1
L’ÉNERGIE
Armel Boutard
• une nécessité
• des caractéristiques géo-politico-socio-économiques
• un champ notionnel
•des problèmes environnementaux
2
Les «nécessités» de la vieLes «nécessités» de la vie
Métabolisme Basal Métabolisme Basal
Relations interpersonnelles
Relations interpersonnelles
Espace de créativité
Espace de créativité
Confort thermique et sanitaire
Confort thermique et sanitaire
LoisirsLoisirsCommunications et transports
Communications et transports
Activités industrielles et commerciales
Activités industrielles et commerciales
3
1,5 36
8
13,5
18
36
12
2
Magazinage
Nettoyage
Hygiène
Transport
Repas
Loisirs
Études
Sommeil
Autres
Les nécessités de la vie au quotidien
Les nécessités de la vie au quotidien
Atelier: Une semaine dans la vie de …..
4
L’importance de l ’énergieL’importance de l ’énergie
combustion lente (2,8 106cal/j)combustion lente (2,8 106cal/j)
Métabolisme Basal Métabolisme Basal Relations interpersonnelles
Relations interpersonnelles
Espace de créativité
Espace de créativité
combustion rapide (1,5 108 cal/j)combustion rapide (1,5 108 cal/j)
Activités industrielles et commerciales
Activités industrielles et commerciales
LoisirsLoisirsCommunications
et transports
Communications et transports
Confort thermique et sanitaire
Confort thermique et sanitaire
Un facteur 60 pour le Nord-américain
Un facteur 60 pour le Nord-américain
5
Le Canadien, champion énergivoreLe Canadien, champion énergivore
L’état du monde 2001, La Découverte, Boréal
Régions du Monde Tep/hab
Afrique 0,36
Amérique latine 0,98
Amérique du Nord 7,66
Asie 0,73
Europe 3,65
Pays Tep/hab
États- Unis 8,08
Canada 7,93
Japon 4,08
Allemagne 4,23
France 4,22
PIB/hab ($)*
29,3
19,2
32,3
26,6
24,2
* Méthode de clacul de la Banqye mondiale tenant compte du taux de change
Changer ?• pourquoi• comment
7
Les Nécessités de la vieLes Nécessités de la vie
• L’Énergie • L’Eau$
Le Marché
$
Le Marché
• L’Amour
8
Plan de la présentationPlan de la présentation
une nécessaire sensibilisation aux enjeux du virage aux énergies renouvelables
L ’énergie
• une nécessité
• un champ notionnel
•des caractéristiques géo-politico-socio-économiques
• des ressources et des problèmes
9
Qualité desociété
Qualité devie
L’énergie, un champ notionnel L’énergie, un champ notionnel
Besoins
Ressources
ÉNERGIEÉNERGIE
Filières énergétiques Formes de la ressource
Diversité des usagesDifférentes formes
Environnement
Santé
Recherche: Sciences etinnovations technologiques
Risques
Géopolitique: autonomie nationale
Attitudes: les comportements des consommateurs
Socio-économie
11
L’énergie : des besoinsL’énergie : des besoins
Besoins :solide, liquide, gazeux
biomasse (nourriture)
électricitédensité énergétique ou puissance: P = E/t
facilement stockable ou disponible
des approvisionnements
des technologies de production
faible
Forme
Quantité
Fiabilité
Coût
Santé risque faible à l ’usage
12
Endogène ou exogène
Non renouvelable ou renouvelable
importance des gisements
filières énergétiques (technologies)
accès
transport
manipulation, transformations
profitabilité
Ressources : Forme
Qualité
Sécurité
Coût
L’énergie: des ressourcesL’énergie: des ressources
hydrocarbures, nucléaire, géothermique, solaire, éolien, biomasse,
13
Plan de la présentationPlan de la présentation
une nécessaire sensibilisation aux enjeux du virage aux énergies renouvelables
L ’énergie
• une nécessité
•un champ notionnel
• des caractéristiques géo-politico-socio-économiques
•des ressources et des problèmes
16
0
5
10
15
20
25
30
35
Nom
bre
de
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s
Consommation/h/an101 5
Une consommation inégaleUne consommation inégale
Bré
sil
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Inde et Nigéria
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rg
Moyenne mondiale 2 tec/h
5 m
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s
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ain
s
1 milliard d’humains
17
P.I.B.
