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Alternis @altern_is
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[#THREAD]
Aujourd’hui j’ai du temps entre deux fit de données pour vous parler du merveilleux conte de fée du 100% renouvelable.
Attention, on va être méthodique : des chiffres, des sources, des comparaisons, vous allez être servis ! #Facts
Ceux souvent qui prônent le 100% EnR sont ceux qui disent que l’atome, c’est comme le carbone : c’est Satan personnifié. Et souvent, ils veulent le remplacer par le solaire (PV) et l’éolien (EO).
Moi, un 100% EnR, si ça marche tout en gardant notre mode de vie actuel, je signe et on y va tous ensemble gaiement. Franchement, personne de sensé ne serait contre !
Mais c’est là que quelque chose doit tilter dans votre tête, appelée esprit critique. Cependant pour vérifier si ça tient, ça prend du temps, heureusement j’en ai, donc je vous fais don de celui-ci avec ce #thread.

Commençons par définir un peu le contexte.
En France, 72% de la production (cf. RTE 2016) provient du nucléaire (NUC) (12% hydraulique, 7% gaz, 4% EO, 2% bioE et 1.5% charbon+fioul, 1.5% PV) pour un total de 531 TWh.
Cpdt, il ft faire la ≠ entre prod et puissance installée. Le nucléaire prend seulement 48% de la puissance installée car son facteur de charge (% du temps où il produit à pleine puissance) est bien plus élevé que les autres moyens de production (69% NUC, 20% EO, 14% PV, cf. RTE)
En gros avec le NUC, on produit plus efficacement, c’est comme ça qu’il faut l’entendre.
On introduit aussi la notion de moyens pilotables et fatals : s’ils sont pilotables, ils peuvent produire et varier la production en temps réel (NUC, hydro, charbon, fioul) tandis que s’ils sont fatals, il produit seulement à un moment donné sans contrôle dessus (PV, EO).
Par exemple, en hiver, le NUC en France permet de palier à au moins la moitié du surplus de consommation étant un moyen pilotable (surplus saisonnier d’environ 50 TWh sur l’année). Une autre partie du saisonnier est assurée par l’hydroélectricité (cf. ENTSOE).
Forts de ces connaissances préliminaires, nous pouvons attaquer le problème.
Cm on veut passer à du 100% EnR, il va falloir pallier au manque de ‘pilotabilité’ de ces moyens. On l’assurera avec du stockage/déstockage. La seule solution disponible à grande échelle sont les barrages réversibles STEP. C’est un scénario proche de ce que défendent les 100% EnR
On va maintenant calculer le coût complet d’un système autosuffisant EnR {EO et/ou PV +STEP} et le comparer au coût de maintien du parc énergétique actuel.
On va partir sur une puissance à installer en EO/PV équivalente aux 63 GW de NUC. Avec un facteur de charge de 75%, NUC produit 63GW*8760h*0.75 = 414 TWh à l’année. Avec un facteur de charge allant de 15 à 25% (~20%), la puissance EO/PV à installer est ~240GW.
À cela s’ajoute le coût du renforcement du réseau car la puissance installée augmente : il faut câbler tout ce nouveau réseau qu'on va installer ! Il faudra aussi pouvoir supporter plus de puissance (~170GW contre ~100GW) sur le réseau.
Si l’on prend les chiffres du coût de renforcement du réseau en France ou en Allemagne, on se rend compte que ce coût croît plus vite que la part des EnR dans la production.
En France, pour 15% d’EnR dans la production, 15% d’investissement supplémentaire part dans les moyens de production. À 100% d’EnR, pour 1€ investi, on devra investir 1€ supplémentaire pour l’infrastructure (cf. OCDE). Il n’y aura d’ailleurs pas d’effet d’échelle là-dessus.
Le stockage maintenant. Le soleil brille 5x+ en été qu’en hiver, le vent souffle + en hiver, mais la consommation a lieu 7j/7, 24h/24. La puissance de stockage est un % de la puissance de production mais la capacité de stockage dépend de la ‘fatalité’ de l’énergie ciblée.
En France, la puissance des STEP est de 5GW pour une capacité de stockage de 3.5 TWh soit l’équivalent de 2 jours de consommation. La puissance du réseau français descend la nuit à 40GW. Sachant que la puissance installée est de 170GW, il faudra installer 170-40=130GW de stockage
Quant à la quantité d’énergie à stocker, on peut remarquer que :

