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Comparaison des différents moyens de production d'électricité


Published
Revised
July 28, 2020
3 months ago

Aujourd’hui, on va comparer différents moyens de production d’électricité et on va causer mix énergétique, ou comment mixer ces productions pour obtenir une électricité pilotable et la moins carbonée possible. Je me limite à 2 ou 3 paragraphes maximum par moyen de production histoire de reste synthétique.

Quelques rappels

Pour commencer, un petit rappel des notions qu’on va aborder :

  • Facteur de charge : rapport entre l’énergie produite par un moyen de production et sa production nominale. Illustration : Un facteur de charge de 50% signifie qu’en moyenne (en général sur un an) le moyen est capable de produire 50% de sa pleine puissance.
  • Suivi de charge : capacité à faire varier la puissance produite pour suivre la demande des consommateurs (vient du fait qu’à tout instant, le réseau électrique est à l’équilibre : la puissance produite est égale à celle consommée).
  • Émissions de CO2 : estimation des émissions de gaz à effet de serre du moyen de production sur l’ensemble de son cycle. Chiffre à prendre avec des pincettes puisque dépendant des méthodes de calcul.

Aussi, un rappel d’ordre de grandeur : la France consomme à ce jour environ 55 000 MW de puissance en moyenne (avec des pointes vers 100 000 MW).

C’est parti !

Centrale thermique (charbon, fioul, gaz)

  • Principe : on brûle un combustible pour faire tourner une turbine à vapeur et un alternateur.
  • Suivi de charge : oui.
  • Facteur de charge : 80%.
  • Emissions CO2 : 500 kg à 1 tonne pour 1 MWh.

Ici, la centrale de Cordemais, près de Nantes :

  • Puissance nominale : 1200 MW (2 tranches de 600 MW)
  • Inconvénients : forte émission de CO2 et consommation de charbon (6000 tonnes/jour)

Centrale nucléaire

  • Principe : on fissionne des atomes d’Uranium pour faire tourner une turbine à vapeur et un alternateur.
  • Suivi de charge : oui.
  • Facteur de charge : 75%.
  • Émissions CO2 : 6 à 60 kg (dépend des sources) pour 1 MWh.

Ici, la centrale de Cattenom :

  • Puissance nominale : 5200 MW (4 tranches de 1300 MW)
  • Inconvénients : problématique des déchets et du risque d’accident, investissement initial élevé

Éolien

  • Principe : La force du vent fait tourner une hélice que l’on couple à un générateur électrique.
  • Suivi de charge : non
  • Facteur de charge : 25%
  • Émissions CO2 : 15 kg pour 1 MWh d’après l’ADEME

Ici, le parc des Haguenets :

  • Puissance nominale : 28 MW (14 éoliennes de 2 MW)
  • Inconvénients : Production non pilotable, nécessite stockage et/ou production pilotable à côté

Énergie photovoltaïque

  • Principe : on utilise l’effet photoélectrique pour convertir en électricité le rayonnement solaire
  • Suivi de charge : non
  • Facteur de charge : 15%
  • Emissions CO2 : 20 à 80 kg pour 1 MWh d’après l’ADEME

Ici, le parc photovoltaïque de Cestas :

  • Puissance nominale : 300 MW
  • Inconvénients : Production non pilotable, nécessite stockage et/ou production pilotable à côté

Centrale hydroélectrique

  • Principe : On envoie de l’eau dans une turbine à eau couplée à un générateur hydraulique
  • Suivi de charge : oui
  • Facteur de charge : 30%
  • Emissions CO2 : 15 kg pour 1 MWh d’après l’ADEME

Il existe aussi des STEP (moyen de stockage).

Ici, la centrale de pompage/turbinage de Revin :

  • Puissance nominale : 800 MW (capacité de stockage de 4700 MWh)
  • Inconvénients : Peu de potentiel hydraulique

Biomasse

  • Principe : on brûle un combustible organique (bois par ex.).
  • Suivi de charge : oui
  • Facteur de charge : 80% (Manque de recul sur cette valeur, si qqun a mieux…)
  • Émissions CO2 : Proche de 0 si la combustion s’adapte à la replantation

Ici, Provence 4 Biomasse :

  • Puissance nominale : 150 MW
  • Inconvénients : inadapté à grande échelle (1 hectare donne environ 50 MWh)

Le mix énergétique

L’objectif du mix énergétique, c’est donc de faire une salade avec les moyens évoqués ci-dessus pour réussir à faire une électricité pilotable et la moins carbonée possible.

Il n’y a pas de bonne solution. Chaque solution aura ses inconvénients, soit en termes de bilan carbone, soit en termes de coût en cas de changement radical, soit en termes de qualité du courant électrique.

Dans tous les cas, il faut garder en tête le pilotage du réseau. Un ensemble qui ne comporte aucun moyen pilotable ou de stockage de masse est inutile.

Et là, ça dépend d’où vous partez. Exemples :

  • Vous êtes la France. Vous avez un parc nucléaire déjà peu carboné, pilotable, et que vous savez exploiter. L’investissement initial est déjà fait : vous avez tout à gagner à le maintenir en état, et à mettre vos efforts pour décarboner le logement ou le transport.
  • Vous êtes le Portugal. Vous n’avez jamais eu de programme nucléaire. Vous avez tout intérêt, à court terme, à améliorer le rendement de vos installations fossiles (virer le charbon, passer au gaz et à la cogénération) et étudier des moyens de stockage.
  • Vous êtes la Norvège. Vous possédez 50% du potentiel hydroélectrique non exploité d’Europe. Évidemment que vous allez faire massivement de l’hydroélectrique. Ca ne veut pas dire que c’est reproductible ailleurs.

Le contexte joue vraiment. Je suis pro nucléaire, mais il serait idiot d’installer du nucléaire dans une petite île qui n’en a jamais eu, l’échelle est inadaptée et l’investissement trop lourd. De même qu’il serait contreproductif pour la France d'abandonner le nucléaire.

Chercher à tendre vers le modèle portugais, c'est produire une électricité 10 fois plus dégueulasse. Chercher à tendre vers le modèle norvégien est impossible vu notre potentiel hydroélectrique.

La question du mix énergétique doit donc forcément prendre en compte d’où on part. On ne peut y répondre de façon identique pour chaque pays.



Ceci est l'archive de mon thread Twitter, faite par l'archiveur de threads de Share.


Ace of spades - Julien

Ingénieur, libéral. Posons nous les bonnes questions, et engueulons nous en paix :)