NowFuture.org Energie 11-2008

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  1. 1. Energie et développement durable <ul><li>du classique au renouvelable </li></ul><ul><li>novembre 2008 Laurent Minguet </li></ul>
  2. 2. Production & stock d’énergie primaire dans le monde <ul><ul><li>11,4 Gtep / an au rythme actuel stock (11,4 Gtep) </li></ul></ul>Source AIE 2007, IFP, AEN Pétrole 35% Gaz naturel 21% Charbon 25% Renouvelable 13% Nucléaire 6% 5 53 11 12 35 ans (140 Gtep) 55 ans (130 Gtep) 210 ans (600 Gtep) 80 ans (55 Gtep)
  3. 3. Potentiel énergies renouvelables dans le Monde <ul><ul><li> x 11 Gtep </li></ul></ul><ul><ul><li>vent, houle, courants : 30 </li></ul></ul><ul><ul><li>biomasse: 4 </li></ul></ul><ul><ul><li>hydroélectricité: 0,1 </li></ul></ul>Sources AIE, Martin UCl Solaire 6000
  4. 4. Sources Electrabel, Kalundborg, Coretec, Powernext 2007 Coût combustible 13 (3 MWh ) 36 (3 MWh) 50 (2 MWh) Amortiss, finance, exploitation 10 27 12 90 Charbon 48 € nucléaire 40 € TGV 60 € Fuel 100 € 10 Coût de production de l’électricité en Belgique (MWh él) : Éolien 70 € 45 invest-exploitation 25 finance Le particulier paye 145 € (176 € tvac), il consomme 3 MWh/an (~1,5 € / jour) Bois 70 € 55 (3,5 MWh) 15 400 PV 400 € CO 2 0,20 t 0,47 t 0,32 t
  5. 5. Potentiel biomasse : production annuelle <ul><ul><li>Monde </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>production globale 120.000 Mt ~ 50 Gtep (Giec) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Naturelle : < 0,1% énergie solaire </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Bois énergie : 0,3%-0,6% </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Biomasse valorisable à terme 9 Gtep (FAO) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Potentiel zone tropicale </li></ul></ul></ul>
  6. 6. culture de bois énergie en zone tropicale (<15°LNS) <ul><ul><ul><li>Zone tropicale </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Pluviosité >1100mm/an </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Ensoleillement >2 MWh/an </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Biomasse >15-20 tms /ha/an </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Culture durable </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Renforce la structure des sols </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Reconstitue l’humus </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Nourri le sol (légumineuse) </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>rotation de 3 à 5 ans </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Coût ~20€/t ou 4 € / MWh </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>100.000 ha = Sénégal </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>1,3% Congo = Belgique </li></ul></ul></ul>
  7. 7. Transport et transformation de l’énergie Énergie nette transport transformation 75% 5% 20% 85% 15% 90% 80% 77% 10 % 10% 13% 10 % 10 % 30% 30% 40% 93% 7 % Électricité 100km (AC) Électricité 3.200 km Hydrogène Pellet intercontinental Pellet local Charbon Gaz Pétrole 10 % 90%
  8. 8. Comparaison biocarburant biocombustible tropical <ul><ul><ul><li>Canne à sucre, huiles de palme ou jatropha </li></ul></ul></ul>75 MWh 23 MWh 27 MWh énergie 45 € 300 € 4 t / ha éthanol 4 € 20 € 15 t / ha bois 45 € 500 € 2 t / ha huile Cout / MWh Cout / t rendement net
  9. 9. Comparaison biocarburant biocombustible Europe <ul><ul><ul><li>huile de colza ou éthanol (betterave, froment) </li></ul></ul></ul>Sources valbiom 50 MWh 15 MWh Énergie nette 15 € 75 € 10 tms / ha biomasse 60 € 700 € ~1,3 tep / ha biocarburant Cout / MWh Cout / t Rendement net
  10. 10. Energie primaire en Belgique : 59 Mtep/an 15+ G€/an <ul><ul><li>Électricité 84TWh </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>17 Mtep : transformation, pertes </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>10 Mtep : Transports </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>15 Mtep Résidentiel/tertiaires : 80% chauffage </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>17 Mtep : Industrie </li></ul></ul></ul>Source Institut wallon DGTRE, IEA Pétrole 42% Gaz 24% C 10% N 21% R G 2 C 3 Nucléaire 9 Pétrole Pétrole 6,3 Gaz 5,3 Elec 3,3 C 1,6 Pétrole 6,1 Gaz 5,2 Elec 3,4 raffinage Nucléaire 57% C 14% G 26%
  11. 11. Potentiel renouvelable en Belgique Source Institut wallon DGTRE, architecture et climat, bureau du plan 2 Mtep - - - Déchets 1 Mtep - - - Lisier 0,2 G€ 2 TWh -- - - hydroélectrique 1,3 G€ 20 TWh 22.000 ha ( 1000 sites) 60.000 € 900 Éolien (0,4 MW/ha) 8 G€ 20 TWh 20.000 ha (toiture) 400.000 € 1.000 PV 1.700.000 ha (culture) 1.700.000 ha (culture) Surface 1,5 G€ 10 Mtep 900 € 60 biocombustible 2,2 Mtep Potentiel 1,5 G€ 900 € 15 biocarburant Cout/an Cout annuel/ha MWh/ha
  12. 12. <ul><li>10 MWh utiles par habitant dont 12% pour eau chaude sanitaire </li></ul>Coût du chauffage résidentiel par habitant : 3 € par jour Sources ATS, ACV , www.industrie.gouv.fr/energie/statisti/pdf/hanprix2.pdf combustible 720 € 480 € Amortissement, entretien, taxe 250 € 150 € 937 € Mazout (80%) 75 € 114 € Gaz (90%) 65 € 87€ Pellet (85%) 41 € 73 € 200 € combustible MWh utile solaire (40%) 0 € 30 € (130 €) net primes Soltherm crédit impôt Electricité (100%) 176 € 180 € 1760 €
