Besoin en stockage hydrogène saisonnier

[yves95210]

D'autre part, mettre une PAC au pied de chaque éolienne (sans parler du système d'électrolyse et de stockage) c'est loin d'être évident.

On revient obligatoirement sur une centralisation de la production d'hydrogène et la production d'électricité via le stockage qui permet d'ajuster au mieux la puissance produite à la demande, tout en assurant la stabilité du 50Hz.
On peut avoir une idée du dispositif complet avec ce qui va être mis en service en Guyane prochainement et qui constitue la plus grande centrale à hydrogène au monde (devant Tesla avec sa batterie géante lithium/ion en Australie).
Une centrale solaire de 55MW (en pointe, donc beaucoup moins en moyenne) couplée à une unité de production et une centrale à hydrogène de 140MWh !! https://la1ere.francetvinfo.fr/guyan...de-626880.html

Au vu des données du "PHOTOVOLTAIC GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM" de la Commission européenne, la puissance moyenne délivrée par la centrale solaire doit être environ 9,5 MW, soit une production moyenne de 230 MWh par jour. Comme le site est proche de l'équateur, la variation saisonnière de la durée quotidienne d'ensoleillement est faible, et compte-tenu du climat, la variation saisonnière de la consommation probablement aussi.
Autrement dit, on peut imaginer que la centrale de stockage est dimensionnée pour un cycle journalier (stockage d'énergie durant la journée, déstockage le soir et la nuit), avec sans-doute une marge pour faire face aux jours de faible ensoleillement : toujours avec le même outil (en choisissant l'option "performance of off-grid PV systems", qui permet de choisir les valeurs de la puissance-crête installée et de la capacité de stockage), je vois que cela permet de faire face à une consommation quotidienne de 100 MWh sans interruption de service. Remarque : ce calcul ne tient pas compte du rendement de la centrale à hydrogène.

En étant raisonnablement optimiste (facteur de charge = 40%), la production moyenne de 2 éoliennes de 12 MW installées au large de Dunkerque serait du même ordre. Mais pour une consommation quotidienne de 100 MWh, il faudrait certainement une plus grande capacité de stockage en prévision de périodes de plusieurs jours consécutifs de vent faible, où la production éolienne tombera à 10%. Il faut donc imaginer installer une centrale à hydrogène de la même taille que celle dont parle l'article au pied de chaque éolienne...

Et si on veut couvrir l'ensemble des besoins du pays à l'aide de cette technologie, avec des journées d'hiver où la consommation peut atteindre 2 TWh, il faut multiplier ces chiffres par 20000, soit un total de 40000 éoliennes offshore de 12 MW, chacune couplée à une centrale à hydrogène de la même taille que ci-dessus.

Compte-tenu du coût des PV, je suppose que la centrale à hydrogène représente environ la moitié de l'investissement dans le projet guyanais; disons 40 millions d'€. Admettons que le coût d'une telle centrale puisse être divisé par deux, et que celui de l'installation d'une éolienne offshore tombe à 2 € par Watt installé (au passage, ça revient à multiplier environ par deux le coût de l'installation d'une éolienne pour calculer l'investissement réel, stockage compris). A vue de nez, pour couvrir les besoins de la France entière il faudrait investir 1800 milliards d'€ tous les 20 ans, et prévoir plusieurs centaines de millions d'€ de coûts de fonctionnement pendant la même durée (les salaires d'au moins 100000 personnes - et probablement nettement plus : pour la centrale guyanaise le fonctionnement sera assuré par 30 personnes).

Si avec ça on fournit aux consommateurs 500 TWh par an, soit 10000 TWh en 20 ans, ça met le kWh à au moins 0,2 € (faut pas compter sur le fait de gagner de l'argent en vendant la surproduction saisonnière, parce que si tout le monde s'y met, tout le monde surproduira... Au mieux ça permet de réduire un peu le parc installé en comptant sur l'interconnexion des réseaux européens - qui n'ira pas sans poser de problèmes - et sur le fait que tout le monde ne surproduira pas exactement au même moment).

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[Lansberg]

Oui. Sans une baisse de consommation drastique je ne vois pas comment on pourrait installer de tels équipements. D'autre part 1800 milliards environ, c'est peut être même la limite basse. On a déjà investi 120 milliards pour moins de 5% de la production (c'est assez cohérent avec ce que l'Allemagne a investi) sans aucun stockage.
Si le combat c'est la lutte contre le réchauffement climatique, cette solution passant par l'hydrogène, si elle est viable, doit servir en priorité à éliminer le charbon et le gaz de la production électrique.