Con
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0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15 20
Canada
États-Unis
Norvège
Japon
Espagne
GrèceFrance
BelgiqueSuède
Pays-BasAustralie
Chine
Australie
Un corollaire quant aux écarts de richesse collective (PIB)
Un corollaire quant aux écarts de richesse collective (PIB)
1989
Écart grandissant des
richesses collectivesÉcart grandissant des
richesses collectives
80%De la population mondiale
Marginalisationdes plus démunis
Marginalisationdes plus démunis
18
«L’Efficacité énergétique»à l’échelle mondiale
«L’Efficacité énergétique»à l’échelle mondiale
Eff
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Con
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mat
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P.I
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0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1970 1975 1980 1985 1990
LeMonde
États-Unis
Canada
19
«L’autonomie énergétique»,facteur géopolitique
«L’autonomie énergétique»,facteur géopolitique
1
3
Rap
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PNB / h
Mexique
États-Unis
JaponSuisse
Canada
France
Maroc
Inde
Chine
Algérie x3Libye x3
Nigéria x3 Irakx5
Venezuela
Grande-Bretagne
EspagneAllemagne
Norvègex2
Qatar x2
Arabie Saoudite x3
Brésil
Argentine
Bahreïn x2
Russie
Suède
Oman x10
Finlande
20
«L’indépendance énergétique», facteur géopolitique du pétrole
«L’indépendance énergétique», facteur géopolitique du pétrole
+
+ 0+
+
+
+
+
-?-? 0
21
Usages
Émissions dans l ’air, les eaux et sur les sols: Gaz à effets de serre (GES), Pluies acides (charbon), Produits organiques persistants (POP) comme les BPC, diminution de la couche d ’ozone (fluide frigorigène des échangeurs de chaleur), smog,
Les impacts environnementaux de l ’énergie
Les impacts environnementaux de l ’énergie
Production Déplétion des stocks, santé et hygiène industrielle, catastrophes industrielles, émissions de contaminants, gestion des résidus (combustible nucléaire «usé»)
Transports Accidents, déversements, contamination, introduction d ’espèces exogènes
Des vecteurs de propagation des impacts:• les cycles de l ’eau (mers et atmosphère)• les régimes des ventsUn facteur de synergie des effets• la bioaccumulation
Dégradation des stocks et flux (déforestation)
des ressources
Dégradation des stocks et flux (déforestation)
des ressources
Dégradation des écosystèmes naturels et
atteintes à la santé humaine
Dégradation des écosystèmes naturels et
atteintes à la santé humaine
22
Les problèmes de l ’énergieLes problèmes de l ’énergie
• L’épuisement des stocks et flux de ressources
• La pollution: risques à la santé et changements climatiques
• L’inégalité des accès aux ressources énergétiques et à la production des richesses
La biodiversit
é
des gèn
es
La biodiversité
des espèces
La biodiversité
des écosystèmes
23
Les symptômes de la maladie Planétaire
Les symptômes de la maladie Planétaire
• La dégradation des stocks et flux de ressources
•La dégradation de la Qualité de vie des humains
La biodiversit
é
des gèn
es
La biodiversit
é
des gèn
es
La biodiversité
des espèces
La biodiversité
des espèces
La biodiversité
des écosystèmesLa biodiversité
des écosystèmes
La biodiversité des communauté
culturelles
La biodiversité des communauté
culturelles Mondialisation
•La dégradation des milieux de vie et des écosystèmes naturels
24
Plan de la présentationPlan de la présentation
L ’énergie
• une nécessité
• des caractéristiques géo-politico-socio-économiques
• un champ notionnel
• des ressources et des problèmes
une nécessaire sensibilisation aux enjeux du virage aux énergies renouvelables
25
Ressources non
renouvelables
Ressources non
renouvelables
Ressources
renouvelablesRessources
renouvelables
Le bilan des ressources énergétiques
Le bilan des ressources énergétiques
26
Le bilan du potentiel énergétique mondiale
Le bilan du potentiel énergétique mondiale
•Énergies non renouvelables charbon pétrole gaz nucléaire
• Énergies renouvelables solaire éolien géothermique mer (marée, vagues, thermique -OTEC)
• Économies d’énergies
27
Les ressources énergétiques non renouvelables
Les ressources énergétiques non renouvelables
forte densitéénergétique
forte densitéénergétique
raffinerie carbonisation
Centrale thermique
Centrale thermique
Ressources originelles de la lithosphère et de
l ’hydrosphère
UraniumThorium Deutérium
LithiumLignite
Ressources de biomasses «fossiles»
Pétrole
Charbon TourbeGaz
Électricité et chaleur
?
