Technologies permettant une transition énergétique

[geometrodynamics_of_QFT]

Bonjour,

Amanuensisle prétend dans ce message dans le forum chimie ...:

Çā, c'est le grall, ce serait la voie royale pour une transition énergétique. Du moins si ça passe la barrière économique. (On sait faire, mais pas de manière suffisamment économique et en gros volumes.)

...que la technologie existe pour une transition énergétique, mais qu'elle ne sait pas être déployée de manière suffisamment économique (ce qui comprend les économies d'échelles)
Toute affirmation extraordinaire nécessite des preuves extraordinaires, et cette affirmation l'est à mes yeux...

Etant donné qu'il évite par deux fois à répondre à la question de savoir lesquelles, je crée ce fil afin d'appeler d'autres physiciens amateurs à la rescousse :
Quelles sont les technologies existantes propres (ne rejettent pas de GES) et durables (donc qualifiables pour une transition énergétique) qui existent actuellement pour produire de l'énergie, mais qui ne sont pas déployables pour cause de non-rentabilité économique?

Merci d'avance pour vos réponses!
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[calculair]

bonjour

une façon de réduire le CO2 atmosphérique est de diminuer le rendement des moteurs thermiques de façon qu'ils ne brulent pas le carbone complètement ( forte augmenttion des températures de combustion ) ains les échappement seront du C O qui je crois n'est pas un gaz à effet de serre puissant comme le CO2

Pour les centrales electrique , le nucléaire parait une bonne solution mais nécessite ne bonne maitrise de la technologie pour éviter les accidents.

Par ailleurs la source d'énergie est notre soleil , il faut donc utiliser son énergie correctement:

Une Pompe à chaleur géante entre les zones chaudes et froides , mais de puissance raisonnable pour ne pas perturber le climat

L'utilisation du bois, mais bruler par an bois qui a poussé dans le même temps ( politique-ue d'exploitation de forêts) ( pour l'automobile revenir au gazogène....! )

Eolienne et hydrogène , mais il faut limiter les énergies extraites pour ne pas perturber la circulation des eaux et d'air

L'hydro électricité

Les panneaux photo voltaïques

Ils existent des solutions, mais il faut developer les filières industrielles correspondantes et là aussi rester raisonnable pour ne pas perturber les équilibres naturels

[Quarkonium]

une façon de réduire le CO2 atmosphérique est de diminuer le rendement des moteurs thermiques de façon qu'ils ne brulent pas le carbone complètement ( forte augmenttion des températures de combustion ) ains les échappement seront du C O qui je crois n'est pas un gaz à effet de serre puissant comme le CO2

Je ne suis pas sûr que j'aurais envie d'être bloqué dans un embouteillage avec des voitures qui crachent du CO

Rappelons que si certaines technologies ne rejettent pas ou très peu de CO2 durant la phase de production d'énergie, elles en créent toutes durant les phases de conception (extraction des ressources nécessaires, fabrication) et de démantelage (c'est français ce mot?)

Ca reste bien sûr bien plus raisonnable que des sources d'énergies à base de combustion comme le charbon, le gaz et la biomasse. Ainsi l'éolien, le solaire, le nucléaire et d'autres font office de bons élèves pour ce qui est des émissions de GES. Cependant, dire qu'une source d'énergie a un faible taux d'émission de GES ne suffit pas pour la qualifier de propre. Elle peut impacter l'environnement de façons bien différentes. Ainsi, l'extraction de matériaux fissiles pour le nucléaire, de matériaux toxiques pour le solaire, de terres rares pour les turbines des éoliennes (et l'extraction de matériaux de construction de façon générale) ont un impact sur l'environnement. Le solaire et l'éolien ont aussi besoin d'occuper de larges surfaces pour fournir des quantités d'énergie raisonnables (bien que, au moins pour l'éolien, ces terres puissent toujours être utilisées pour l'agriculture) et nécessitent plus de matériaux que le nucléaire pour la même quantité d'énergie produite ; les éoliennes représentent un risque pour les oiseaux et les chauves-souris, etc...
A cela s'ajoute la phase de démantèlement et de stockage des produits dangereux : les centrales nucléaires produisent des déchets dangereux, mais en faible quantité ; par le contre, le problème du démantèlement des vieilles centrales est loin d'être complètement résolu. Les panneaux solaires ont une durée de vie limitée et, comme ils sont produits en grande quantité et contiennent des produits toxiques, leur stockage peut poser problème (c'est déjà le cas pour le Japon apparemment). Bref, qu'est-ce qui est propre ou pas reste une question ouverte, mais restreignons-nous à considérer les émissions de GES.

