrammes de deutérium, de
tritium (quand les techniques seront au point dans 50
ou 100 ans)
Les types d’énergie aujourd’hui sur la planète :
part des différentes énergies utilisées 2009
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Le pétrole couvre
Le charbon
Le gaz naturel
Soit
33 % des besoins
27 %
21 %
81% d’énergies fossiles
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L’énergie nucléaire un peu moins de
6,0 %
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La biomasse dont bois-énergie,
10,0 %
Autres énergies, éolien, solaire,
3,4 %
hydraulique,
géothermie
Soit
13,4% d’énergies renouvelables
Partie 1 - Les ressources énergétiques
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Les réserves
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La difficile évaluation des réserves
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Les énergies renouvelables
Réserves mondiales de charbon dans le
monde 2010
Atlas "Énergies" - Autrement
Réserves mondiales de pétrole (milliards de
barils 2009)
Atlas "Énergies" - Autrement
Réserves mondiales de gaz naturel en
millions de m3 (2009)
Atlas "Énergies" - Autrement
Réserves mondiales prouvées : énergies
fossiles et uranium
Atlas "Énergies" - Autrement
Les réserves : définition difficile
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Réserves prouvées : quantité d’énergie primaire
techniquement exploitable et économiquement
rentable à un moment T. Elles peuvent augmenter
avec les progrès techniques et avec un coût élevé du
pétrole par exemple.
Définition des réserves : une définition principalement
économique.
Aspects géopolitiques interdisant une diffusion
précise des données.
Difficulté d’évaluation des réserves
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Pour l’Agence Internationale de l’Energie (IAE)
réserves de pétrole : 1200 milliards de barils
Pour l’Association for the study of Peak Oil (ASPO)
réserves : 780 milliards de barils
En 1973 on considérait que trente ans plus tard les
réserves mondiales de pétrole seraient épuisées…
Ne pas oublier pourtant que ce sont des réserves
finies, des ressources non renouvelables.
Les énergies fossiles, jusqu’à quand ?
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Le charbon : des réserves prouvées pour 250 ans ou
plus ?
Le pétrole : des réserves prouvées : de 780 à 1200
milliards de barils
Fin du pétrole 2030 ? 2050 ? Ou au-delà ?
Le gaz naturel : réserves prouvées 65 ans ou plus ?
Dans tous les cas, prudence avec ces chiffres…
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Les énergies renouvelables
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L ’éolien : 2% de l’électricité mondiale en 2009.
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Le solaire photovoltaïque et le solaire thermique .
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La géothermie : 0,3% de l’électricité haute et moyenne
énergie et 1% géothermie basse énergie.
La biomasse :10 % de l’énergie renouvelable (le bois
énergie, les agrocarburants : fermentation alcoolique,
betterave, canne, production d’éthanol et plantes
oléagineuses, colza pour produire du Diester. Production
par combustion de la biomasse, par méthanisation =
cogénération d’électricité et de chaleur)
L’hydraulique
première
renouvelable 16%
source
d’électricité
dite
Les besoins énergétiques couverts par la
biomasse (usages domestiques)
Atlas "Énergies" - Autrement
Energie éolienne : les producteurs 2009
Atlas "Énergies" - Autrement
Les types d’éoliennes
Atlas "Énergies" - Autrement
Le photovoltaïque dans le monde
Atlas "Énergies" - Autrement
Possible développement de l’énergie solaire
dans le monde (énergie thermodynamique)
Atlas "Énergies" - Autrement
L'importance des énergies renouvelables dans le monde
L’énergie nucléaire (1)
L’uranium 235 peut libérer de l’énergie par fission.
L’uranium 238 comme le thorium sont fertiles, en
absorbant un neutron, ils deviennent fissiles.
A partir d’uranium 238 on peut fabriquer du plutonium.
C’est le principe du surgénérateur, avec des
réacteurs à neutrons rapides qui peuvent extraire
toute l’énergie potentielle existant dans l’uranium.
Intérêt pour la ressource
L’énergie nucléaire (2)
Les types de réacteurs nucléaires
EPR Réacteur pressurisé européen (mise en œuvre à
Flamanville en 2006)
Plus économe en combustible
Rendements meilleurs que les modèles précédents.
Rejets gazeux et liquides réduits (30% par rapport aux
réacteurs autres)
Plus surs
Autres projets pour 2030 (Brésil, Canada, USA…)
produisant moins encore de déchets.