Centrale nucléaire (fission lente)
Centrale nucléaire (fission rapide)
Centrale nucléaire (fusion)
U235 U238 Th232
Gaz
Électricité
Essence
Coke
Charbon Tourbe
Chaleur (IR) hydrogène
28
Type de ressources
Forme d’usagerenouvelables
nonrenouvelables
Avec recyclage, valorisation, etc.(RVE) + 0 Sans recyclage, etc. (RVE) 0 Cueillette à des taux supérieurs àceux des renouvellements _
La Gestion des ressources énergétiques
La Gestion des ressources énergétiques
Énergies fossiles
Hydroélectricité
Solaire
Éolien, etc..
Biomasse forestière
Adoption d’alternatives, effort soutenu surtout par la recherche et l ’innovation technologique (sciences et techniques) , changements de comportements individuels et de choix collectifs
29
Les réserves prouvées de charbonLes réserves prouvées de charbon
Total de 984 453 millions de tonnes
25,60%
0,20%8,40%
31,80%2,20%
26,20%
5,60%
Afrique
Amérique du Nord
Amérique du Sud
Asie
Europe
Moyen-Orient
Océanie
Données: www.worldenergy.org/
An 2000Réserves probables:2x réserves prouvées
30
La consommation de charbonLa consommation de charbon
Total de 4 344millions de tonnes/ an
5%
25%
1%
23%
0% 7%
39%
Afrique
Amérique du Nord
Amérique du Sud
Asie
Europe
Moyen-Orient
Océanie
Données: www.worldenergy.org/
An 2000 225 années de réserves
31
1080
947,5
330,4
237 228153,5 150 137 127
75,3 63 62,4 60 60 55,523
0
200
400
600
800
1000
1200
Chi
ne
Éta
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nis
Ind
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Sud
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Cor
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sud
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Roy
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ni
Fra
nce
Les pays grands consommateurs de charbon et producteurs de GES
Données: www.worldenergy.org/
Consommation de 4350 millions de tonnes.Réserves de 984500 millions de tonnes,
225 années de réserves
106 T
32
0,85
3,43
0,33
1,6
2,77
3,84 3,84
1,1
6,7
1,13 1,25
5,9
1,94
1,320,95
0,4
Données: www.worldenergy.org/
An 2000
Les grands consommateurs de charbon et producteurs de GES
T/hab.
