vendredi 9 mars 2018

Energies et CO2 ? (1)

Il n'est pas simple d'avoir une idée sur les émissions de CO2 suivant le type de chauffage au bois ou électrique. La durée du cycle du CO2 entre l'émission et le recyclage par les forêts se mesure en décennies. (Un siècle peut-être ? Information précise non trouvée.)
Le chauffage au bois produit des émissions de CO2 comme toutes énergies carbonées, l'énergie du bois est classée renouvelable car un arbre planté recycle le CO2 de l'arbre abattu pour se chauffer. Ou encore, la forêt française progresse malgré l'abattage d'arbres destinés au chauffage. 
Certes, mais le CO2, tout comme un nuage radioactif n'a pas de frontières, on peut ajouter que l'arbre ne choisit pas son CO2, il recycle le CO2 de passage, de l'industrie, des moyens de transport entre autres. 
Finalement, c'est au niveau de la planète qu'il y aurait lieu de faire un bilan CO2 émis/CO2 recyclé.

Electricité :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Turbine
Pour mémoire.
Voir article du 23/3/18
Encore plus difficile d'y voir clair sauf pour l'énergie hydraulique renouvelable par excellence. Le CO2 émis lors de la construction des barrages s'amortit dans le temps, reste faible ramené au kWh produit.
Pour l'électricité d'origine thermique, le CO2 est produit dès que ces centrales thermiques fonctionnent, il ne s'amortit pas. Ces centrales transforment l'énergie du carbone en vapeur pour entraîner une turbine motrice du générateur électrique. Le rendement d'une turbine est de l'ordre de 30% à 40 %. (Y compris sur les centrales nucléaires, même principe production électrique via vapeur et turbines).
Les 60 à 70% restant partent en chaleur dans les cheminées (ou tours de refroidissement pour le nucléaire), sauf si cette chaleur est récupérée pour le chauffage urbain ou une ferme de crocodiles (jadis).
Donc, pour produire 1 kWh électrique, il faut 3 kWh d'énergie si on considère un rendement de 33%. S'ajoutent les pertes en ligne de 2 à 6% selon les sources RTE ou ERDF, lien :
Dans le tableau de droite ci-dessus, la colonne Fep (rapport énergie primaire/énergie produite livrée au consommateur) indique 2,97 pour l'électricité. 2, 97 indique que le rendement des turbines est sensiblement supérieur à 33% (ou 1/3). Globalement, rendement compris pertes en ligne = 34%.

En ordre de grandeur, à quelques % près, on admettra qu'il faut 3 kWh d'énergie primaire (gaz, fioul, charbon ou bois) pour disposer de 1 kWh à domicile.

Dans le même tableau, avant dernière colonne, le kWh électrique produit en Suisse émet 160 g de CO2, produit en Europe il émet 1300 g ? Modes de production non précisé dans le tableau, il faut aller au cahier technique "SIA 2031" en allemand et payant à priori !
En partant du principe qu'il faut 3 kWh d'énergie primaire prête à l'emploi (*) (charbon = 384 g CO2/kWh, cité dans le 1er tableau article du 23 février) pour produire 1 kWh électrique, on peut dire que ce kWh est responsable de 3 x 384 g = 1152 g de CO2 en ordre de grandeur.
Rappel : Pour le charbon, comme pour d'autres énergies carbonées on trouve des valeurs différentes de CO2 émis par kWh, ce ne sont que des ordres de grandeur.
(*) En supposant qu'il s'agit d'électricité 100% charbon, la différence Europe (1300 g/kWh - 1152 g/kWh ordre de grandeur estimé ci-dessus) = 148 g/kWh correspondraient à la pollution "grise" citée au sommet du tableau. Pollution "grise" = CO2 émis pour l'extraction traitement et transport du charbon vers la centrale thermique.