La question de la durabilité reste aussi ouverte : les quantités d'uranium présentes sur Terre sont clairement finies, mais de nouvelles façons de l'extraire (par exemple de l'eau de mer) pourraient repousser l'échéance. Les terres rares utilisées pour l'éolien sont également une ressource limitée.

De fait, aucune source d'énergie n'est totalement propre, et probablement aucune n'est totalement durable. Mais ce n'est pas une fin en soi, puisque plus le temps passe, plus nous sommes aptes à développer de nouvelles technologies prometteuses. Côté nucléaire, je pense à la filière thorium, au recyclage du combustible, et bien sûr au saint-graal qu'est la fusion. Côté solaire, la mise au point de panneaux à base de matériaux non-toxiques (beaucoup de recherches sur les panneaux organiques) pourrait grandement améliorer la propreté (et réduire le coût au passage).

Je dirais donc que vu l'urgence de la situation, une première transition énergétique serait nécessaire pour réduire "dans l'urgence" nos émissions de GES qui sont probablement le problème écologique n°1 de la production d'énergie. Après cela, on pourrait sans doute souffler un peu et attendre que les technologies du futur soient plus au point. C'est parce qu'il y a cette urgence que la question de la barrière économique et du déploiement à grande échelle est importante.
Donc sur le court-moyen terme, je dirais que le nucléaire est une bonne solution de par notre maîtrise de la technologie et son bon rendement. Le stockage des déchets n'est pas tant un problème en soi, les centrales ont des durées de vie de plusieurs décennies, et la sécurité plutôt bien assurée (mais bien sûr, le moindre accident peut prendre des proportions énormes). Je n'ai par contre aucune idée de notre capacité à extraire assez d'uranium pour fournir une grande partie de l'énergie mondiale, et il y a sans doute d'autres problèmes qui rendent l'idée infaisable (et puis un jour il faudra bien les démanteler aussi). Solaire et éolien : besoin de construire d'immenses parcs, puis un jour pareil on aura des montagnes de panneaux et d'hélices sur les bras sans savoir quoi en faire. Je n'ai même pas évoqué la question du stockage et de l'acheminement de l'énergie.

En résumé, il faut déjà garder à l'esprit qu'aucune source d'énergie n'est entièrement propre et durable, mais que bien sûr il y en a de meilleures que d'autres. Parmi les potentiels concurrents "propres, durables, suffisamment pratiques et maîtrisés pour envisager un développement au niveau mondial" qui amha sont l'éolien, le nucléaire et le solaire, aucun n'est parfait. La meilleure solution à l'urgence environnementale serait sans doute une association de différentes sources.

Amanuensis a raison de dire que nous avons la technologie pour produire de l'énergie propre (au sens faibles émissions de GES), nous le faisons déjà. Pour la durabilité, pas besoin de considérer des échelles de temps immenses puisque notre technologie évolue avec le temps. Je définirais donc comme durable une source d'énergie qui nous permette de "tenir" jusqu'à la mise au point d'autres sources encore plus durables (et alors c'est pour quand ? ). Donc là aussi, nous en sommes a priori capables étant donné les progrès rapides de la recherche (enfin là je spécule un peu quand même). La question restante est donc celle du déploiement à l'échelle mondiale et du rendement économique.