33
0,28
0,12
0,16
0,25
0,13
0,45
0,50
0,05
0,30
0,17
0,39
0,100,08
0,10
0,050,02
Chine
États-
UnisIn
de
Russie
Allem
agne
Afrique d
u Sud
Pologn
e
Japon
Australi
e
Turquie
Ukrain
e
Grèce
Canad
a
Corée
(sud)
Royau
me-U
ni
France
Données: www.worldenergy.org/
An 2000
Les grands consommateurs de charbon et producteurs de GES
T/ 1 000$ PIB (pouvoir d ’achat)
34
Les réserves prouvées :pétrole brut et gaz liquide (LGN)
Les réserves prouvées :pétrole brut et gaz liquide (LGN)
Données: www.worldenergy.org/
10120
8580
13370
8200
950092250
500
Afrique
Amérique du Nord
Amérique du Sud
Asie
Europe
Moyen-Orient
Océanie
Total de 142 487 millions de tonnes
An 2000réserves probables:3,3 x réserves prouvées
35
La consommations de pétrole brut et de gaz liquide (LGN)
La consommations de pétrole brut et de gaz liquide (LGN)
Données: www.worldenergy.org/
114
1025
210
880
890
315
42
Afrique
Amérique du Nord
Amérique du Sud
Asie
Europe
Moyen-Orient
Océanie
Total de 3 471,6 millions de tonnes
An 2000
41 années de réserve
36
Les pays grands consommateurs de pétrole et de LGN et producteurs de GES
800
216188 172
120 106 105 92 90 84 83 83 69 61 45
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Éta
ts-U
nis
Jap
on
Chi
ne
Rus
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Cor
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mag
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Ara
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Séo
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Can
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Ang
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Bré
sil
Iran
Hol
land
e
Sin
gpou
r
Données: www.worldenergy.org/
An 2000106 T Consommation de 3 500 millions de tonnes,
Réserves de 142 500 millions de tonnes,41 années de réserves
37
Les grands consommateurs de pétrole et LGN et producteurs de GES
Données: www.worldenergy.org/
An 2000
2,90
1,71
0,15
1,17
2,58
1,29 1,61
2,90
1,42 1,410,49
1,01
3,81
12,86
5,00
États-
Unis
Japon
Chine
Russie
Corée
(Sud)
Allem
agne
Arabie
Séoudite
Italie
Canad
a
France
Angleter
re
Brésil
Iran
Hollan
de
Singa
pour
T/hab.
38
Les grands consommateurs de pétrole et LGN et producteurs de GES
Données: www.worldenergy.org/
An 2000
0,100,07
0,05
0,18 0,19
0,06
0,49
0,08
0,12
0,07 0,07 0,07
0,200,17
0,53T/ 1 000$ PIB (pouvoir d ’achat)
39
Les réserves prouvées de gazLes réserves prouvées de gaz11400
7950
6300
1950
17100
53250
53500
AfriqueAmérique du NordAmérique du SudAsieEuropeMoyen-OrientOcéanie
Données: www.worldenergy.org/
Total de 151 502 milliards de m³
An 2000Réserves probables:
60% des réserves prouvées
40
La consommation de gazLa consommation de gaz
79,4
342,6
180,455,627,4
745,7
957,1
Afrique
Amérique du Nord
Amérique du Sud
Asie
Europe
Moyen-Orient
Océanie
Données: www.worldenergy.org/
Total de 2 388,3 milliards de m³
An 2000Réserves de 63,5 ans
41
614
389
94 92 84 74,5 71,5 6746 45
0
100
200
300
400
500
600
700
Éta
ts-U
nis
Rus
sie
Alle
mag
ne
Roy
aum
e-U
ni
Can
ada
Jap
on
Ukr
aine
Ital
ie
Hol
land
e
Fra
nce
Les grands consommateurs de gaz et producteurs de GES
Données: www.worldenergy.org/
An 2000
Consommation de 2400 milliards m³, réserves de 150 000 milliards,
couverture de 63,5 ans
109 m³
42
Les grands consommateurs de gaz et producteurs de GES
2,22
2,65
1,14
1,56
2,71
0,59
1,42
1,17
2,91
0,76
États-
Unis
Russie
Allem
agne
Royau
me-U
ni
Canad
a
Japon
Ukrain
eIta
lie
Holla
nde
France
103m³/hab
An 2000
43
Les grands consommateurs de gaz et producteurs de GES
76,19
407,12
51,5176,44
94,74
25,28
442,45
56,76
131,14
35,98
m3/hab/1000$ PIBAn 2000
44
5 07
4 31
1 70
5 64
2 28
0,5
5 716 13
7 04
8 20
3 03
0,5
6 70
1 71
Afrique
Amériqu du N ord
Amérique du SudAsie
Europe
M oyen Orient
Océanie
80$/ kg
130$/ kg
Les réserves prouvées d ’UraniumLes réserves prouvées d ’Uranium
An 2000103 T
Total de:2471,6 103 T
Total de:3281 103 T
moins de
5 07
4 31
1 70
5 64
2 28
0,5
5 716 13
7 04
8 20
3 03
0,5
6 70
1 71
Afrique
Amériqu du N ord
Amérique du SudAsie
Europe
M oyen Orient
Océanie
80$/ kg
130$/ kg
Les réserves prouvées d ’UraniumLes réserves prouvées d ’Uranium
An 2000103 T
Total de:2471,6 103 T
Total de:3281 103 T
moins de
46
Les grands producteurs de l ’électronucléaireLes grands producteurs de l ’électronucléaire
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
TWh MWh/ hab.