[yves95210]

D'autre part 1800 milliards environ, c'est peut être même la limite basse.

Certainement, avec des hypothèses optimistes sur le facteur de charge et sur le coût de construction et d'installation des éoliennes, et une inconnue sur le coût de construction des centrales à hydrogène (j'ai extrapolé une valeur à partir des infos figurant dans l'article que tu as cité, mais ça demanderait à être confirmé)... De plus, je n'ai pas tenu compte du faible rendement de la centrale à hydrogène dont tu parlais dans ton premier message, et qui demanderait sans-doute d'augmenter encore la puissance installée éolienne.
Au total, en comptant les coûts de fonctionnement (une production aussi décentralisée demande d'autant plus de personnel pour le maintien en ordre de marche de l'ensemble du système), on est certainement très au-dessus des 2000 milliards tous les 20 ans. Mais c'était juste pour donner un ordre de grandeur, et démontrer que ce ne sont pas des considérations économiques qui justifieront de faire le choix du tout renouvelable / intermittent, puisqu'il conduit à une forte augmentation du prix du kWh.
Quant aux préoccupations écologiques (hors climat) ou environnementales, je ne suis pas sûr que le fait de couvrir d'éoliennes plusieurs dizaines de milliers de km² de plateau continental y réponde vraiment...

[Lansberg]

De plus, je n'ai pas tenu compte du faible rendement de la centrale à hydrogène dont tu parlais dans ton premier message, et qui demanderait sans-doute d'augmenter encore la puissance installée éolienne.

Le rendement peut être meilleur si on exploite la chaleur produite. Les piles à combustible de haute puissance fonctionnent avec des températures élevées entre 700 et 1000°C. Les rejets de vapeur peuvent être utilisés pour alimenter une turbine secondaire. Le rendement global pour la partie pile à combustible peut atteindre 70%.

Au total, en comptant les coûts de fonctionnement (une production aussi décentralisée demande d'autant plus de personnel pour le maintien en ordre de marche de l'ensemble du système), on est certainement très au-dessus des 2000 milliards tous les 20 ans. Mais c'était juste pour donner un ordre de grandeur, et démontrer que ce ne sont pas des considérations économiques qui justifieront de faire le choix du tout renouvelable / intermittent, puisqu'il conduit à une forte augmentation du prix du kWh.

Certaines estimations vont jusqu'à 6000 milliards pour du tout ENR avec stockage.

Quant aux préoccupations écologiques (hors climat) ou environnementales, je ne suis pas sûr que le fait de couvrir d'éoliennes plusieurs dizaines de milliers de km² de plateau continental y réponde vraiment...

Je suis à peu près sûr qu'on en n'arrivera pas là. Une telle surface est inconcevable. Il faut déjà voir ce que représente le parc éolien offshore d'Arkona inauguré en mer baltique, qui couvre 39 km2 avec 60 éoliennes de 6MW et une sous-station de raccordement de 4000 tonnes construite par les chantiers de l'atlantique de Saint-Nazaire (les ingénieurs allemands appelle ce monstre, la prise électrique !).
L'investissement est de 1,2 milliards d'€.
Tiens, pour 40000 éoliennes de 12MW, sur le même principe, on arrive en gros à 1600 milliards. Mais il n'y a ni électrolyse ni centrale à hydrogène ni tous les raccordements au réseau pour ce prix là.
De toutes façons, avec de l'hydroélectrique (à hauteur de 15% environ), du nucléaire annoncé à hauteur de 50% (mais on en reparlera) il reste au maximum 35% aux autres ENR. Mais ça peut revenir très cher.

[yves95210]

Le rendement peut être meilleur si on exploite la chaleur produite. Les piles à combustible de haute puissance fonctionnent avec des températures élevées entre 700 et 1000°C. Les rejets de vapeur peuvent être utilisés pour alimenter une turbine secondaire. Le rendement global pour la partie pile à combustible peut atteindre 70%.

C'est déjà moins défavorable que les 25% que j'avais retenus de ton premier message...

Certaines estimations vont jusqu'à 6000 milliards pour du tout ENR avec stockage.

