L’utopie du « tout-renouvelable-intermittent » 

Aujourd’hui, le catastrophisme climatique promu par l’écologisme influence, voire dirige, les politiques énergétiques dans une partie du monde

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L’utopie du « tout-renouvelable-intermittent » 

Publié le 7 janvier 2021
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Par Yves Ronsse.

Dans son livre L’utopie hydrogène, le professeur Samuel Furfari montre l’inanité d’une politique européenne qui poursuivrait le but utopique d’une fourniture exclusive d’énergie en 2050 par les énergies renouvelables intermittentes éolienne et photovoltaïque.

Aujourd’hui, le catastrophisme climatique promu par l’écologisme influence, voire dirige, les politiques énergétiques dans une partie du monde, certainement dans l’Union européenne (green deal), de façon plus limitée voire hypocrite (greenwashing) ailleurs.

Le tournant allemand raté de l’énergie verte

En particulier l’Allemagne a pris le « tournant de l’énergie » (EnergieWende) en faisant depuis le début des années 2000 le vœu de se débarrasser complètement des énergies fossile et nucléaire pour n’utiliser que les énergies renouvelables, principalement les intermittentes (EnRi : éolienne et photovoltaïque), lesquelles effectivement n’émettent quasi-pas de CO2, considéré comme le coupable numéro un du réchauffement global. Pas avare de contradiction, cet écologisme n’admet pas non plus le nucléaire, bien que ce dernier également n’émette pas de CO2.

Comme les EnRi présentent la tare irrémédiable d’être intermittentes, c’est actuellement un objectif impossible à atteindre de façon réaliste à un coût supportable par les économies développées, à moins qu’un miracle technologique ne se produise par la découverte d’un moyen sûr, efficace et d’un coût acceptable de stocker l’électricité.

Ce moyen n’existant pas à un horizon prévisible, même lointain, les EnRi présentent deux vices rédhibitoires :

— Elles doivent être doublées par une autre source d’énergie dite pilotable c’est-à-dire capable de s’adapter à la demande sur le réseau, pouvoir effectuer ce que l’on nomme un suivi de charge, lorsque les EnRi ne produisent pas, donc en l’absence de vent et de soleil, ce qui est le cas la majorité du temps. Cette énergie back-up est soit émettrice de CO2 (gaz naturel ou même charbon actuellement en Allemagne), soit nucléaire.

Une des conséquences est que la puissance installée des EnRi ne peut jamais remplacer complètement les puissances installées des autres énergies. Celles-ci doivent toujours être présentes, elles seront simplement moins utilisées puisqu’on a décidé de donner toujours la priorité aux EnRi.

Cela a pour effet de renchérir considérablement le coût moyen de l’énergie et de faire baisser le rendement des investissements dans l’énergie, car pour satisfaire un certain niveau de demande, il est nécessaire de surinvestir.

— Lorsqu’elles produisent, les EnRi perturbent fortement le réseau, notamment lorsqu’elles le font en excès par rapport à la demande, par exemple suite à un vent très fort. Il faut absolument alors évacuer cette électricité excédentaire en l’exportant vers un autre pays qui doit pouvoir l’absorber.

Comme en Europe, les conditions météo sont un peu les mêmes partout en même temps, il ne sera jamais possible que tous les pays adoptent la même politique que l’Allemagne, le tout EnRi. Il n’y aurait alors aucun réseau vers lequel évacuer l’électricité excédentaire. (L’utopie hydrogène, p.113).

 

La conséquence de ces deux points rédhibitoires est que, selon Eurostat, pour le consommateur le prix de l’électricité augmente de 2,5 % par an alors que le prix de l’électricité sur le marché de gros diminue, montrant bien ainsi que ce sont les coûts hors production de l’électricité qui augmentent notre facture d’électricité.

L’hydrogène au secours de l’énergie verte allemande ?

L’Allemagne est donc dans une impasse, mais espère sauver sa politique grâce à l’hydrogène. Celui-ci serait vu comme un moyen, dispendieux certes, mais un moyen quand-même, de stockage de l’électricité excédentaire, en utilisant cet excédent pour produire de façon propre (sans émission de CO2) de l’hydrogène vert par électrolyse de l’eau. Cet hydrogène pourrait alors être réutilisé pour fournir l’énergie  complémentaire en lieu et place des énergies back-up classiques.