1. Suède
2. France
3. Belgique
Réserves prouvées de l ’ordre de 50 ans pour un coût entre 40 et 80 $/ kg
4775
7357,7
47,146,5
43,842,8
3936,43635,334,7
33,131,2
28,32625,3
21,119,8
14,410,4
97,1
5,53,9
2,71,41,2
0,1
434 réacteurs:•Amérique du Nord: 131
•Europe de l ’Ouest: 151
•Europe de l ’Est: 64
•Asie: 81
1999: 31 pays ont un parc nucléaire, production de 2291 TWh
• 7% de l ’énergie totale primaire
• 16% de l ’électricité mondiale
• 35% de l ’électricité de l ’Union européenne
• 75% de l ’électricité française
La «dépendance» nucléaire La «dépendance» nucléaire
% de la production d’électricité
% de la production d’électricité
Données: www.worldenergy.org/
48
Le nucléaire: (1999) projet de construction en MW
Le nucléaire: (1999) projet de construction en MW
forte densitéénergétique
forte densitéénergétique
49
Les problèmes de l ’énergie,au global
Les problèmes de l ’énergie,au globalLes ressources:
accès sans entrave : respect des us et coutumes locales, corruption des pouvoirs politiques, zones d ’influences (facteurs géopolitiques)
en quantité suffisante au coût les plus bas: spoliation des ressources, risques environnementaux et pression sur les écosystèmes (zones d ’exploitations pétrolières frontières fragiles)
maîtrise des filières énergétiques: les pays producteurs pauvres sont à la merci des pays industrialisés pour assurer la production et la valorisation des ressources
Les usages:pollution : gaz à effet de serre (GES) et risques de changements climatiques et d ’évènements climatiques extrêmes, pluies acides, smog urbain, déversements d ’hydrocarbures
transport : introduction d ’espèces exogènes, importance du secteur des transports
Problèmes socio-politiques: Difficultés du dialogue Nord-Sud, laminage des cultures locales par la mondialisation du marché des ressources énergétiques qui se traduit par un flux des ressources des pays pauvres vers les pays riches, une distorsion des économies et des enjeux politiques nationaux
50
Les problèmes de l ’énergie,au national
Les problèmes de l ’énergie,au nationalLes ressources:
accès sans entrave : asujettissement des zones de production aux besoins des zones urbaines, corruption des pouvoirs politiques…
en quantité suffisante au coût les plus bas: spoliation des ressources, risques environnementaux et pression sur les écosystèmes (zones d ’exploitations pétrolières frontières fragiles)
Les usages:pollution: gaz à effet de serre (GES) et risques de changements climatiques et d ’évènements climatiques extrêmes, pluies acides, smog urbain, déversements d ’hydrocarbures
transport: camionage et pression au développement du réseau routier
problèmes socio-politiques: comment contribuer au développement local ? «les bons jobs» restent en ville, distorsion des économies et des enjeux politiques locaux, lobbies des filières polluantes et des transporteurs
51
BILAN: inconvénients avantagesBILAN: inconvénients avantages
Ressources non-renouvelables: charbon,
pétrole, gaz, nucléaire (fission lente)
Ressources alternatives: solaire, éolien, géothermique,
hydroélectrique, nucléaire (fission rapide et fusion)
Maîtrise de l’énergie (5RV2E)
Prouvées • quantité
• duré
• accès «équitable»
• impacts environnementaux (-)
• identification du potentiel
• technologie d’extraction
• impacts environnementaux (-)
• analyse coûts- avantages
• économies
• efficacité