Faudrait savoir de quand datent ces estimations.
Si j'en crois cet article le coût de la fabrication / installation des éoliennes va continuer de baisser pour se situer finalement entre 2 et 2,5 € par Watt installé.
D'autre part, en extrapolant à partir du coût annoncé du projet en Guyane (en supposant que le coût du PV installé soit de 1€ par Watt-crête), pour la construction de la centrale à hydrogène on arrive à 0,25€ par Wh de capacité de stockage. Et on peut supposer que ce coût va baisser si ce genre de projet se multiplie.
Au total (éolien + stockage), on arrive certes à un coût supérieur à celui du nucléaire (et surtout à celui de la prolongation de la durée de vie du nucléaire déjà installé - dans le cas particulier de la France), mais sans-doute pas d'un facteur 2. Après (du point de vue des gouvernants), la question est plutôt de savoir ce qui est le plus facilement acceptable par l'opinion publique : une augmentation du prix du KWh de 30 à 50% pour financer le développement de l'éolien, ou le maintien de la production nucléaire à son niveau actuel au-delà de 2040 (et donc la construction de nouvelles centrales).

Je suis à peu près sûr qu'on en n'arrivera pas là. Une telle surface est inconcevable. Il faut déjà voir ce que représente le parc éolien offshore d'Arkona inauguré en mer baltique, qui couvre 39 km2 avec 60 éoliennes de 6MW et une sous-station de raccordement de 4000 tonnes construite par les chantiers de l'atlantique de Saint-Nazaire (les ingénieurs allemands appelle ce monstre, la prise électrique !).

C'est plutôt là que le bât blesse... Pour assurer ne serait-ce que un tiers de la production d'électricité en France avec de l'éolien offshore il faudrait couvrir une surface d'environ 15000 km² avec des éoliennes de 200 m de haut. Il faudrait utiliser la quasi-totalité des côtes de la Manche et de l'Atlantique (partout où la profondeur ne dépasse pas quelques dizaines de mètres), en ne laissant que quelques couloirs entre les parcs éoliens pour permettre l'accès aux ports.

[yves95210]

C'est plutôt là que le bât blesse... Pour assurer ne serait-ce que un tiers de la production d'électricité en France avec de l'éolien offshore il faudrait couvrir une surface d'environ 15000 km² avec des éoliennes de 200 m de haut. Il faudrait utiliser la quasi-totalité des côtes de la Manche et de l'Atlantique (partout où la profondeur ne dépasse pas quelques dizaines de mètres), en ne laissant que quelques couloirs entre les parcs éoliens pour permettre l'accès aux ports.

Plus concrètement, voici une carte des gisements éoliens offshore (posé et flottant) pour l'Ouest et le Nord de la France. Les 15000 km², il va falloir les trouver
Sans même parler des 40000 km² qui seraient nécessaires si on veut se passer complètement du nucléaire...

Et il faut y ajouter l'implantation sur les côtes d'au moins 15000 fois l'équivalent de la future centrale à hydrogène guyanaise (40000 si on veut couvrir 80% des besoins d'électricité avec l'éolien).

Image pdf supprimée, elle doit être en jpg, png ou gif, dans une nouvelle réponse

[yves95210]

Et il faut y ajouter l'implantation sur les côtes d'au moins 15000 fois l'équivalent de la future centrale à hydrogène guyanaise (40000 si on veut couvrir 80% des besoins d'électricité avec l'éolien).

Là encore, pour être plus concret, voici à quoi ça ressemble pour 140 MWh de capacité de stockage. Pour se faire une idée de la surface occupée : les grosses boîtes parallélépipédiques ont l'air d'avoir la dimension d'un container maritime standard, donc à peu près 12 m de long.
A multiplier par 15000, répartis sur les côtes de la Manche et de l'Atlantique à proximité des parcs éoliens (à moins d'installer ça sur des plateformes en mer, au pied des éoliennes ?).

[yves95210]

Là encore, pour être plus concret, voici à quoi ça ressemble pour 140 MWh de capacité de stockage. Pour se faire une idée de la surface occupée : les grosses boîtes parallélépipédiques ont l'air d'avoir la dimension d'un container maritime standard, donc à peu près 12 m de long.
A multiplier par 15000, répartis sur les côtes de la Manche et de l'Atlantique à proximité des parcs éoliens (à moins d'installer ça sur des plateformes en mer, au pied des éoliennes ?).

A vue de nez, la future centrale à hydrogène guyanaise occupera à peu près 10000 m². Multiplié par 15000, ça ferait 150 km², soit l'équivalent d'une centaine de centrales nucléaires (400 réacteurs) de puissance 5,2 GW chacune, soit dix fois le parc nucléaire français actuel.
Ce n'est rien comparé à la surface occupée par les parcs éoliens. Mais si les centrales à hydrogène doivent être installées sur la côte à proximité des parcs éoliens offshore, ça va en faire, des km de littoral...