Ce rapport (ou rendement énergétique) 3 kWh d'énergie primaire pour produire 1 kWh électrique est confirmé par le site : http://planet2030.bzh/energie-et-systeme-de-choisir-que-choisir/energie-grise-energie-primaire-secondaire/

Pour le détail "énergie grise" émettrice de CO2, y a du boulot pour pouvoir comparer ce qui comparable ?"

Autre source CO2 émis suivant énergie : (Compris énergies "grises" prenant en compte la construction des installations et composants.)
https://jancovici.com/changement-climatique/quel-monde-ideal/existe-t-il-des-energies-sans-co2/
kg équivalent carbone par tep convertis = g CO2/kWh électrique produit pour faire des comparaisons avec même unité.
(Compris construction des ouvrages de production électrique)

Ici, nous avons le détail des éléments pris en compte pour déterminer les valeurs CO2 + incertitudes signalées.
Généralement sont pris en compte pour les émissions de CO2, la construction des installations et combustible prêt à l'emploi livré sur le lieu de production d'électricité.
Pour le démantèlement des installations ?
Sont exclus l'extraction des mirerais ainsi que transports et transformations (fabrication du combustible prêt à l'emploi).
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Cas électricité française : http://www.rte-france.com/fr/eco2mix/eco2mix-co2
Source RTE : "L’indicateur affiché illustre uniquement les émissions de CO2 générées par la consommation du combustible primaire des centrales de production situées sur le territoire français. Les émissions de CO2 calculées par RTE ne prennent pas en compte les émissions de carbone générées lors de la construction des moyens de production, ou les émissions de carbone générées lors du cycle d'extraction / transformation / transport des combustibles utilisés. Enfin, les émissions de CO2 par kWh produit en France ne prennent pas en compte les échanges d’énergie aux interconnexions (imports ou exports d'électricité)."



Valeurs émissions CO2 utilisées par RTE dans le mix énergétique français, tableau ci-dessus. on notera 0 g CO2 pour le nucléaire, conforme à la méthode retenue : CO2 combustible prêt à l'emploi livré sur site quelque soit le combustible.
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Pour le cycle du nucléaire, image ci-dessous lien :
http://www.cea.fr/comprendre/Pages/energies/nucleaire/essentiel-sur-cycle-du-combustible-nucleaire.aspx Extrait image du cycle nucléaire ci-dessous

Au sujet de l'énergie nucléaire, la plupart du temps nous ne voyons que la centrale comprenant des réacteurs et des tours de refroidissement. C'est une infime partie du cycle du combustible nucléaire.
Il est exact que le fonctionnement d'une centrale nucléaire n'émet pas de CO2 lors de la "combustion" de l'uranium enrichi contrairement aux autres combustibles (gaz, fioul, charbon, etc.).
Cependant, des énergies "grises", émettrices de CO2, existent :

  • 6 g CO2/kWh émis lors de la construction de la centrale. Source dernier tableau de Jean-Pierre Bourdier en fin de paragraphe "Electricité".
  • 4 g CO2/kWh émis lors de l'extraction du minerai.
  • 30 g CO2/kWh émis lors de l'enrichissement.
Source des 2 derniers points : http://energie.lexpansion.com/energie-nucleaire/le-nucleaire-emet-moins-de-co2-que-le-solaire-et-l-eolien_a-32-5396.html
Le total des énergies grises de l'électricité nucléaire serait de 40 g CO2/kWh d'électricité produite par le nucléaire, sous réserves, les articles consultés restent vague sur les éléments pris en compte dans les 6 ; 4 ; et 30 g CO2 par kWh produit par la centrale.
Il n'est pas tenu compte du démantèlement des centrales, ni du stockage des déchets radioactifs.