• impacts environementaux (+)
Probables • identification du potentiel
• technologie d’extraction
• impacts environnementaux (-)
• analyse coûts- avantages
• technologie de l’hydrogène
• innovation technologiques
• impacts environnementaux (-)
• analyse coûts – avantages
•économies
• efficacité
• impacts environementaux (+)
Impacts sociétaux
court terme ( )
long terme ( )
court terme ( )
long terme (+)
court terme ( + )
long terme (++)
Répondre aux besoins ? deux approches
Répondre aux besoins ? deux approches
• développement de nouvelles ressources (mondialisation)
• valorisation de la densité (puissance) énergétique
• loi du marché: privilégie le court terme
• subventions d’aide au développement
• fuite en avant dans la nécessité du court terme
• adoption de politiques de réduction de la consommation: responsabilisation, contraintes
• éducation du consommateur: «économies»
• subventions à l’innovation de technologies «efficaces»
• subventions à la recherche scientifique
Gestion de l’offre
Gestion de la demande:
la maîtrise de l’énergie
Une nécessité
53
Les stocks des ressources énergétiques non renouvelables
Les stocks des ressources énergétiques non renouvelables
Une année de consommation = Réserves estimées de la ressource
Consommation mondiale annuelle de toutes les énergies commerciales Année 2000:
consommation de 3,5 1020 Joules12 . 109 tec/an , 2 t.e.c./hab/an
Réserves prouvées(années)
Réserves probables(années)
CharbonPétroleGazNucléaire : fission lente (U235) fission rapide (U238,
Th232) fusion (deutérium)
2254060
51100 (? )
50012544
123000
109
Année 2000
54
La consommation mondialeLa consommation mondiale
Combustible solides: 25%• Pétrole : 41%
• Gaz naturel : 23%• Électricité primaire : 11%
- Hydro : 2,6%- Nucléaire : 2,6%
Consommation mondiale d ’énergie primaire (année 2000, 12 109 Tec (8,3 Tep) ou 3,5 1020 Joules )
55
La part des diverses formes d’énergie dans le Monde
La part des diverses formes d’énergie dans le Monde
gaz; 23%
divers; 5%
nucléaire; 7%
charbon; 26%
pétrole; 39%
56
La Recherche, n0407
Cahier technologique 1
Millions ?
équivalent pétrole
57
1950 2000 2050 2100
Pop
ulation
m
ond
iale (x109 hab.)
12
2
65
10
La demande énergétique d ’une population en croissance
La demande énergétique d ’une population en croissance
Cri
se d
u pé
trol
e de
19
73
Bil
an d
e la
con
som
mat
ion
éner
géti
que
mon
dia
le
(x10
9 Tec
)
3
8
20
12
Scénario d ’une consommation de 2 tec/hab/an
ju
ille
t 19
87
Juin
199
9
58
Vers une rupture des stocks de pétrole
Vers une rupture des stocks de pétroleScénario
• consommation moyenne de 2 tec/hab/an• le pétrole représente en moyenne 40 % de la consommation annuelle• 72 1010 tec de réserves de pétrole
0
5
10
15
20
25
30
90 2000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 2100
Con
som
mat
ion
annu
elle
(x
10 9 T
ec)
160 ans de réserves équivalentes à la consommation de l ’an 2000
(40 prouvées et 120 probables)
90 années
pour la période
1990-2050
90 années
pour la période
2060-2100
+
Tout est consommé par
2/10 de la population
59
Le pétroleLe pétrole
90 années
pour la période
1990-2050
90 années
pour la période
2060-2100
+
Tout est consommé par
2/10 de la population
60
Les nouveaux «gisements» énergétiques Les nouveaux «gisements» énergétiques
1. Énergies renouvelables • solaire (dont hydroélectricité)
• éolienne
• géothermique
• de la mer (chaleur, vague, marée, etc.)