[yves95210]

Plus concrètement, voici une carte des gisements éoliens offshore (posé et flottant) pour l'Ouest et le Nord de la France. Les 15000 km², il va falloir les trouver
Sans même parler des 40000 km² qui seraient nécessaires si on veut se passer complètement du nucléaire...

Et il faut y ajouter l'implantation sur les côtes d'au moins 15000 fois l'équivalent de la future centrale à hydrogène guyanaise (40000 si on veut couvrir 80% des besoins d'électricité avec l'éolien).

Image pdf supprimée, elle doit être en jpg, png ou gif, dans une nouvelle réponse

Voici :

[Lansberg]

A vue de nez, la future centrale à hydrogène guyanaise occupera à peu près 10000 m². Multiplié par 15000, ça ferait 150 km², soit l'équivalent d'une centaine de centrales nucléaires (400 réacteurs) de puissance 5,2 GW chacune, soit dix fois le parc nucléaire français actuel.
Ce n'est rien comparé à la surface occupée par les parcs éoliens. Mais si les centrales à hydrogène doivent être installées sur la côte à proximité des parcs éoliens offshore, ça va en faire, des km de littoral...

C'est là qu'on comprend ce que veulent dire "énergies concentrées" (nucléaire, fossiles) et "énergies diffuses" (PV, éolien + stockage).

[yves95210]

A vue de nez, la future centrale à hydrogène guyanaise occupera à peu près 10000 m². Multiplié par 15000, ça ferait 150 km², soit l'équivalent d'une centaine de centrales nucléaires (400 réacteurs) de puissance 5,2 GW chacune, soit dix fois le parc nucléaire français actuel.
Ce n'est rien comparé à la surface occupée par les parcs éoliens. Mais si les centrales à hydrogène doivent être installées sur la côte à proximité des parcs éoliens offshore, ça va en faire, des km de littoral...

A comparer, là où c'est possible (implantation du bassin supérieur pas trop loin de la côte) avec des STEP de bord de mer.
Si le bassin supérieur peut être construit à une altitude de 100 m, occupe une surface de 10 km² et fait 10 m de profondeur, l'énergie stockée est d'environ 28 GWh, soit 200 fois la capacité de la centrale à hydrogène guyanaise. Et le rendement d'une STEP est supérieur aux 70% indiqués par Lansberg comme optimal pour les centrales à hydrogène.
Mais il en faudrait quand-même 750, ce qui semble tout aussi inenvisageable...

[yves95210]

C'est là qu'on comprend ce que veulent dire "énergies concentrées" (nucléaire, fossiles) et "énergies diffuses" (PV, éolien + stockage).

Ben oui. Tu prêches un convaincu.
Mais il faudra que Eric Dupont revienne nous dire ce qu'il en pense (puisque c'est surtout à lui qu'était destinée ma petite démonstration)...

[Lansberg]

C'est déjà moins défavorable que les 25% que j'avais retenus de ton premier message...

C'était sur l'ensemble de la chaine. Pour la partie pile à combustible on est sur un peu moins de 50% (sans utilisation de la chaleur).

Faudrait savoir de quand datent ces estimations.

Je n'ai pas de date précise en tête. C'est une limite haute. La fourchette s'étalant de 1500 à 6000. Je pense que ça montre la difficulté d'évaluer le coût réel du tout ENR.

Au total (éolien + stockage), on arrive certes à un coût supérieur à celui du nucléaire (et surtout à celui de la prolongation de la durée de vie du nucléaire déjà installé - dans le cas particulier de la France), mais sans-doute pas d'un facteur 2. Après (du point de vue des gouvernants), la question est plutôt de savoir ce qui est le plus facilement acceptable par l'opinion publique : une augmentation du prix du KWh de 30 à 50% pour financer le développement de l'éolien, ou le maintien de la production nucléaire à son niveau actuel au-delà de 2040 (et donc la construction de nouvelles centrales).

Si on annonçait clairement la couleur, l'opinion publique dirait qu'elle veut que ça lui coute le moins possible. Mais on ne le fera jamais.
Le train est lancé et comme je le disais, l'état a déjà investi plus de 120 milliards pour les ENR sur des contrats signés avant 2017 et qu'il faudra bien honorer. Et on va ajouter un peu d'offshore. La facture est déjà salée pour un bénéfice en terme de CO2 proche de zéro (forcément avec une électricité déjà décarbonée à 95%, on ne pouvait pas espérer mieux). Mais l'objectif n'est sûrement pas le problème climatique.
Nos enfants vont vraiment nous maudire avec de telles erreurs stratégiques.

[Lansberg]

Mais il en faudrait quand-même 750, ce qui semble tout aussi inenvisageable...