[geometrodynamics_of_QFT]

Merci pour ta réponse Quarkonium.

Elle conforte mes raisons de penser que le nucléaire constitue notre meilleur atout dans le court/moyen-terme.
En gros, nous semblons être rassemblé autour du discours de J-M Jancovici.

Concernant la fusion nucléaire (ITER), elle constitue pour moi en même temps un gage de paix mondiale, et du solution pour une énergie propre.
Je suis belge, ça me désole lorsqu'il y a quelques jours notre gouvernement, pressé par les Etats-Unis, a dû acheter des F-35 à 4+10=14 milliards d'euros au total pour leur période d'exploitation, pour aller défendre des sources d'énergie fossiles/stratégiques, alors que cet argent, s'il avait été investi dans la recherche pour la fusion nucléaire, aurait peut-être permis de la rendre déployable à grande échelle dans les 10 ans. C'est à l'opposé de la direction qui est prise. C'est déprimant.

[A voir en vidéo sur Futura]

[geometrodynamics_of_QFT]

Le budget annuel des pays européens à l'OTAN est de 300 milliards d'euros (à titre de comparaison, celui de l'ESA est de 3 milliards par an, et celui alloué à ITER depuis son commencement n'a pas dépassé les 20).
Si la population de ces pays européens contributeurs s'approxime à 300 millions, ça fait 1000euros/an/français...pour soutenir des opérations militaires (de défense de...je ne sais pas), et 10euros/an pour soutenir la recherche d'énergie alternatives telles que la fusion nucléaire (estimation de Fermi)

Ne faudrait-il pas exiger une autre part des choses?

[XK150]

Bonjour ,

Quelle idée !…: il fallait acheter des Rafale !!

Manière de vous consolez : ce n'est pas avec 14 milliards d'euros que l'on fera fonctionner un réacteur à fusion opérationnel dans 10 ans .
Beaucoup , beaucoup plus de moyens pour viser beaucoup , beaucoup plus tard ...

[geometrodynamics_of_QFT]

Bonjour ,

Quelle idée !…: il fallait acheter des Rafale !!

Pour créer du PIB, donc accroître la consommation d'énergie?
Comment se fait-il que la notion élémentaire du couplage du PIB avec la consommation d'énergie n'est pas encore assimilée?
C'est le noeud du problème d'économies basée sur une dette publique voulant effectuer une transition énergétique : pas possible sans baisser la consommation d'énergie, donc le PIB, à efficacité énergétique constante. Donc pas possible de rembourser une dette dans une économie en décroissance. C'est pourtant une nécessité physique, pas idéologique ou politique ou économique....
Donc soit on sacrifie le climat et les accord de Paris, soit les dettes publiques...suivant ce raisonnement dans les grandes lignes.

Manière de vous consolez : ce n'est pas avec 14 milliards d'euros que l'on fera fonctionner un réacteur à fusion opérationnel dans 10 ans .
Beaucoup , beaucoup plus de moyens pour viser beaucoup , beaucoup plus tard ...

14 milliards d'euros, c'est doubler le budget d'ITER depuis sa création il y a 10 ans.
C'est déjà 14 milliards de plus! Imaginez les potentiels d'avancées avec un tel capital...
Et ce ne serait que la contribution de la petite Belgique...

[obi76]

14 milliards d'euros, c'est doubler le budget d'ITER depuis sa création il y a 10 ans.
C'est déjà 14 milliards de plus! Imaginez les potentiels d'avancées avec un tel capital...
Et ce ne serait que la contribution de la petite Belgique...

Déjà, il y a des durées incompressibles, et le facteur pi concernant le financement d'ITER est déjà passé par là.

[geometrodynamics_of_QFT]

Déjà, il y a des durées incompressibles, et le facteur pi concernant le financement d'ITER est déjà passé par là.

et bien appliquez ce facteur pi aux montants si vous voulez, les conclusions sont les mêmes et vous ne les objectez pas : chaque euro (ou euro/pi) fait avancer la recherche.