CO2 émis selon les pays d'Europe : (Les chiffres datent de 2003)
https://www.econologie.com/europe-emissions-co2-pays-kwh-electrique/

Extrait : (Et toujours la même question : "Que recouvrent exactement ces chiffres afin de pouvoir comparer à d'autres sources ?")
Suède : 0,04 kg CO2 / kWh él.
France : 0,09 kg CO2 / kWh él.
Autriche : 0,20 kg CO2 / kWh él.
Finlande : 0,24 kg CO2 / kWh él.
Belgique : 0,29 kg CO2 / kWh él.
Espagne : 0,48 kg CO2 / kWh él.
Italie : 0,59 kg CO2 / kWh él.
Allemagne : 0,60 kg CO2 / kWh él.
Pays Bas : 0,64 kg CO2 / kWh él.
Grèce : 0,64 kg CO2 / kWh él.
Royaume-Uni : 0,64 kg CO2 / kWh él.
Portugal : 0,64 kg CO2 / kWh él.
Irlande : 0,70 kg CO2 / kWh él.
Danemark : 0,84 kg CO2 / kWh él.
Luxembourg : 1,08 kg CO2 / kWh él.

Moyenne de l’Europe des 15 : 0,46 kg CO2 / kWh él.

Cas de la Suisse non citée dans la liste ci-dessus : (Encore des chiffres différents, date de rédaction ?, supposée entre 2010 et 2015.)
http://www.energyscope.ch/100-questions/p-pourquoi-notre-production-et-notre-consommation-d-electricite-varient-elles-durant-l-annee-et-pourquoi-sont-elles-en-decalage-p/p-la-suisse-emet-elle-comparativement-peu-de-co-sub-2-sub-grace-a-son-electricite-tres-propre-p
Extrait :
« Grâce aux centrales hydrauliques et nucléaires, faibles émettrices de CO2, le courant électrique suisse est l’un des plus « propres » au monde, avec seulement 33 grammes de CO2 émis pour chaque kilowattheure électrique produit. C’est ce que l’on appelle l’« intensité carbone », soit la quantité de CO2 issue de la combustion d’agents fossiles émise par unité d’électricité (g CO2/kWh). Les pays qui produisent leur électricité principalement avec des centrales au charbon connaissent une intensité carbone beaucoup plus élevée : de 800 à 1000 g CO2/kWh en Europe de l’Est, Australie, Chine et Inde. Quant au mix électrique européen, son intensité carbone s’élève en moyenne à 524 g CO2/kWh.
Mais attention : il faut distinguer l’électricité produite et l’électricité consommée en Suisse. L’électricité produite en Suisse présente une intensité carbone de 33 g CO2/kWh. Mais le courant que nous consommons présente une intensité carbone moyenne supérieure (129 g CO2/kWh), en raison des centrales au charbon et au gaz générant l’électricité que nous importons d’Allemagne. »

Conclusion :
Pour la production d'énergie électrique, beaucoup de chiffres parfois en contradiction, les modes d'obtention manquent de précision ou selon des critères différents.
Les dates de rédaction des articles cités sont à prendre en compte, les modes de production d'électricité évoluent, parfois dans le bon sens pour la planète.
Par exemple pour le Danemark mauvais élève en 2003/2004 avec près de 75% d'électricité à base de combustibles fossiles, en 2016 autour de Noël 100% d'électricité "énergie renouvelable" :
http://lenergeek.com/2016/12/27/danemark-a-tourne-a-100-denergie-renouvelable-a-veille-de-noel/
A suivre avec des données plus récentes !
Globalement :
Le chauffage au bois est intéressant, il est considéré énergie renouvelable car l'équivalence de ses émissions de CO2 est compensées dans le temps (entre quelques décennies et un siècle) lorsque la forêt est bien gérée.
Parmi les énergies classiques, le fonctionnement d'une centrale nucléaire n'émet pas de CO2 dans les pays où elles sont implantées.
Le CO2 nucléaire est produit les pays où le minerai est extrait et où l'uranium est enrichi. Subsiste le traitement des déchets, le stockage et le démantèlement des centrales.

Restant sur ma faim au sujet des émissions de CO2, je poursuis mes recherches sur Internet. ...
Quelques articles complémentaires vont suivre à partir du 23 mars.

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