La physique c'est vraiment impitoyable. Surtout en matière d'énergie !

[Lansberg]

Plus concrètement, voici une carte des gisements éoliens offshore (posé et flottant) pour l'Ouest et le Nord de la France. Les 15000 km², il va falloir les trouver
Sans même parler des 40000 km² qui seraient nécessaires si on veut se passer complètement du nucléaire...

Et il faut y ajouter l'implantation sur les côtes d'au moins 15000 fois l'équivalent de la future centrale à hydrogène guyanaise (40000 si on veut couvrir 80% des besoins d'électricité avec l'éolien).

Il faudrait ajouter la Méditerranée (surtout des éoliennes flottantes). Il n'y a pas de raisons que seules les côtes de l'Atlantique et de la manche soient envahies ! On doit alors pouvoir trouver les 15000 km2...
Il suffit de présenter à la population le projet avec une belle simulation des côtes françaises une fois le parc installé avec toutes les éoliennes offshore, les électrolyseurs et les centrales à terre, sans oublier les plateformes en mer de 4000 tonnes pour les sous stations de raccordement.

[Eric DUPONT]

Si on calcule à partir de la formule de la limite de Betz, la vitesse de vent "idéale" pour la puissance max de 12MW, on trouve 9,5 m/s (~35 km/h). Avec le diamètre de l'hélice (220 m) et la vitesse du vent on retrouve bien la puissance max de 12MW.
On lit qu'une telle éolienne pourrait produire 67GWh par an. Cela représente 67/0,012~5600 h de fonctionnement à pleine puissance (d'où les 63%).
Donc cela suppose effectivement, comme il est dit dans le texte, « un site allemand typique en Mer du Nord typique(1) » avec un vent de 10m/s soufflant 5600 h par an.
Si on consulte la carte des vitesses de vent en fonction de l'altitude pour l'Europe (source : Riso National Laboratory, Denmark), il y a bien le long des côtes allemandes les vitesses attendues pour de telles éoliennes à 200 m d'altitude mais avec un facteur de charge inférieur à 35%. Pour avoir des facteurs de charge supérieurs à 35%, il faut se situer à des latitudes à partir du sud Écosse - nord Danemark.
J'ai quand même beaucoup de doutes sur les 67GWh par machine.

D'autre part, les 67GWh c'est de l'énergie primaire et non finale. Il faut appliquer le rendement sur toute la chaine avec les pertes en ligne. Et il n'est pas indiqué dans le texte.

yaurait il une différence entre 200 m et 600 m d'altitude (éolienne 4eme génération). tu peux donner un lien ?

[yves95210]

Il faudrait ajouter la Méditerranée (surtout des éoliennes flottantes). Il n'y a pas de raisons que seules les côtes de l'Atlantique et de la manche soient envahies ! On doit alors pouvoir trouver les 15000 km2...
Il suffit de présenter à la population le projet avec une belle simulation des côtes françaises une fois le parc installé avec toutes les éoliennes offshore, les électrolyseurs et les centrales à terre, sans oublier les plateformes en mer de 4000 tonnes pour les sous stations de raccordement.

Et encore, "seulement" 15000 km² de parcs éoliens offshore, ça suppose qu'on garde 50% de production nucléaire dans le mix...

Après, vu la surface occupée par ces parcs, on pourrait envisager d'installer les électrolyseurs / centrales à hydrogène sur des plateformes en mer, au pied des éoliennes - au même titre que les sous-stations de raccordement. Cela coûterait certainement plus cher, mais ferait moins de nuisances (et de risques) sur le littoral, et moins de km² à exproprier...

Mais ta simulation serait quand-même spectaculaire
(ainsi que les réactions de nos concitoyens quand ils vont réaliser à quel point il va falloir puiser dans leur portefeuille)

C'était sur l'ensemble de la chaine. Pour la partie pile à combustible on est sur un peu moins de 50% (sans utilisation de la chaleur).

Tiens, tant qu'à faire de penser aux utilisations de la pile à combustible, avec la quantité d'hydrogène nécessaire pour produire 100 MWh d'énergie électrique, en récupérant la vapeur d'eau et en la refroidissant, on produit combien de m³ d'eau douce ?

[yves95210]

yaurait il une différence entre 200 m et 600 m d'altitude (éolienne 4eme génération). tu peux donner un lien ?