- 80% de la production EO se fait sur 50% du temps

- 80% de la production PV se fait sur 20% du temps

Il faudra donc possiblement stocker à l’échelle de la semaine pour un parc {EO et/ou PV}.
Il faut donc construire pour 130GW de barrages STEP pour stocker. Outre que cela coûte 5k€ au kW installé, on peut clairement se demander où est-ce qu’on va construire lesdits barrages et quel est le bilan écologique d’une telle chose.
Aussi, lorsqu’on stocke, on perd de l’énergie, de l’ordre de 40% (pertes de remontée en tension, pompage, aggravé par la faible dénivellation). Il faudra donc surdimensionner encore le parc de 40%. Et dépenser encore plus d’argent.
Pour citer d’autre moyens de stockage, la méthanation ou l’électrolyse, c’est au moins 70% de pertes globale, donc un surdimensionnement d’un facteur 4. OKLM. Les batteries quant à elle sont à 20% mais coûtent bcp plus cher.
Regardons maintenant la durée de vie. PV/EO c’est 20-30 ans @ 1.5k€/kW (cf. NREL), NUC 60-80 ans (cf. USA) @ 5k€/kW.
Si l’on fait tourner la calculatrice pour une hypothèse médiane, on trouve pour l’investissement sur un siècle en Mds€ (cf. Jancovici, avec ratio/NUC) :
NUC = 596 (1.0)
EO onshore = 3665 (6.2)
EO offshore = 4101 (6.9)
PV = 7016 (11.8)
Ce qui fait grimper les coûts, c’est en grande partie la décentralisation du système. L’électricité en 100% EnR sera en moyenne 6x plus chère.
Prenons maintenant une hypothèse favorable aux EnR viz. stockage réduit de moitié, investissement moins important dans le réseau, durée de vie de 30 ans pour EO/PV, 40 ans pour le NUC, pertes à 20% et coût de 5k€/kW pour les STEP.
On trouve alors :

NUC = 1056 (1.0)
EO onshore = 2066 (2.0)
EO offshore = 2951 (2.8)

PV = 5157 (4.9)

Ça se réduit, mais le NUC est encore devant.
Par équité, prenons une hypothèse favorable au NUC viz. 4k€/kW, durée de vie 80 ans, perte STEP @ 35%.
On obtient :

NUC = 325 (1.0)
EO onshore = 3657 (11.3)
EO offshore = 4204 (12.9)
PV = 6990 (21.5)
Et un petit dernier pour la route, des hypothèses favorables pour tout le monde !

NUC = 325 (1.0)
EO onshore = 2196 (6.8)
EO offshore = 3292 (10.1)
PV = 5657 (17.4)

(J'ai du mal avec les retours chariots de Twitter apparemment)
On arguera évidemment que les centrales peuvent péter. En cas d’accident de NUC, si on en compte un par siècle, il se compte en centaines de Mds€, dc pas suffisant pour combler l’écart. On ne compte pas non plus le coût d’expropriation pour les nvlles infrastructures d’ailleurs.
On me rétorquera aussi : ‘Il suffit d’investir plus, c’est pas grave !’. Au vu de notre situation économique actuelle, je répondrai simplement que ce n’est pas sérieux et qu’il vaut mieux aller au moins cher.
Au final, tout miser sur les EnR, c’est augmenter nos chances (?) de perdre le combat contre le réchauffement climatique. Plus urgent c’est rénover les habitations, changer notre paradigme de transport, décarbonner l’industrie.
[#THREAD END]
[PETIT PS]
J'ai pris dans ce thread l'exemple des EO/PV, mais la même étude peut-être faite avec des hydroliennes, des marémotrices, des PV dans l'espace, le NUC sera toujours au dessus.
[PETIT PS 2]
Pour répondre à quelques questions récurrentes :
- Oui les scénarios 100% ENR type ADEME donnent une conso /2. Si l'on considère que c'est tenable, le NUC sera toujours moins cher donc l'argument n'est pas valable et la conclusion supra est toujours valable.
- Concernant le coût du démantèlement : pour en tenir compte dans le NUC, rajoutez 500€/kWh. Je ne l'ai pas mis par soucis d'équité car le traitement des PV/EO a aussi un coût mais que je ne peux estimer.
Cependant, même en rajoutant ce coût, le NUC reste moins cher.
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