La fusion ITER (2030-2050 ?)
L’énergie nucléaire (3)
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Produite par 31 pays, elle fournit 15% de l’électricité
mondiale
Pas de rejets de CO2 d’où l’intérêt pour réduire les
gaz à effet de serre
Problèmes des déchets (stockage…)
Problèmes liés à la sécurité des centrales ellesmêmes, cf. Japon 2011
Partie 2 - Énergies et développements durables
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Volet environnemental et énergies
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Volet social et énergies : pays riches, pays pauvres
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Géopolitique et énergies
Développement durable et énergie : des
nécessités pour le futur
DD, volet environnemental et énergies
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Focalisation sur les gaz à effet de serre
Plus gros émetteurs Chine, Etats Unis.
Par habitant : Emirats arabes et Luxembourg
Autres aspects : pollutions (marées noires), pollution
atmosphérique (santé)
Accidents nucléaires
Risques Seveso (usines de pétrochimie…)
ENERGIE et DD : volet environnemental,
risques
les échelles des risques
Les énergies sources de risques et de pollution
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Échelle locale : risques industriels, smog (ville)
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Échelle régionale : marée noire
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Échelle continentale : pluies acides, risques
nucléaires
Échelle planétaire : changement climatique
Émission de CO2 par habitant dans le monde
Habitat et faible consommation d’énergie
DIAGONAL 2008 Revue des équipes d’urbanisme
Malmö. Des panneaux photovoltaïques dirigent l’eau de pluie vers le système de drainage.
DIAGONAL 2008 Revue des équipes d’urbanisme
Réponses en termes d’aménagement des
territoires
Ville :
plus dense. Nouvel urbanisme, mixité des fonctions
Constructions plus économes en énergie, maisons
passives ou positives
Mobilités:
Moins de déplacements, ou mobilités douces
Techniques spécifiques
Gérer durablement les énergies
Question majeure des transports : en France en 1960 le
transport routier libéraient 7% des GES, en 2006, 33%
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Passer des poids lourds au train : ferroutage
Multimodalité; deux types de transport pour un même
déplacement TRAM-TRAIN (tram urbain sur des voies
ferrées pour desservir le péri-urbain) (cf. Karlsruhe)
Mobilités douces
Vauban : Le tramway traverse le quartier.
Photo PUCA/CERTU
Voyage dans l’Europe des villes durables
Pays en développement et énergies
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L’énergie est considérée comme l’un des fondements
du développement.
L’un des indicateurs du mal développement est
l’absence ou l’insuffisance d’énergie
Consommation d’électricité dans le monde
2010
Atlas "Énergies" - Autrement
Population sans accès à l’électricité
dans le monde
Facteur / indicateur du sous-développement
Atlas "Énergies" - Autrement
Développement durable, énergies et crises
géopolitiques
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Les énergies fossiles sont responsables ou
potentiellement responsables de conflits .
Victimes, dégradations sont alors
considérables.
C’est là un aspect qui éloigne les peuples et
les espaces concernés du DD.
Enjeux et géopolitique des énergies
fossiles
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Pays producteurs/ pays consommateurs
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Flux d’énergie
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Place et demande de la Chine
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Dépendance de l ’Europe
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Conflits locaux (Afrique) « la malédiction du
pétrole »
La Chine, consommation de pétrole (19982007)
Les sources d’approvisionnement en
pétrole de la Chine
L’électricité thermique en Chine 2008
L’électricité éolienne 2008 énergie
renouvelable
L’électricité hydraulique 2008, énergie
renouvelable
Zones de production du pétrole au Moyen
Orient
Les « routes du pétrole »
Production de pétrole au Moyen Orient et
dépendance des autres pays
Population et PIB des pays riches en
pétrole (des pays en crise)
Le Soudan et l’énergie
L’Europe, la dépendance énergétique
La Russie grand pays producteur, pétrole,
gaz
Les énergies demain dans les pays
industrialisés ?
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Nécessité d’économiser l’énergie : facteur 4 (réduire
de 4 fois notre consommation dans les années à
venir)
Mise aux normes de l’habitat (habitat passif) et des
bâtiments publics (cadastre énergétique)
Progrès technologiques pour les véhicules
Utiliser le co-voiturage, les modes de déplacements
collectifs, le Tram-Train…
Aménagement/ urbanisme : ville durable dense «
nouvelle ville ». Problème du péri-urbain et des
déplacements