Mais le rendement d’une telle opération est misérable (L’utopie hydrogène, p.119) : en effet, il faut tenir compte que pour produire à nouveau l’électricité nécessaire sans émission de CO2 pendant la période de non-production des EnRi, il aura fallu faire se succéder les trois étapes suivantes :

  1. À partir d’électricité verte, production de l’hydrogène vert par électrolyse : sur 100, perte 20 (rendement 80 %)
  2. Compression, transport et stockage de l’hydrogène : sur 80, perte 24 (rendement 70%)
  3. À partir de l’hydrogène, alimentation de piles à combustible générant de l’électricité : sur 56 perte 28 (rendement 50 %)

Rendement final : 0,80 x 0,70 x 0,50 = 0,28

Cette électricité proviendrait donc de l’hydrogène qui aurait été produit par électrolyse, comprimé et stocké pendant que les EnRi fonctionnaient. L’électricité en excès nécessaire pour produire une quantité d’hydrogène suffisante pour que, à son tour, cet hydrogène refournisse une électricité capable de satisfaire la demande devrait être de l’ordre de 3,6 fois plus grande que la demande (étant donné le rendement de 28 % : 1/0,28 = 3,56).

Donc, si la demande à satisfaire est 100, il faudra environ 4,6 fois plus d’éoliennes que nécessaire, une éolienne satisfaisant la demande, et 3,6 éoliennes tournant uniquement pour produire l’hydrogène qui devra être utilisé pour satisfaire la demande pendant l’absence de vent.

Autrement dit, en présence de vent une éolienne tourne pour produire 100, et 3,6 éoliennes tournent pour produire l’hydrogène. Quand il n’y a pas de vent, l’hydrogène qui a été produit et stocké fournit 100.

On voit déjà l’énorme nuisance pour l’environnement que représenterait cette prolifération d’éoliennes, sans compter le gaspillage de ressources précieuses.

La grande illusion de l’écologisme

Tout ce qui est abondant n’est pas nécessairement gratuit et bon marché : il en va des EnRi comme de l’hydrogène, c’est une illusion de même nature.

Quoi de plus gratuit que le vent et le Soleil, mais les exploiter pour en extraire de l’énergie utilisable est une autre affaire. Il est beaucoup par exemple plus coûteux d’utiliser les EnRi pour produire de l’énergie qu’utiliser les énergies d’origine fossiles ou nucléaire ou l’hydroélectricité. Même si on parvient à faire baisser le coût de la captation locale, essentiellement grâce aux subventions, le coût de leur intégration au réseau électrique les renchérit considérablement. Ce n’est pas un hasard si le prix de l’électricité grimpe dans tous les pays où elles sont introduites massivement. L’Allemagne et le Danemark détiennent le prix d’électricité pour les ménages les plus élevés de l’Union européenne.

Pour ce qui est de l’hydrogène, il faut prendre en compte la façon dont il est produit et à quel usage il est destiné. En dépit du fait qu’il est l’un des éléments les plus communs de l’univers, il n’existe pas à l’état libre dans la nature. Il faut le produire, ce qui demande de l’énergie. Il est donc inéluctable qu’il soit plus cher que la source d’énergie primaire utilisée pour le produire, et il le sera toujours.

Le coût de production dépendra de la source d’énergie primaire utilisée et de l’efficacité du processus de production. Une étude d’Engie évalue le coût de l’hydrogène vert produit par électrolyse de l’eau à 2,3 €/kg H2 contre 0,85 €/kg H2 pour l’hydrogène blanc produit dans l’industrie par vaporeformage du méthane ; c’est-à-dire 2,73 fois plus cher. Le hic est que ce dernier procédé produit également 10 tonnes de CO2 par tonne de H2 (L’utopie hydrogène, p.159).

Suicide économique

Bien entendu, il est toujours possible pour un État de rendre un produit arbitrairement et artificiellement compétitif, soit en le subventionnant, soit en taxant les produits concurrents, soit en faisant les deux. La Commission européenne a calculé que la taxe carbone devrait être de l’ordre de 55 à 90 euros par tonne de CO2. Cela détruirait la compétitivité internationale des industries de l’Union.

