Bilan énergétique mondial

[GillesH38]

puisqu'il y a des chamailleries sur le bilan énergétique en particulier du nucléaire, je poste ici les chiffres que j'avais réuni pour 2009 pour un cours sur l'énergie. L'essentiel vient de BP statistical review , complété par quelques références sur le détail des énergies renouvelables.

Je rappelle à ceux qui n'ont pas bien suivi le problème (pas très compliqué mais un peu subtil quand même), qu'il existe deux façons assez différentes de comptabiliser l'électricité

* soit on ne compte que les TWh réellement produits (en fait consommés, après pertes en ligne)
* soit on compte l'énergie thermique équivalente nécessaire pour les produire, sachant que des centrales thermiques ont un rendement limité. Les meilleures centrales à gaz ont un rendement de 60 %, mais en moyenne mondiale, BP prend un rendement moyen de 38 % seulement.

Pour les centrales nucléaires la distinction est la même : on peut soit choisir la puissance électrique, soit la puissance thermique qui est 3 fois plus grande environ. Si on veut compter le gaz ou le charbon "économisé" par le nucléaire, il est plus logique de tout compter en puissance thermique (cette puissance thermique est par ailleurs tout à fait réelle, les 2/3 de la chaleur produit étant dissipés dans les tours de refroidissement et chauffe surtout les petites papattes des petits oiseaux). A noter qu'on ne prend pas le rendement réel de la centrale nucléaire mais celui d'une centrale thermique équivalente.

A noter également qu'on affecte l'hydraulique et l'éolien aussi du même coefficient de 1/0,38, alors que là, la puissance thermique est inexistante, elle est virtuelle : mais ça a la signification de la puissance thermique qu'il faudrait utiliser pour les remplacer par une centrale thermique.


Donc voila les chiffres 2009

d'abord l'énergie primaire avec conversion électrique -> thermique comme j'ai expliqué , en Gtep et en %
NB: comme souvent dans ces stats, on ne compte que l'énergie commercialisée en excluant le bois de chauffage ramassé dans la nature par les pays pauvres - ce qui n'est pas négligeable, environ 1 Gtep. Le rajouter modifie un peu les pourcentages (10 % pour le bois et diminuer les autres de 10 % de leur valeur relative )
Gtep %
pétrole 3,88 34,38
charbon 3,27 28,97
gaz 2,65 23,48
TOT. Fossiles 9,80 86,83
hydraulique 0,74 6,56
nucléaire 0,61 5,40
autres 0,14 1,21
TOTAL 11,29 100,00

Maintenant juste pour l'électricité , en TWh , avec le % , puis en TWH converti en Gtep à 100 % , et en TWh converti en Gtep avec 38 %

Production électrique (TWh) % Gtep elec Gtep therm
pétrole 900,00 4,51 0,08 0,203
charbon 8400,00 42,13 0,72 1,895
gaz 4000,00 20,06 0,34 0,902
TOTAL fossiles 13300,00 66,7 1,14 3,000
hydraulique 3300,00 16,55 0,28 0,744(fictif)
nucléaire 2700,00 13,54 0,23 0,609
éolien 270,00 1,35 0,02 0,061(fictif)
biomasse/déchets 280,00 1,40 0,02 0,063
géothermie 65,00 0,33 0,01 0,015
solaire 21,00 0,11 0,00 0,005
mer 0,50 0,00 0,00 0,000
TOTAL 19936,50 100 1,71 4,497

ON voit donc que le nucléaire produit 13 % de l'électricité mondiale , et 5,4 % de l'énergie thermique primaire.

Si on ne veut compter que sa contribution électrique, en enlevant les pertes, il est aussi logique de les enlever pour les fossiles utilisés pour l'électricité. Je fais donc la différence thermique-électrique des deux dernières colonnes (représentant les pertes thermiques dans les centrales), et je la soustrais du premier tableau : c'est donc l'énergie primaire SAUF les pertes thermiques dans les centrales.

On obtient alors
Gtep %
pétrole 3,75 43,91
charbon 2,10 24,51
gaz 2,09 24,45
TOTAL Fossiles 7,94 92,87

hydraulique 0,28 3,26
nucléaire 0,23 2,72
autres 0,10 1,15
TOTAL 8,55 100,00

en puissance total hors pertes centrales, le pétrole fait donc 44%, les fossiles 93 %, et le nucléaire 2,7 %

autant dire que c'est pas gagné pour les remplacer ....

[Alturiak]

Deux remarques.

