Sortie aujourd'hui de notre nouvelle note @ZenonResearch sur la question des métaux et de la transition énergétique.
Dans le cadre de nos travaux sur les limites planétaires le but était d'aller au delà de la question des ressources #thread
La consommation mondiale de métaux ne fait que croitre depuis 1850 avec une forte accélération depuis 1950. Le Fer représente 94% de la masse totale des métaux utilisés- utilisé sous forme d'acier dont la production est de près de 1.9 milliards de tonnes
Si les quantités utilisées augmentent fortement, le nombre de métaux que nous utilisons est également en forte hausse. Il y a plus de 50 métaux différents dans un smartphone
La transition énergétique doit nous voir passer vers des ressources qui nécessiteront plus de métaux par unité d'énergie que les sources fossiles. Les renouvelables sont par nature plus demandeurs en métaux.
A noter, que si la quantité de métaux augmente, les énergies fossiles étaient utilisées en quantités très élevées: environ 15 milliards de tonnes de charbon, pétrole, gaz.
Une centrale à charbon nécessite 9000t de charbon par jour (pour 1GWel)
La demande en métaux dans le secteur de l'énergie est donc vouée à fortement augmenter dans les années à venir. Ce qui pose, pour certains métaux la question des ressources.
Certains métaux sont beaucoup plus abondants que d'autres: parmi eux le fer et l'aluminium sont très abondants dans la croûte terrestre.
Certains métaux (or, rhodium,...) sont eux très rares. A noter: certaines terres rares sont très abondantes
La tectonique des plaques et différents mécanismes ont mené à la formation de gisements où les métaux sont beaucoup plus concentrés et exploitables.
Les ressources sont l'ensemble des quantités qui sont potentiellement exploitables. Les réserves sont la partie des ressources qui sont exploitables aux conditions techniques et économiques du moment.
Ces concepts sont dynamiques. Les ressources et les réserves évoluent avec le temps selon les efforts de prospection, l'évolution des techniques, et le prix des métaux sur le marché
Souvent on entend parler du rapport entre les reserves et la production annuelle, pour qualifier le nombre d'années de reserves pour un métal donné. Les réserves et les ressources évoluant avec le temps c'est un indicateur assez peu pertinent
L'exemple du cuivre est représentatif. Le rapport réserves/production est supérieur à 30 ans depuis 1960. Et ce alors que la production a fortement augmenté.
Ce rapport est surtout utile par rapport aux échelles de temps nécessaire pour la mise en service de nouvelles capacités
Le concept de criticité est une analyse multi-facteur qui va bien au-delà de la ressource. On s'intéresse aux risques sur l'approvisionnement, aux possibilités de substitution, à l'impact possible sur l'économie, aux enjeux environnementaux...
L'Europe établit depuis 2011 une liste des métaux critiques établie sur la base des risques sur l'approvisionnement et de l'importance économique. Cette liste compte 30 métaux
Le problème n'est donc pas tant la ressource que la capacité à obtenir les métaux voulus. Notamment, au vi des échelles de temps très longues dans l'industrie minière les hausses de demande doivent être anticipées longtemps à l'avance.
Or l'augmentation des capacités peut être très capitalistique.
L'IEA anticipe des tensions sur l'approvisionnement dans la décennie à venir pour le cuivre, le lithium, le cobalt
Cependant, l'évolution de la demande varie beaucoup selon les scénarios et les choix faits concernant l'infrastructure énergétique. Mais aussi les choix de mode de transport, la taille des véhicules électriques, etc...
Le recyclage, l'extension de la durée de vie, l'efficacité matérielle, sont des leviers d'action pour baisser la demande.
Cependant, selon la durée de vie des installations, le recyclage ne devient intéressant qu'après des durées relativement longues.
On peut aussi mentionner la rationalité: est-il utile d'avoir des voitures électriques de 3 tonnes?
Enfin, l'énergie ne représente qu'une partie de la demande en métaux
Cette dernière a tendance a être très corrélée à l'évolution de l'économie (mesurée par le PIB)
Et voilà, les résultats de la dernière campagne deutérium-tritium de JET viennent d'être annoncés: une production record de 59 mégajoules de fusion pendant 5 secondes.
Petit décodage
JET était jusque récemment le plus gros tokamak en opération. Il a démarré en 1983 et fut conçu pour travailler avec des mélanges deutérium-tritium. C'est un projet européen: Joint European Torus
La taille d'un tokamak est un paramètre important. Le temps de confinement dépend du courant électrique, du champ magnétique et de la taille.
#fusion101
Beaucoup d'articles cette semaine sur les résultats obtenus dans le domaine de la fusion nucléaire par confinement inertiel.
De quoi parle t-on?
Suivez le guide.
👇 thread
Rappel. La fusion nucléaire est le processus par lequel 2 atomes légers s'assemblent pour former un atome plus lourd.
Sur terre, on vise la fusion entre le deutérium et le tritium, 2 isotopes de l'hydrogène
La réaction de fusion est très énergétique. En terme de densité énergétique (énergie par kg de combustible), la fusion est même plus intéressante que la fission.
Non la Chine ne prend pas d'avance sur ITER. La Chine est membre du projet ITER et le tokamak EAST permet de tester et développer les modes d'opérations d'ITER.
Petit décryptage rapide: #Thread
Dans cette chronique pour @USBEKetRICA je reviens sur la fuite de tritium à Tricastin pour illustrer le besoin de mise en contexte et d’explications quand on utilise des chiffres.
Utilisés seuls ces chiffre ne disent rien pour des non-experts
Ainsi 30000 becquerels par litre cela peut paraître beaucoup, mais ça ne fait que 0,08 nanogramme par litre…
Et là encore ce chiffre ne dit rien de la dangerosité potentielle
Pour finir 2021, le tokamak EAST en Chine vient de battre le record de durée d'un plasma de fusion: 1056 secondes soit plus de 17 minutes.
Petit décryptage 👇 #thread#fusion101
Pour générer le courant nécessaire au confinement du plasma on utilise l'effet transformateur. On varie le courant dans le primaire et le plasma joue le rôle du secondaire.
Par nature, un tokamak est donc pulsé- on est limité par le flux magnétique disponible
Suite à cette chronique publiée hier, on a l'impression que beaucoup découvrent le concept de criticité des ressources minérales. Un comble sachant qu'on est censé transitionnel d'une économie basée sur les combustibles fossiles à une énergie basée sur les métaux... #thread
Depuis 1850, on observe une très bonne corrélation entre quantité de métaux utilisés et taille de l'économie mesurée par le PIB
Ici pour les métaux non-ferreux:
Seul le fer (acier pour la plus grande partie) a connu une phase de stagnation de la demande entre 1973 et 2000. La reprise en 2000 tirée par la Chine a été très marquée