Seriez-vous en train de dire qu'avec un tel facteur, le jeu n'en vaut pas la chandelle?

[XK150]

@ obi ,
Exactement , mais tout le monde savait bien que le coût initial d' Iter serait dépassé : le tout est de réussir à poser la première pierre ! Après , bien obligé de continuer ...
On ne connaîtra jamais le coût réel d ' Iter ( … mais cela n'est pas grave devant l'intérêt scientifique … ) .

Pour ceux qui connaissent ( ou qui peuvent chercher , dans les années 90 , Le RJH était annoncé à 100 millions d'euros ( enfin quoi , le prix de 100 belles maisons , de qui se moquait on ???) , aujourd'hui le réacteur n'est pas fini ( et pas près d'être fini ) et on en est à 1.5 milliards d' euros !!!!

[alopex]

Bonjour,
Pour répondre à la question d'origine, un exemple de technologie à potentiel important mais non rentable est l'énergie osmotique.
On peut théoriquement l'exploiter partout ou de l'eau douce conflue avec la mer donc c'est peu sélectif! Il existe au moins une réalisation:
https://www.power-technology.com/pro...kraft-osmotic/

[obi76]

Bonjour,
Pour répondre à la question d'origine, un exemple de technologie à potentiel important mais non rentable est l'énergie osmotique.
On peut théoriquement l'exploiter partout ou de l'eau douce conflue avec la mer donc c'est peu sélectif! Il existe au moins une réalisation:
https://www.power-technology.com/pro...kraft-osmotic/

Potentiel important, je n'en serai pas si sur... quelle énergie totale est atteignable avec ce genre de techno, si tous les fleuves étaient en intégralité exploités ?

[alopex]

Hello
@Obi76: https://en.wikipedia.org/wiki/Osmotic_power
Il et fait état d'un potentiel de 2850 MW en Norvège et 2,6 TW au niveau mondial soit il me semble environ 40% de la puissance électrique totale installée au niveau mondial.
Les sources me paraissent un peu fragiles et je vais refaire quelques évaluations par moi-même.

[alopex]

Une publication qui me parait solide:

Thermodynamic and Energy Efficiency Analysis of Power Generation from Natural Salinity Gradients by Pressure Retarded Osmosis
Ngai Yin Yip and Menachem Elimelech*
Department of Chemical and Environmental Engineering, Yale University, New Haven, Connecticut 06520-8286, United States

Consultable en pdf ici:
https://pdfs.semanticscholar.org/2c5...19f4b2fb61.pdf

[Gwinver]

Bonsoir.

Sous une rubrique légèrement différente, je suis toujours surpris du nombre d''installations anciennes qu'il suffirait de remettre en service. Je pense aux moulins à vent, marée et eau. Tous ces édifices sont conservés en état au niveau des bâtiments, il suffirait de peu pour qu'ils fournissent de l'électricité.

[alopex]

Juste une petite digression sur le sujet de base. Le potentiel mondial en énergies renouvelables économiquement exploitables est énorme. Le problème est aussi celui
d'un vecteur efficace. Exemple: le canyon du Yarlung Tsangpo pourrait produire 50 000 MW sur une seule centrale hydroélectrique (40 réacteurs nucléaires!) mais on
ne sait pas transporter cette énergie vers les lieux de consommation. Pour en revenir au sujet initial: l'énergie osmotique est la technologie énergétique dont le concept
est le plus récent (même les Tokamak type ITER ont été imaginés plus tôt...), qui présente un potentiel important mais bloqué par le coût des membranes.

[obi76]

Pour l'osmotique il y a quand même un problème de taille si je me souviens : les filtres microporeux qui nécessitent un filtrage très fin des eaux utilisées, et la membrane qui serait à remplacer fréquemment (ça rejoint ce que vous avez dit sur le prix des membranes).