Or, les usines produisant de l’hydrogène ne produisent pas que cet élément. C’est en fait toute la filière chimique qui serait menacée (L’utopie hydrogène, p.155). Quand on mesure l’importance de l’industrie chimique dans l’Union européenne, en particulier en Belgique, cela équivaut à un suicide économique.

Mais le tout-EnRi resterait une aberration même si comme dit plus haut un miracle technologique se produisait par la découverte d’un moyen sûr, efficace et d’un coût acceptable de stocker l’électricité. Le rendement du stockage et de la restitution resterait de toute façon inférieur à un, car il faudrait toujours passer par un vecteur intermédiaire, par des transformations. Toute transformation implique des pertes, même si elles sont minimes.

Le tout-EnRi impliquerait donc toujours, au minimum, de doubler le nombre des capteurs locaux (éolienne ou panneaux voltaïque), l’un fonctionnant pour satisfaire la demande et l’autre pour stocker.

Par ailleurs, les coûts d’intégration au réseau des EnRi,  la nécessité de disposer d’une énergie pilotable et de maintenir la stabilité du réseau, ne fut-ce que la fréquence, rendent encore plus utopique le tout-EnRi, alors que la solution la plus économique et la plus sûre n’émettant pas de CO2 existe : le nucléaire.

Il semble d’ailleurs que ce fait commence à percoler dans l’opinion en Allemagne, même chez des écologistes. 

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  • cout supportable.. par qui?

    Un jour ma frangine m’a affirmé que l’electricité n’etait pas assez chère…avec une forme de sincérité et un manque total de cohérence avec le reste de ses affirmations.

    Donc SI la majorité des français se fiche du prix de l’electricité , pense surconsommer…ALORS cette transitude fait sens politiquement.

    Quand une large partie d’unpays déclare croire des absurdités et vit en dissonance cognitive..et que les décisions se prennent au vote… on a communisme ou ecofascisme..

    quand un type part vivre dans une forêt produit son électricité en bricolant les restes d’une machine à laver., si il est content avec ça, ça me va ; c’est sa transitude à lui, je n’ai .rien à dire..

    Quand il fait la promotion de son mode de vie en affirmant que c’est gratuit, ou plus simplement qu’il est « off grid. ».
    je lui rappelle qu’il n’est pas « autonome » et que ce ‘est certainement pas « gratuit et que sa ressource limitée, c’est son temps…

  • Merci pour cet article.
    Mais j’ai deux questions:
    1. « Donc, si la demande à satisfaire est 100, il faudra environ 4,6 fois plus d’éoliennes que nécessaire ». Est-ce juste, compte tenu d’un facteur de charge de quelque 20-25 % pour le terrestre ?
    2. Comme d’autres, cet article n’aborde pas un autre point intéressant : la taille des installations pour l’électrolyse, le stockage et les piles à combustible.
    Les scénarios de tout EnRI sont-ils réalistes ? Par exemple calibrés pour répondre à la demande d’hiver pendant 15 jours sans vent ?
    P.S. A l’heure où j’écris, l’éolien délivre quelque 1.000 MW sur 17.000 installés (facteur de charge environ 6 %).

    • 1) Hors facteur de charge. Donc 17 fois plus d’éoliennes que nécessaire pour se passer des autres formes d’énergie.

    • En fait, pour avoir l’équivalent d’énergie produite pendant une année, il faudrait bien multiplier par un facteur de l’ordre de 5 la puissance installée (facteur de charge de l’ordre de 20% pour des parcs éoliens récents mais qui décroit assez vite avec le vieillissement des installations; typiquement environ 16% de facteur de charge en moyenne après 10 années au lieu des 20% initiaux en Allemagne).
      Le problème est qu’en absence de vent, ce sont de très grands territoires qui sont le plus souvent concernés et que la notion de foisonnement n’est qu’un argument de propagande des promoteurs éoliens. Par exemple, lors de la canicule de Juillet-aout 2018, la puissance éolienne fournie est descendue à 91MW (de mémoire le 24 ou 25 juillet 2018) sur les 14000MW installés et est restée plusieurs jours en dessous de 500MW (soit de l’ordre de 3% de la puissance installée).
      Cela signifie que pour avoir avec certitude la fourniture électrique souhaitée, il faut tabler sur un nombre d’éoliennes beaucoup plus élevé que ne l’indique le simple facteur de charge de 20-22%. Dans le cas cité il aurait fallu au moins 6 fois plus de machines installées (sans toutefois encore que la puissance éventuellement requise soit effectivement fournie lors du minima de 91MW (0,65% de la puissance installée !).
      Je n’évoque même pas les problèmes de gestion de réseaux que ce nombre d’éoliennes induirait quand le vent se remettrait brusquement à souffler !