- La biomasse (thermique) n'est pas prise en compte. Alors que c'est juste énorme (elle n'est donc pas contenue dans les 1,15% "autres"). Pour vous faire une idée, pensez aux 3 ou 4 (ou plus ?) milliards d'habitants qui se chauffent et cuisinent grâce à elle.

- BP utilise 38% pour tout le monde, alors que c'est moins pour le pétrole et le charbon et plus pour le gaz. Si bien que cela engendre quelques imprécisions. Par exemple, il y a plus que 1,895Gtep du charbon extrait qui est utilisé (dans les centrales) pour sortir les 0,75Gtep élec mesurées. A noter que ces imprécisions se sont également propagées dans les derniers chiffres donnés par Gilles (sans que ce soit de sa faute : s'il avait eu les chiffres précis, je ne doute pas qu'il aurait été bien content de nous les fournir !)

[GillesH38]

pour la biomasse j'en parle dans le NB juste avant le tableau de chiffres (environ 1 Gtep soit 10 % du total ce qui n'est effectivement pas négligeable).
Sinon si le 38 % est correctement calculé comme une moyenne mondiale , les chiffres globaux sont bons. C'est moins pour le charbon, mais ça serait mieux pour le gaz, ce qui veut dire qu'il faudrait moins de 0,6 Gtep de gaz en plus pour remplacer toutes les centrales nucléaires actuelles.

[Alturiak]

pour la biomasse j'en parle dans le NB juste avant le tableau de chiffres (environ 1 Gtep soit 10 % du total ce qui n'est effectivement pas négligeable).

Oups ! Tu avais prévu le coup en effet.

[LeLama]

Merci pour ces chiffres, Gilles Ca fait bien le point sur la situation.

[Glycogène]

Dans l'utilisation du pétrole, il y a du transport avec des moteurs à rendement de 20%, dont une partie pourrait être remplacé par des transports électriques (TC essentiellement). C'est sûr, ça signifie essentiellement remplacer des voiture thermiques par des trains et tram électriques : ce n'est pas un simple switch d'énergie, c'est tout une (dés)organisation du transport qui est modifiée.
Mais c'est juste pour dire que le remplacement des fossiles par le nucléaire ne se fait pas à rendement constant. Et donc pour telle utilisation qui représente par exemple 10% des Gtep primaires, il ne faudrait pas forcément autant de Gtep nucléaires, mais moins.
Par contre ça ne changerait pas pour autant les ordres de grandeurs : même avec un rendement 2 fois plus grand du neutron à l'énergie mécanique finale (sortie de moteur électrique, je ne compte pas les pertes en aval), l'énergie nucléaire actuelle représenterait 1/20 environ de l'énergie mondiale, donc pour atteindre une proportion significative (du genre 20 ou 30%), il faudrait au moins quadrupler le parc de centrales actuel... alors qu'on va avoir du mal à juste renouveler le parc existant.

[BioBen]

Bonjour,

Il y a plusieurs façons de calculer la répartition de la production électrique d'un pays : production nette (en TWh), équivalent thermique, ....

Quelle comptabilité préconisez-vous, dans quel cas, et pourquoi ?

En général, pour l'électricité d'origine nucléaire, on prend l'égalité 1MWh nucléaire = 3MWh fossile primaire (0.26 tep) pour prendre en compte le rendement d'une centrale nucléaire (33%, donc un coef 3).

Pour les autres sources d'énergie, les renouvelables, le charbon et le gaz: 1MWh = 0.086 tep.

Ca revient à ne pas comptabiliser les sources de la même façon (la faut à l'équivalent pétrole), et notamment ça à tendance à faire apparaître la part du nucléaire comme plus importante qu'elle n'est en réalité.

Qu'en pensez vous ?

Merci.

[BioBen]

@Gillesh38:

je ne comprends pas ça dans ton premier message : "A noter qu'on ne prend pas le rendement réel de la centrale nucléaire mais celui d'une centrale thermique équivalente. "

On prend le rendement de la centrale nucléaire (33%) rapporté au contenu énergétique de l'équivalent pétrole, et non à la centrale thermique classique équivalente pour produire la même quantité d'électricité....


Et aussi, où trouver l'équivalent de tes données pour la France.
Sur Ademe ou l'observatoire de l'énergie, ce que je trouve c'est souvent assez parcellaire ou déjà aggloméré (Nucléaire + hydro combinés, pas la consommation nette, ...).
Et chez BP ils en détaillent pas l'électrique par pays en TWh.