Jusqu'à 200 m d'altitude il y a ça.
Au-dessus, tu peux extrapoler à l'aide de la formule donnée ici. En mer, pour une vitesse de V à 200 m ça donne V*3^0,13 = 1,15 V à 600 m.
Comme c'est l'énergie cinétique (en V²) qui doit intervenir dans le calcul, pour une éolienne de même longueur de pales ça doit augmenter la puissance de 33%. Mais évidemment, tant qu'à faire d'installer des mâts de 400 m, autant augmenter la longueur des pales. Sauf qu'il faudra aussi augmenter la distance entre les éoliennes. Pas sûr que le bilan soit positif.

En revanche, pour des éoliennes terrestres l'altitude permet de mieux s'affranchir des effets de frottement liés aux irrégularités du terrain, et la valeur de l'exposant se situe entre 0,2 et 0,25. Pour une même éolienne, le fait de la percher en haut d'un mât de 400 m (plus 200 m de longueur de pales) pourrait permettre de gagner 45 à 50%, de quoi se rapprocher de l'éolien offshore actuel.
Mais j'ai du mal à imaginer les réactions des riverains... Et encore plus si tu envisages des pales de 400 m de long.

[yves95210]

Si on annonçait clairement la couleur, l'opinion publique dirait qu'elle veut que ça lui coute le moins possible. Mais on ne le fera jamais.
Le train est lancé et comme je le disais, l'état a déjà investi plus de 120 milliards pour les ENR sur des contrats signés avant 2017 et qu'il faudra bien honorer. Et on va ajouter un peu d'offshore. La facture est déjà salée pour un bénéfice en terme de CO2 proche de zéro (forcément avec une électricité déjà décarbonée à 95%, on ne pouvait pas espérer mieux). Mais l'objectif n'est sûrement pas le problème climatique.
Nos enfants vont vraiment nous maudire avec de telles erreurs stratégiques.

Et puis, dans tout ce qui précède, on n'a parlé que de la production électrique en France. Si l'objectif est de lutter contre le réchauffement climatique il faut raisonner à l'échelle mondiale. Sans aller jusque là, si on regarde la carte des vents sur l'ensemble de l'Europe, on constate aisément que la solution éolienne ne concerne au mieux qu'un tiers du continent (les pays qui ont une bonne longueur de littoral sur l'Atlantique Nord, la Manche et la mer du Nord).
Plus au sud le photovoltaïque a un meilleur facteur de charge, mais nécessiterait de disposer de moyens de stockage réellement saisonniers (et pas sur quelques jours comme envisagé pour l'éolien offshore) puisque sous nos latitudes la variation saisonnière de la durée quotidienne d'ensoleillement est importante - et de plus à contre-temps par rapport à la variation saisonnière de la consommation d'électricité. Ce n'est plus de quelques TWh de stockage qu'il faudrait parler, mais de dizaines de TWh (à l'échelle d'un pays comme la France) ou de centaines (à l'échelle de l'Europe).

Donc, non, en investissant aussi lourdement dans les énergies intermittentes, et surtout en passant sous silence le problème du stockage (et sur celui des réseaux de transport), l'objectif n'est certainement pas de résoudre le problème climatique. Sauf pour les naïfs, ce que j'espère que nos décideurs ne sont pas.
En attendant, en plus des lobbyistes de l'éolien et du solaire, les pétroliers doivent se frotter les mains (enfin, tant qu'il leur reste des ressources à extraire), et les mineurs de charbon polonais et allemands ont de beaux jours devant eux.

[yves95210]

Jusqu'à 200 m d'altitude il y a ça.
Au-dessus, tu peux extrapoler à l'aide de la formule donnée ici. En mer, pour une vitesse de V à 200 m ça donne V*3^0,13 = 1,15 V à 600 m.
(...)

En revanche, pour des éoliennes terrestres l'altitude permet de mieux s'affranchir des effets de frottement liés aux irrégularités du terrain, et la valeur de l'exposant se situe entre 0,2 et 0,25. Pour une même éolienne, le fait de la percher en haut d'un mât de 400 m (plus 200 m de longueur de pales) pourrait permettre de gagner 45 à 50%, de quoi se rapprocher de l'éolien offshore actuel.
Mais j'ai du mal à imaginer les réactions des riverains... Et encore plus si tu envisages des pales de 400 m de long.

Et puis j'ai négligé ceci :

Les sites les plus intéressants pour la récupération d'énergie éolienne sont les sites peu ou pas accidentés pour lesquels l'exposant α est faible. On bénéficie dans ce cas de vitesses du vent près du sol élevées et la variation de la vitesse de vent avec l'altitude est faible (la vitesses de vent en haut et en bas de la machine sont sensiblement les mêmes), ce qui à pour conséquence de diminuer les contraintes cycliques sur les pales du moteur éolien (d'autant plus important lorsque le diamètre de l'hélice est grand).