    • @Seppi,
      En fait plus à cause des pertes dans l’energie stockée
      Pour le moment, électrolyse coute environ 1000€ du KW. L’ennui c’est que ça serait peu utilisé car le taux de charge de ces installations pour stocker des surplus sera d’autant plus faible qu’on en mettra beaucoup. Trop cher pour y avoir un recours massif même si ce cout va probablement baisser. De plus il faut stocker ce hydrogène et la aussi c’est pas simple.
      La vrai « solution » c’est le curtaillement ça permets de monter à 50% d’éolien (sous réserve qu’on ait la place de les mettre ce qui est loin d’être évident). Avec le solaire et l’hydrau, on doit pouvoir atteindre 75% d’ENR, le reste en gaz. Le tout pour un « leger » surcout (facture elec multipliée par 3 à 5…) et une hausse d’emissions de CO2 vis a vis de ce qu’on a actuellement.
      100% d’enr est une utopie.

      • Pouvez-vous expliquer ce qu’est le ‘curtaillement’?

        • Oui, en fait j’ai mal écrit c’est curtailment ce qui signifie « écrêtage ».

          Rodolphe Meyer l’explique dans une excellente video :

          aller à 22:52 pour ce sujet la.

          • Oui, la vidéo est assez bien faîte mais ce fameux écrêtage, qui je le comprends doit bien plaire aux promoteurs éoliens puisqu’il consiste à multiplier le nombre d’éoliennes par exemple, est tout de même une solution aberrante car elle conduit à un surdimensionnement des moyens de production en puissance pour en final une production d’énergie identique. Cela veut dire un coût d’investissement beaucoup plus important par rapport à ce qui est réellement nécessaire (ce qui d’ailleurs est déjà le cas avec les filières intermittentes qui doivent être de toute façon couplées à des filières pilotables si on veut pouvoir assurer la stabilité du réseau).
            Quand ces filières sont subventionnées grassement par le contribuable (d’où bien sûr une augmentation drastique du prix de l’électricité) cela ne pose pas de problème aux promoteurs éoliens qui peuvent même ainsi réaliser de plus grands profits, mais dans une économie responsable ce système est véritablement stupide et conduit normalement à la faillite.
            Je n’évoque même pas le désastre écologique auquel cette idée va conduire par la multiplication des sites de production!

  • Et encore, il ne s’agit que des projets (tout-renouvelable) liés à la production d’électricité, qui ne représente guère qu’un quart de l’énergie primaire consommée.
    En Allemagne (ainsi que tous ses voisins) c’est la déconfiture. Actuellement autour de 40 % de charbon pour l’électricité et un KWh carboné à plus de 500 g. pour l’Allemagne : https://energy-charts.info/charts/power/chart.htm?l=fr&c=DE Plus de vent, c’est le fossile majoritairement qui prend la relève.

  • De toute façon on ne vivra pas dans une grotte nous seront tous mort avant de froid de soif et de faim… Tout le monde devrait savoir que ces inepties seront de courte durée, quand les gens ne peuvent plus sortir de chez eux à cause d’un virus qu’ils ne peuvent pas manger ce qu’ils aiment voir ce qu’ils veulent voir, ils se rebellent forcément … Devraient, en Corée du Nord, ils subissent, nous subiront donc et vivront sans doute la fin d’une civilisation, cette histoire ne peut plus durer bien longtemps