[ticaribou]

bravo pour les chiffres
Dans ce contexte, la france a vraiment un statut particulier avec ses 58 réacteurs (sur 443 me semble-t-il). ce qui fait qu'on devrait être dans les derniers à savoir sortir du nucléaire si la décision politiques est prise non ?

[GillesH38]

@Gillesh38:

je ne comprends pas ça dans ton premier message : "A noter qu'on ne prend pas le rendement réel de la centrale nucléaire mais celui d'une centrale thermique équivalente. "

On prend le rendement de la centrale nucléaire (33%) rapporté au contenu énergétique de l'équivalent pétrole, et non à la centrale thermique classique équivalente pour produire la même quantité d'électricité....

ben non classiquement on prend bien un coefficient standard de rendement (38 %) qui est celui des centrales thermiques qu'il faut pour faire la même quantité d'électricité. D'ailleurs on l'applique aussi à l'hydroélectricité qui n'a aucun rendement thermique propre. C'est comme ça qu'on trouve que l'hydro produit à peu près comme le nucléaire. Sinon, l'hydro en électrique pur ne produit que 1/3 de la puissance thermique du nucléaire - mais la meme quantité d'électricité à peu près.

Pour la France tu a des chiffres sur le wiki : http://fr.wikipedia.org/wiki/Énergie_en_France

[BioBen]

Ce rendement de 38% n'est nul part indiqué sur les site de l'ADEME ou de l'observatoire de l'énergie...


http://www.statistiques.developpement-d ... 72e46a.pdf
p10

http://www.statistiques.developpement-d ... b8cd-2.pdf
p35

"toutes les autres formes d’électricité (production par une centrale thermique classique,
hydraulique, éolienne, marémotrice, photovoltaïque, etc., échanges avec l’étranger,
consommation) sont comptabilisées selon la méthode du contenu énergétique, avec le
coefficient 0,086 tep/MWh."

[GillesH38]

oui ça c'est la méthode qui compte juste l'électricité produite , sans tenir du tout compte des pertes thermiques (l'équivalent de la consommation électrique produite avec 100 % de rendement). Le chiffre de 38 % est celui de BP pour les stats mondiales, c'est probablement une moyenne pour toutes les centrales du monde y compris les vieilles pourries du Tiers Monde et de l'ex bloc de l'est. En France elles sont surement meilleures

[Remundo]

sans cycle combiné, on est autour de 30 à 40% de rendement.

38% de moyenne, c'est très crédible, et peut-être même un peu optimiste

Prenez par ex les TAG de Siemens, vous constaterez qu'ils sont pour leurs meilleures machines autour de 35%, et pourtant ce ne sont pas des débutants du tiers monde dans le domaine.

[BioBen]

oui ça c'est la méthode qui compte juste l'électricité produite , sans tenir du tout compte des pertes thermiques (l'équivalent de la consommation électrique produite avec 100 % de rendement).

Non, justement, c'est pas exactement ça non plus

La méthode française telle que je la comprends, c'est :

MWh gaz/pétrole/charbon/renouvelables : 100% (donc 0.086 Tep)
MWh nucléaire : 33% (donc 0.26 Tep)
MWh géothermie : 10% (donc 0.86 Tep)


La méthode BP c'est 36.7% pour tout le monde :

MWh tous : 36.7% (donc 0.227 Tep)
Source : http://www.bp.com/liveassets/bp_interne ... t_2010.pdf
(p44 il est indiqué 1 Tep = 12MWh = 4.4 MWh dans une centrale moderne => 36.7%, sans différencier la source de l’électricité)


Comme quoi, en équivalent thermique, on obtient des bilans totalement différents selon la règle utilisée.....
La méthode française grossit la part du nucléaire dans l'énergie primaire.

[GillesH38]

dans mon tableau excel c'est marqué 38 % pour BP mais c'est un détail, il y a peut etre eu réajustement qu'ils n'ont pas répercuté partout.

j'ai pas regardé en détail encore les documents français, mais attention, il n'y a pas à compter l'électricité thermique EN PLUS des fossiles qui la produisent , sinon on la compte deux fois (NB : c'est aussi le cas pour les stations de stockage hydraulique (STEP), on compte l'électricité produite deux fois ! ) .

Compter le rendement réel des centrales nucléaires revient à compter réellement le flux thermique produit dans les centrales - ça revient à faire une comptabilité plus proche de la réalité de ce qui est réellement produit en France, mais ça donne une image trompeuse de ce qu'il faudrait pour la remplacer, puisque les substituants ont un bien meilleur rendement. Donc effectivement en comptant comme on veut on peut ajuster un peu les chiffres à sa sauce