Les énergies renouvelables sont-elles vraiment écologiques ?


Nous investissons massivement dans les énergies renouvelables pour remplacer une partie de nos centrales nucléaires et pour réduire nos émissions de CO2.

Tout le monde sait déjà que les centrales éoliennes et les centrales solaires ne font pas mieux que le nucléaire en termes d’émissions de CO2.

  • · Nucléaire : 20 g de CO2 / kWh

  • · Eolien : 32 g CO2 / kWh

  • · Solaire : 300 g CO2 / kWh

Si le monde entier se mettait à généraliser les énergies renouvelables, il conviendrait tout de même de ne pas mesurer l’écologie au seul critère du CO2 mais aussi de regarder la question de l’utilisation des matériaux qui ne sont pas en disponibilité infinie.

Il conviendrait donc de simuler la situation sur les décennies à venir.


Nous limiterons cette démonstration aux seules centrales de production d’électricité, puisque l’avenir de l’écologie passe par l’électrification du monde.

Nous n’intégrerons pas aujourd’hui l’aspect batteries de stockage et leurs conséquences sur certains matériaux (lithium, cobalt, graphique) sont difficiles à mesurer à long terme. La technologie des batteries évoluera largement au cours du siècle à venir.


1-Besoins de matériaux pour construire des centrales de production d’électricité

Nous partirons des données publiées par Olivier Vidal, Directeur de Recherche au CNRS à Grenoble, dans son livre sur les matières premières et l’énergie (Editions ISTE).

Nous étudierons les besoins en termes de béton, d’acier, d’aluminium et de cuivre.

Le tableau suivant indique les besoins matières par type de centrales pour 1 MW installé.

REP = Réacteurs à eau préssurisée.


2-Taux d’utilisation des centrales par types (% du temps de production réelle)

Pour poursuivre le calcul des besoins matières par type de centrales, nous devons introduire le taux d’utilisation (% de temps utilisé) de chaque type de centrale.

Dans l’hémisphère nord, là où vivent le plus d’humains, il est retenu les taux d’utilisation suivants .

Nota : Pour le Solaire, les taux d’utilisation en France sont même de 13% du temps seulement.



3-Besoins de matériaux pour produire 1 TWh

A partir de ces données, il est possible de calculer le nombre de centrales de chaque type nécessaires pour une production d’électricité donnée et les besoins correspondants en matériaux.

Ainsi pour produire 1 seul TWh il faudra en milliers de tonnes :



4-Besoins de matériaux pour fournir toute la France en électricité avec un seul type de centrale (en M de tonnes)

5-Besoins en matériaux pour remplacer les centrales de la France de 2018,

En passant de : (75% de Nucléaire + 25% d’Hydraulique) >>>> (50% d’Eolien + 50%de Solaire)

Nos consommations de matériaux seraient :

  • +68% de béton

  • 21 fois plus d’acier

  • 9 fois plus d’aluminium

  • 9 fois plus de cuivre.

On notera qu’un passage aux énergies éoliennes et solaires pèsera fortement sur les besoins en matériaux, à l’heure où nous prenons conscience d’en limiter l’usage au travers de ce que l’on appelle l’économie circulaire.


6-Besoins en matériaux pour remplacer les centrales du monde de 2018,

En passant de : 40% de Charbon + 25% Pétrole et Gaz + 10% de Nucléaire + 16% d’Hydro + 4% d’Eolien + 2% de Solaire + 3% de Biomasse

A : 50% d’éolien et 50% de solaire.

Nos consommations mondiales de matériaux seraient :

  • 2,5 fois plus de béton

  • 9 fois plus d’acier

  • 9 fois plus d’aluminium

  • 9,5 fois plus de cuivre.


7-Quelle est la comparaison la plus désavantageuse pour l’Eolien et le Solaire ?

Il s’agirait de la solution passant de 100% Gaz >>>> à 50% Eolien + 50% Solaire.

Dans ce cas les consommations mondiales de matériaux seraient :

  • 46 fois plus de béton

  • 11 fois plus d’acier

  • 42 fois plus d’aluminium

  • 42 fois plus de cuivre.


8-Quels seront besoins en matériaux pour le siècle à venir ?

L’intérêt véritable de la simulation consiste à mesurer et à calculer les besoins en matériaux pour la période d’ici 2100 selon différentes hypothèses.

  • Selon nos besoins d’énergie totaux

  • Selon notre taux d’électrification mondial

  • Selon notre manière de produire l’électricité.

Toutes ces hypothèses ont été calculées avec notre modèle, mais il serait fastidieux de les présenter toutes.


Je vous propose de nous limiter à la comparaison de deux simulations :

A = la solution Nucléaire-2100 (à priorité Nucléaire) / 30 G tep / 70% d’électrification du monde (au lieu de 18% aujourd'hui).

Production : 20% Gaz + Captage du CO2 / 50% Nucléaire / 10% Hydro / 10% Eolien / 10% Solaire

B = la solution ENR-2100 (à priorité Eolien + Solaire) /30 G tep / 70% d’électrification du monde (au lieu de 18% aujourd'hui).

Production : 50% Eolien + 50% Solaire


Dans les deux cas la production d’électricité en 2100 s’élève à 260 000 TWh (contre 24 500 TWh actuellement).

Il s’agit donc d’augmenter la production d’électricité de + 2 800 TWh chaque année pendant 85 ans.


Les suppléments en besoins de matériaux de B /A (ou Renouvelables Vs Nucléaire) seraient ainsi chaque année de :

  • 2 fois plus de béton (10 % de la production mondiale annuelle actuelle)

  • 4 fois plus d’acier (20% de la production mondiale annuelle actuelle)

  • 4 fois plus d’aluminium (15% de la production mondiale annuelle actuelle)

  • 4 fois plus de cuivre (30% de la production mondiale annuelle actuelle).

Ces calculs ne tiennent pas compte de la nécessité de renouveler les centrales éoliennes (tous les 20 ans) et les centrales solaires (tous les 20 ans). Ces chiffres supposent donc que 100% des matériaux des centrales démontées seront recyclés, ce qui ne sera évidemment pas le cas. Les chiffres ci-dessus sont donc optimistes. La réalité sera pire.


En conclusion

Il serait dangereux de se lancer aveuglément dans la production d'électricité par les énergies renouvelables à grande échelle. Ce serait cher payer par la Terre et laisserait nos enfants sans ressources pour plusieurs métaux importants.

Tout cela pour investir 5 fois plus que nécessaire, n'avoir de l'électricité que de temps en temps et ne pas faire mieux que le Nucléaire, en termes d'émissions de CO2.

Qui saura en alerter le monde ?




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