  • @Seppi
    Votre 1ère remarque est très judicieuse, j’en ai discuté avec l’auteur. Le 4,6 est correct si l’on considère des périodes, avec vent et sans vent, de durée égale. Alors l’excès à investir ne dépend que du rendement du stockage-restitution, en l’occurrence celui de l’hydrogène « vert » (28%). Mais si l’on tient compte du facteur de charge (admettons ~25%), il y a en fait 3 fois plus de périodes sans vent qu’avec vent. Donc sur l’année, il faudrait multiplier par 3, ce qui nous amène à un excès de 3,6 x 3 ~= 10,7 éoliennes supplémentaires, ce qui donc renforce encore considérablement le sens de l’article.
    De même, si l’on avait un stockage-restitution avec un rendement proche de 1, il faudrait toujours au minimum, non pas doubler le nombre d’éoliennes, mais le quadrupler (1 + 3).

  • Tien encore un qui croit tout savoir.
    Il mourra sans doute étouffé avec sa respiration intermittente ???

  • Le 100% renouvelable n’implique nullement le besoin de stocker qui n’est qu’un fantasme de nucleophile.
    Seul le nucléaire qui n’est capable que de ronronner sa production dont il ne sait pas quoi faire quand on n’en n’a pas besoin se trouve contraint a stoker ses surplus dans des millions de m3 d’eau sanitaire. Ce qui se produit chaque nuit.

    • Et que faites-vous quand il n’y a pas de vent ou de soleil et que vous avez besoin d’électricité? cela va sans aucun doute intéresser fortement tout le monde!

    • Quand on en a pas besoin, on le stocke d’abord dans des STEP, et on peut exporter massivement une électricité bon marché et décarbonée. Ce n’est pas plus compliqué que cela. Le stockage dans l’eau sanitaire est déjà une bonne solution qui ravit des millions de Français par son faible coût, un des moins élevé du monde sur leur facture globale.

      • L’ennui c’est que les step , les chauffe eau, c’est peanuts au regard de l’ampleur du problème. Il faut 10 fois plus que ça pour commencer a faire quelque chose et encore….

        L’export ça marche si vos voisins ne font pas comme vous, sinon…

        • Les STEP sont effectivement la meilleure solution de stockage actuelle; mais effectivement on est très loin du compte et pour construire de nouveaux barrages, je pense que cela va être difficile vu la position des écologistes qui sont absolument contre.
          Donc pour le moment pas de solutions viables.
          Par ailleurs favoriser l’éolien qui est la pire solution en termes d’écologie (nuisances sonores, visuelles, atteinte aux paysages, à l’environnement à tous les niveaux…) ne me fait pas rêver. De ce point de vue le solaire me parait une voie moins stupide même si de toute façon il faudra

        • Les STEP sont effectivement la meilleure solution de stockage actuelle; mais effectivement on est très loin du compte et pour construire de nouveaux barrages, je pense que cela va être difficile vu la position des écologistes qui sont absolument contre.
          Donc pour le moment pas de solutions viables.
          Par ailleurs favoriser l’éolien qui est la pire solution en termes d’écologie (nuisances sonores, visuelles, atteinte aux paysages, à l’environnement à tous les niveaux…) ne me fait pas rêver. De ce point de vue le solaire me parait une voie moins stupide même si de toute façon il faudra des filières pilotables en accompagnement

          • @Jardinier
            Les STEP, c’est 5GW en puissance et 200GWh en capacité de stockage, soit respectivement 7% de la puissance installé et environ 2h de la conso du pays. Si c’est un complément trés intéressant dans le mix actuel, ça reste peanuts pour lisser l’eosolaire.
            Oui il sera difficile d’en faire bcp plus.

            • D’accord avec vous mais il faudrait grossièrement 50 fois plus de capacité de stockage ( environ 10TWh minimum)pour gommer véritablement l’intermittence des renouvelables.
              Actuellement cela est impossible aussi bien techniquement que politiquement.

        • En pratique, cela ne pose aucun problème. Le cas se présente souvent et cela fonctionne très bien. La France est même un des plus grand exportateur mondial d’électricité et cela lui rapporte un paquet de milliards d’euros par an. C’est tout de même plus glorieux que d’être le plus gros producteur de lignite comme est l’Allemagne.

  • Excellent .
    J’ai juste un gros doute sur le prix de l’hydrogène : 2,3 euros la tonne ! Je crois que c’est le kilo .

  • Les commentaires sont fermés.

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