• biomasse (plantations marines et terrestres)
2. Valorisation des énergies «résiduelles» (eaux usées, résidus solides et de biomasse)
3. Réduction des besoins par les économies d ’énergie
Hydrogène
61
Les ressources énergétiques renouvelables
Les ressources énergétiques renouvelables
Le pouvoir calorifique des rejets solides domestiques
Composants Pouvoir calorifique(unité de 1010 joules /
tonne)matière organiquebois secpapier d’emballagejournauxsac plastiquepolyesterpneuspolystyrènepolyéthylène
0,231,251,71,852,63
3,44,144,64
Biomasse
vivante
• forestière
• agricole
• aquatique
«morte»
• tourbière
• résidus
fossile
hydrocarbures (charbon, pétrole, gaz)
plantation
résidus
plantation
résidus
Plantation d ’algues
Industriels
commerciaux
domestiques
Énergie de la biomasse
62
Les ressources énergétiques renouvelables
Les ressources énergétiques renouvelables
Énergie solaire
•Évaporation hydroélectricité
•Courants marinsturbines ancrées
•Gradients thermiques centrales thermiques à basse température
•Circulation générale des masses d ’air
•Précipitations hydroélectricité
•Vents Vagues systèmes oscillants
•Biomasse marine
•Biomasse terrestrebiotechnologies
•Évaporation hydroélectricité
•Capteurs solaires
AIR
MER
Rad
iati
ons
élec
trom
agn
étiq
ues
TERRE
Rad
iati
ons
phot
ons
UV
, vi
sibl
e, I
R
•Cellules photoélectriques
Effets thermiques
Effets météorologiques
Effets thermiques
Effets thermiques
Bioconversion
Fusion de l ’hydrogène au cœur du Soleil
63
Les ressources énergétiques renouvelables
Les ressources énergétiques renouvelables
Énergie «lunaire»
MER
marées
TERRE
forces de tension dans le magma et le manteau terrestre
Attraction gravitationnelle
Radiations électromagnétiques réfléchies et polarisées, du soleil
RADIATIONSphotons UV,
visible, IR
centrale marémotrice
rythme des éclairements lunaires
biote
Rythmes biologiques des organismes vivants
Chez les humains?
64
Les ressources énergétiques renouvelables
Les ressources énergétiques renouvelables
Énergie géothermique
Gradient thermique
sources géothermales
Fission des éléments radioactifs du cœur
Particules cosmiques et du vent solaire
Le champ magnétique terrestre nous protège des particules chargées qui s ’enroulent autour des lignes du champ. Ce phénomène, lors des «orages solaires» est à l ’origine des aurores
Radiations électromagnétiques IR
Attraction gravitationnelle
•T>1500C•centrales thermiques
•T< 800C
•chaleur sanitaire et serriculture
•T 3-9°C•valorisation par PAC
Poids (et chute) des corps sur Terre
• g= G MT/ R²T
• énergie cinétique de l ’eau
65
Les ressources énergétiques renouvelables
Les ressources énergétiques renouvelables
Énergie de la biomasse
Biomasse naturelle, de production, et de rejets : agricoles, commerciaux, domestiques, industriels et méthane des sites d ’enfouissement urbains
Valorisation globale Valorisation par fraction
Biodégradation Thermochimie
aérobie
humusCH4
anaérobieréduction
huiles
pyrolyse
char
oxydation
gaz
Hydrolyse
Sciences et techniques appliquées à la valorisation
de composés de la production végétale
Fermentation
éthanol
Thermochimie Sucres, acides, aldéhydes, etc.
67
L ’Hydrogène, fioul «fuel» du futurL ’Hydrogène, fioul «fuel» du futur
• Une ressource «renouvelable»
H2O H2OH2
½O2
NOx
• Une ressource énergétique d’appoint abondante, nécessaire à la production d ’hydrogène
Des contraintesDes contraintes
• Des modes de distribution et de stockage
• La sécurité (le syndrome du zeppelin -grand ballon dirigeable)
• L’automobiliste : autonomie (km, km/h) entre deux «pleins»
• Le coût
68
Production prouvée (année)
Production probable (année)
Hydroélectrique Solaire Éolien Géothermique Mers et océans
gradient thermique vagues marée motrice courants marins
Biomasse
0,026 faible faible faible
0 0
faible 0
locale (PVD)
0,14 0,1 0,1 0,1
1 (+) 0,1
0,01 0,01
?