Par exemple, en plaine, avec des pales de 300 m (soit un diamètre d'hélice de 600 m), en mettant l'axe de l'éolienne à 400 m de haut ça fait déjà une différence de près de 50% entre la vitesse du vent en bas et en haut. Visiblement le gigantisme des éoliennes a ses limites : on peut les percher plus haut, mais pas augmenter d'autant la longueur des pales...

[Lansberg]

Tiens, tant qu'à faire de penser aux utilisations de la pile à combustible, avec la quantité d'hydrogène nécessaire pour produire 100 MWh d'énergie électrique, en récupérant la vapeur d'eau et en la refroidissant, on produit combien de m³ d'eau douce ?

Pour avoir 100 MWh électrique il faut le double en contenu énergétique dans l'hydrogène soit 200 MWh.
1 L d'H2 gazeux à la pression atmosphérique contient 3,0 x 10^-3 kWh.
Il faut donc 6,7 x 10^7 L d'H2 au départ soit pratiquement 3 x10^6 moles. De quoi former la même quantité d'eau soit près de 54 000 kg (1 mole d'eau = 18 g) donc 54m3.

[Lansberg]

yaurait il une différence entre 200 m et 600 m d'altitude (éolienne 4eme génération). tu peux donner un lien ?

Je n'ai pas d'infos au-dessus de 200 m pour l'éolien offshore.

[1h1ng01]

Il y a un point sur lequel je rejoins Eric Dupont dans ses très nombreux messages concernant les éoliennes et contre le nucléaire, c'est que les coûts de maintenance, de mises au nouvelles normes de sûreté et surtout de démantèlement ont été sous-estimés dans le cas du nucléaire. Tout cela représentait peu les premières années, quand les centrales étaient neuves, mais cela représente beaucoup aujourd'hui.

Mais je pense que c'est un cas assez classique quand on budgetise un projet. Il y a sans doute un biais psychologique qui tend à donner plus d'importance relative aux coûts des premières années (lancement).

Et là où je vois un retour de boomerang évident, c'est qu'il en va de même des EnR et particulièrement des éoliennes.

Pour l'instant, les installations éoliennes + turbines à gaz sont pour la plupart récentes voire neuves. Mais les coûts de maintenance vont flamber dans 10, 20, 30 ans. On s'apercevra qu'on aura comme d'habitude sous-estimé les coûts au départ. Toutes les prévisions de rentabilité se trouveront rétroactivement faussées, ce qui serait dramatique dans le cas de projets pharaoniques comme l'envisage notre ami Eric Dupont.

Je pense que le France a raison d'avancer à pas modéré sur ces énergies. C'est important d'en avoir, de les tester, de développer une expertise. Il ne faut pas mettre tous les oeufs dans le même panier, ce n'est pas seulement un adage populaire mais un principe de gestion du risque. Mais pour l'instant rien ne laisse espérer que cela constitue une alternative sérieuse au nucléaire dans une perspective de réduction nécessaire des émissions de CO2.

En fait si on devait investir beaucoup, je pense que ce serait plus dans la surgénération (sans sodium !!!) et la fusion.

[yves95210]

Pour avoir 100 MWh électrique il faut le double en contenu énergétique dans l'hydrogène soit 200 MWh.
1 L d'H2 gazeux à la pression atmosphérique contient 3,0 x 10^-3 kWh.
Il faut donc 6,7 x 10^7 L d'H2 au départ soit pratiquement 3 x10^6 moles. De quoi former la même quantité d'eau soit près de 54 000 kg (1 mole d'eau = 18 g) donc 54m3.

Merci. J'aurais dû être capable de faire le calcul moi-même. Mais le lycée et la chimie c'est bien loin...
Quand tu dis "1 L d'H2 gazeux à la pression atmosphérique contient 3,0 x 10^-3 kWh", tu veux dire que la combustion d'1 L d'H₂ avec la quantité adéquate d'O₂ produit 3,0 x 10^-3 kWh d'énergie électrique ? (En fait c'est cette donnée que je ne savais pas où trouver, mais je reconnais que je n'ai pas trop cherché).