Finalement la pression osmotique vient de l'énergie solaire, qui par évaporation effectue le désalement de l'eau qui retombera plus tard par la pluie... à ce titre il serait sans doutes plus judicieux d'exploiter l'hydroélectrique directement.

Je n'ai pas de quoi faire le calcul, mais si quelqu'un voulait bien calculer, pour 1kg d'eau évaporé, l'énergie osmotique due au désalement et l'énergie potentielle qu'on obtient au niveau des barrages permettrait de trancher cette question...

[alopex]

@Obi 76: je suis également un partisan de l'hydroélectricité qui faut il le rappeler est la seule énergie renouvelable mature et compétitive économiquement.
Avec l'osmose, on peut exploiter une chute virtuelle de l'ordre de 150 m (260 m en statique mais sans débit) ce qui est assez important et suppose déjà
des ouvrages hydroélectriques importants et avec des impacts sérieux: continuité écologique et sédimentaire, risque de rupture, etc. En tout cas vous avez
raison, dans tous les cas c'est toujours de l'énergie solaire à la base (bon le pétrole aussi mais bof... )

[obi76]

Ca fait une pression osmotique de 15 bar. Vous êtes sur ? Ca me parait beaucoup...

PS : je n'arrive pas à mettre la main sur l'énergie nécessaire au déssalement de l'eau... quelqu'un l'aurait par hasard ?

PS2 : trouvé :

Pour séparer le sel, il faut, d'un point de vue purement théorique et sans perte d'énergie (dessalement isentropique), environ 563 Wh.m−3

en admettant qu'on récupère avec un rendement de 100%cette énergie, ça fait une chute de +/- 200m. Ca rejoint ce que vous dites. Intéressant.
Cela dit si on le récupère avec un rendement de 30% (au pif), vaut mieux un barrage de 60m, du coup...

[alopex]

Bonjour,
Oui c'est bien autour de 15 bars. Ci-après exemple de calculateur de pression osmotique:
https://www.lenntech.com/calculators...c-pressure.htm
La pression osmotique de l'eau de mer / eau douce est de 26 bars mais c'est une pression
statique c'est à dire la différence de pression maximale qui conduit à un débit nul entre les deux
compartiments. Si on veut du débit pour avoir quelque chose à turbiner il faut limiter à une valeur
inférieure d'où l'ordre de grandeur des 15 bars cités.

[obi76]

D'accord, merci pour ces précisions. Je creuserai au boulot

[JPL]

Du ménage a été fait dans cette discussion. Merci aux fautifs de ne pas recommencer.

[alopex]

en admettant qu'on récupère avec un rendement de 100%cette énergie, ça fait une chute de +/- 200m. Ca rejoint ce que vous dites. Intéressant.
Cela dit si on le récupère avec un rendement de 30% (au pif), vaut mieux un barrage de 60m, du coup...

En fait on peut récupérer cette énergie avec un rendement très élevé pouvant atteindre 80 voire 90% comme pour une turbine hydraulique. Ce qui
se passe c'est que plus on veut un rendement élevé plus le débit spécifique des membranes est faible et donc le coût d'investissement s'envole.
Ce n'est pas une limite physique mais économique ce qui était bien le sujet posé à l'origine de cette discussion. Après, il est effectivement possible
que l'optimum économique soit à un rendement de 30% dans les conditions actuelles mais je n'ai pas l'information.

[obi76]

En fait on peut récupérer cette énergie avec un rendement très élevé pouvant atteindre 80 voire 90% comme pour une turbine hydraulique. Ce qui
se passe c'est que plus on veut un rendement élevé plus le débit spécifique des membranes est faible et donc le coût d'investissement s'envole.
Ce n'est pas une limite physique mais économique ce qui était bien le sujet posé à l'origine de cette discussion. Après, il est effectivement possible
que l'optimum économique soit à un rendement de 30% dans les conditions actuelles mais je n'ai pas l'information.

Vous savez quels labos s'occupent de ça ?