Les flux annuels des ressources énergétiques renouvelables
Les flux annuels des ressources énergétiques renouvelables
Une année de consommation =Réserves estimées de la ressource
Consommation mondiale annuelle de toutes les énergies commerciales
2 1020 Joules
faible densitéénergétique
faible densitéénergétique
Stocker l ’énergie?
69
73
711,2
496
567,7
735,6
8,441,9
L’hydroélectricitéL’hydroélectricitéAn 2000
Total 2633 TWh
70
Les réserves d ’hydroélectricitéLes réserves d ’hydroélectricité
3876
6818 6891
16443
5392
688 596218 232
27061888 1668
4875
2792
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
Afrique
Amér
ique d
u Nor
d
Amér
ique d
u Sud
Asie
Europe
Moy
en0O
rient
Océ
anie
Potentiel théorique
Techniquement faisable
>40 704
>14 379
TWh/ an
An 2000
71
40700
14400
8000
2633
Potentielthéorique
Techniquementfaisable
Économiquementréalisable
production - 2000
L’hydroélectricitéL’hydroélectricité
TWh/ an (3,6 1015 joules/ an)
An 2000
Autres avantages?
• moins de GES que les autres filières• contrôle des crues
• réserves d ’eau potable et d ’irrigation• amélioration de la navigation
• développement récréo-touristique ?
72
Le solaireLe solaire
moyenne janvier
1984-1993
moyenne avril
1984-1993
Potentiel théorique
10 000 fois les besoins
d ’énergie primaire
73
Le solaireLe solaire
Puissance solaire installée de 1993 à 2000
74
Le solaireLe solaire
8
136
5,5
272,7
145,6
0,55
25,3
0
50
100
150
200
250
300
Afrique
Amér
ique d
u Nor
d
Amér
ique d
u Sud
Asie
Europe
Moy
en-O
rient
Océan
ie
Production photovoltaïque d ’électricité
MWAn 2000
Japon
AllemagneÉtats-Unis
75
18 19 4831
4771
110
2760
17176
34 72
24 954
57 1437
9325
2429
13 333
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000 Puissance installée
Énergie produite
L ’énergie éolienneL ’énergie éolienne
MWe
GWh
An 20000
Égypte
États-Unis
Chili Inde
Allemagne
IranNouvelle-Zélande
Danemark, premier producteur éolien/hab.
76
L ’énergie éolienneL ’énergie éolienne
MWe
Monde
planification de croissance à 60 000 MW en 2010
0
10 000
20 000
30 000
40 000
50 000
60 000
70 000
1999 2000 2010
17 000
60 000
13 333
77
La place des énergies renouvelables
Ça m’intéresse, no 267, mai 2003, p.29
Principalement le bois et l’hydraulique
78
La production d’électricité
Ça m’intéresse, no 267, mai 2003, p.29
Essentiellement
79
L ’HydroélectricitéL ’Hydroélectricité
Ça se discute !
Une concertation dans le cadre de l ’approche du «bassin versant»
une vision continentale?
• exportation d’énergie électrique
• valorisation par la production d’hydrogène
• amélioration de la qualité de l’air
• revenus
des mini aux méga-centrales ?
80
Le nucléaireLe nucléaire
• la valorisation de grandes réserves d’uranium (Australie, Kasakhstan, Canada)
• l’amélioration de la qualité de l’air
• le bouclier canadien, un «cimetière» mondial des résidus nucléaires
• des régions de sous développement économique offrant des sites propices pour les centrales: Abitibi, Gaspésie et Côte Nord
• le savoir faire (expertise)
• une nation pacifique
La production d’hydrogène
Pour la terre entière
Ça se discute !
Ça se discute !
81
Le Québec:
Le secret le mieux gardé ?
c’est le paradis sur Terre !
Revenons aux nécessités de la vie: énergie, eau, amour
• de l’énergie ?
• de l’eau ?
• de l’amour
CHUT!
oui
oui
?
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