L'idée derrière ma question était que, puisque (pour la produire de l'hydrogène à partir de l'électricité fournie par des éoliennes offshore) on part d'une électrolyse d'eau de mer, et qu'on récupère de la vapeur d'eau pure à la sortie du processus, autant utiliser l'eau résultant du refroidissement de cette vapeur - au moins dans les régions où ça peut présenter un intérêt (ce qui n'est pas forcément le cas sur les côtes de la Manche ou de la Mer du Nord. Je pense plutôt aux régions du monde où la dessalement de l'eau de mer est la principale source d'approvisionnement en eau potable).
Mais d'une part 54 m³ ça ne fait pas lourd (et, vu le prix de l'eau produite par les usines de dessalement, ça ne rapporterait que quelques dizaines d'€, très loin d'être assez pour contribuer à rentabiliser la centrale), d'autre part c'est un peu hors-sujet dans cette discussion. Désolé.

[Lansberg]

Merci. J'aurais dû être capable de faire le calcul moi-même. Mais le lycée et la chimie c'est bien loin...
Quand tu dis "1 L d'H2 gazeux à la pression atmosphérique contient 3,0 x 10^-3 kWh", tu veux dire que la combustion d'1 L d'H₂ avec la quantité adéquate d'O₂ produit 3,0 x 10^-3 kWh d'énergie électrique ? (En fait c'est cette donnée que je ne savais pas où trouver, mais je reconnais que je n'ai pas trop cherché).

Dans la pile à combustible c'est une réaction rédox entre H2 et O2 qui a lieu. On a une oxydation avec une énergie libre de -228,6 kJ/mol pour de l'eau formée à l'état gazeux.
Ça nous donne une énergie de 228 600/3600000 = 0,0635 kWh électrique pour une mole d'H2 (soit 2g ou encore 22,4L d'H2 gazeux dans les conditions normales).
On retrouve bien 0,0635/22,4 ~ 3 x 10^-3 kWh par L d'H2.
Le rendement théorique de la pile à combustible est très élevé en théorie (près de 95%) mais en pratique situé entre 50 et 60% (sans la récupération de chaleur).

L'idée derrière ma question était que, puisque (pour la produire de l'hydrogène à partir de l'électricité fournie par des éoliennes offshore) on part d'une électrolyse d'eau de mer, et qu'on récupère de la vapeur d'eau pure à la sortie du processus, autant utiliser l'eau résultant du refroidissement de cette vapeur - au moins dans les régions où ça peut présenter un intérêt (ce qui n'est pas forcément le cas sur les côtes de la Manche ou de la Mer du Nord. Je pense plutôt aux régions du monde où la dessalement de l'eau de mer est la principale source d'approvisionnement en eau potable).
Mais d'une part 54 m³ ça ne fait pas lourd (et, vu le prix de l'eau produite par les usines de dessalement, ça ne rapporterait que quelques dizaines d'€, très loin d'être assez pour contribuer à rentabiliser la centrale), d'autre part c'est un peu hors-sujet dans cette discussion. Désolé.

Ce n'est pas très efficace en effet (en volume du moins). D'où l'idée d'alimenter une turbine secondaire.

[Eric DUPONT]

Pour faire 200 MWh, c'est 5400 kg d'hydrogene qu'il faut car 1 kg d'hydrogene = 40 kWh. Il faut 12 kg de magnesium pour stocker 1 kg d'hydrogene. Le magnesium doit etre chauffé a 200° c pour liberer l'hydrogene. Ce peut etre au moyen de la pile a combustible.

[Lansberg]

1kg d'hydrogène c'est environ 32 kWh (0,0635 kWh pour 2g).
Quel intérêt de stocker dans le magnésium ?

[invite73192618]

1kg d'hydrogène c'est environ 32 kWh (0,0635 kWh pour 2g).

Cela varie selon le mode de stockage (à l'énergie de combustion s'ajoute l'énergie sous forme de pression si c'est sous forme comprimé, à l'énergie de liquéfaction si c'est sous forme liquide, etc.)

Quel intérêt de stocker dans le magnésium ?

C'est un vecteur comme peut l'être le méthanol dans les procédés indirects. L'intérêt est soit une plus grande commodité soit un coût moindre que le stockage sous haute pression.

[Lansberg]

Cela varie selon le mode de stockage (à l'énergie de combustion s'ajoute l'énergie sous forme de pression si c'est sous forme comprimé, à l'énergie de liquéfaction si c'est sous forme liquide, etc.)

Peut-être, mais je ne vois pas comment ce surplus intervient dans la réaction rédox de la pile à combustible ???
On parle des 200MWh. C'est pour produire du courant électrique. Et l'énergie libre est de -228,6 kJ/mol d'où les 32 kWh par kilo.

[invite73192618]

comment ce surplus intervient dans la réaction rédox de la pile à combustible ?

À priori pas du tout.