  13. 13. Consommation chauffage des bâtiments : 4,7 G€ /an <ul><ul><li>Energie hors chauffage </li></ul></ul><ul><ul><li>Chauffage des bâtiments tertiaires </li></ul></ul><ul><ul><li>Chauffage résidentiel : 16 litres /m2/an </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Maison : 20 l (200m2 => 4 tep ) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Appartement :12 l (100 m2 =>1.2 tep) </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Bâtiment thermo efficace 3 l / m2/an </li></ul></ul><ul><ul><li>Norme RW 2007 max 13 l /m2/an </li></ul></ul>Source Institut wallon DGTRE, architecture et climat, bureau du plan Mtep 3 9 3
  14. 14. Chauffage Habitation -> maison côté nord : rue <ul><ul><li>habitation thermo efficace : 16 l => 3 l /m²/an </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Isolation extérieure (k30), murs mitoyens </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Orientation Nord Sud, solaire passif </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>compact </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Régulation </li></ul></ul></ul>
  15. 15. Chauffage Habitation -> maisons côté sud : jardin <ul><ul><ul><li>ventilation échangeur double flux </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Pièce de vie au sud </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Store extérieur </li></ul></ul></ul>
  16. 16. Chauffage Habitation -> implantation <ul><li>Période hivernale déc-fév : 2/3 du chauffage </li></ul><ul><li>Soleil hivernal SE-SO ~20° sur l’horizon </li></ul><ul><li>Éviter l’ombre portée sur le bâtiment au nord : distance ~ 4 x hauteur </li></ul>sud nord H=6 m H=10 m distance = 24 m distance = 35 m
  17. 17. Chauffage Habitation -> implantation <ul><ul><li>Projet Pléiades à Visé : 14 ha </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>170 maisons rez+1 avec jardin au sud (12 / ha) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Réseau de chaleur biomasse </li></ul></ul></ul>
  18. 18. Chauffage Habitation -> immeuble appartements <ul><ul><ul><li>Consommation <3l/m2 </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Chauffage par air sanitaire + radiateurs </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Hauteur optimale rez+3 ou 4 => compacité </li></ul></ul></ul>
  19. 19. Cogénération : électricité et chaleur <ul><li>Produire de l’électricité avec une centrale thermique </li></ul><ul><li>produit aussi de la chaleur à valoriser </li></ul><ul><li>En pratique, on produit 1 MWh électrique pour 1 à 3 MWh thermique </li></ul>
  20. 20. Valorisation de chaleur par réseau de chaleur
  21. 21. Valorisation de chaleur par réseau de chaleur <ul><li>Eau chaude départ 80°C retour 50°C </li></ul><ul><li>Pertes caloriques ~ 1% par km </li></ul><ul><li>Durée de vie > 50 ans </li></ul><ul><li>Coût moyen de 250 € / mètre </li></ul><ul><li>20 mètres / habitation </li></ul><ul><li>Échangeur à plaques </li></ul>
  22. 22. Cogénération biomasse <ul><li>Énergie renouvelable et bon marché </li></ul><ul><li>puissance moyenne 5 MW à 50 MW électrique </li></ul><ul><li>Bilan CO2 neutre </li></ul><ul><li>Faible pollution de l’air </li></ul><ul><li>investissement ~ 2 M€ / MW (micro actuel 15 M€/MW) </li></ul><ul><li>Biomasse à 6 à 25 €/MWh </li></ul>Cogénération à Ydes Cantal (France) FeuerWerk – HolzErlebnisWelt (Autriche)
  23. 23. Rentabilité microéconomique <ul><li>Unité moyenne 14 MW (10.000 hab) </li></ul><ul><li>Dépenses annuelles 7,3 M€ </li></ul><ul><li>Recettes annuelles 9,5 M€ </li></ul><ul><li>+ Subsides 6,5 M€ </li></ul><ul><li>Taux interne de rentabilité >20% </li></ul>4,5 combustible (75.000 t) 2,8 amortis/exploit Electricité (65€/MWh) chaleur (50€/MWh) Certificats verts (65€/MWh)
  24. 24. Comparaison cogénération / classique <ul><li>Coût de production actuel : 11,6 G€ </li></ul><ul><li>Cogénération + chaleur individuelle: 8,6 G€ </li></ul><ul><li>Économie ~ 3 G€ par an </li></ul><ul><li>Gain en CO2 52 Mt </li></ul>Electricité 3,8 Chaleur 7,8 Cogénération 7,3 1,3 Electricité 20 Chaleur 32 Total 120 Kyoto 20
  25. 25. CONCLUSIONS <ul><li>Chaleur : 55% énergie consommée >> électricité(17%), transport(25%) </li></ul><ul><li>Chauffage bois : voie royale pour chaleur ER </li></ul><ul><li>cogénération au bois : chaleur + électricité 100% ER => réseau de chaleur urbain </li></ul><ul><li>Importation d’énérgie nécessaire </li></ul><ul><li>Réduire notre consommation de chaleur => bâtiment basse énergie </li></ul><ul><li>Réduire notre consommation électrique </li></ul><ul><li>Réduire nos transports individuels </li></ul><ul><li>Transport individuel ? </li></ul><ul><ul><li>Électricité </li></ul></ul><ul><ul><li>Biocarburant mais 2 e génération: pas de compétition avec nourriture </li></ul></ul>

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