Énergie nucléaire : la Chine définitivement en avance

Sur ce blog, le 12 septembre 2021 je relatais la mise en route de la première unité du réacteur à haute température refroidi à l’hélium situé à Shidaowan dans la province de Shandong en Chine. Un deuxième réacteur modulaire était en construction. L’ensemble de l’usine est maintenant opérationnel avec deux réacteurs d’une puissance de 259 MW thermique chacun qui alimentent une seule turbine de 210 MW électrique. Le combustible est constitué de 245000 billes de 60 mm de diamètres de graphique recouvertes d’une protection de céramique, chaque bille étant un matériau composite graphite-céramique capable de résister à des températures de 1620 °C. Le système de sécurité est passif car il suffit d’ouvrir un sas situé à la partie inférieure du réacteur pour « diluer » le combustible et le chargement est également réalisé en continu. Le flux d’hélium permet de classer ce type de réacteur comme étant constitué d’un lit fluidisé malgré le diamètre de chaque bille supérieur à celui d’une balle de golf. Le combustible lui-même est constitué d’uranium enrichi à 8,5 % d’isotope-235.

L’étape suivant sera de connecter six modules de ce type vers une turbine de 650 MW électriques. Toutes les études ont été réalisées à l’Université de Tsinghua. Il est maintenant évident que la Chine est en avance sur tous les autres pays du monde car ce type de réacteur rassemble plusieurs avantages. La production du combustible est beaucoup simple que l’assemblage de combustibles d’un réacteur à eau pressurisée classique. Le système de sécurité est passif car il suffit de purger partiellement le réacteur de son combustible pour mettre fin à la fission en chaine. Enfin la haute température atteinte par le fluide de refroidissement, actuellement fixée à près de 300 °C, pourra être adaptée à d’autres applications comme source de chaleur, jusqu’à 950 °C, pour produire de l’hydrogène à partir d’eau via le cycle sulfure-iode (https://en.wikipedia.org/wiki/Sulfur–iodine_cycle ), un but faisant l’objet de développements au Japon avec de petits réacteurs à neutrons rapides refroidis avec du sodium.

On ne peut que constater tristement que la Chine est définitivement en avance dans ce domaine, une température atteignant celle indiquée supra étant la seule solution économiquement rentable pour produire de l’hydrogène sans faire appel au méthane. Un des autres points résolus par les ingénieurs de l’Université de Tsinghua est la déshydratation parfaite de l’hélium caloporteur. Le succès assuré de la technique modulaire mise en œuvre sur le site de Shidaowan va permettre son extension sur trois autres sites chacun d’entre eux comprenant six réacteurs modulaires à lit fluidisé connectés à une seule turbine de 650 MW électriques. Source : world-nuclear-news.org

Grande-Bretagne : L’énergie nucléaire est nécessaire pour produire de l’hydrogène

Traduction d’un article paru sur le site World Nuclear News

Pour faciliter une décarbonisation rapide et réduire la dépendance aux combustibles fossiles, l’énergie nucléaire et les énergies renouvelables sont nécessaires pour la production d’électricité et d’hydrogène, a conclu une nouvelle étude indépendante. L’étude, réalisée par Aurora Energy Research, examine les avantages du déploiement à la fois du nucléaire et des énergies renouvelables pour la production d’hydrogène, afin de soutenir la transition énergétique et d’atteindre les objectifs climatiques du Royaume-Uni. Le rapport – intitulé « Decarbonising Hydrogen in a Net Zero Economy » – a été commandé par Urenco et a été soutenu par l’Agence internationale de l’énergie atomique, EDF et Lucid Catalyst.

Il fait suite à la stratégie du gouvernement britannique sur l’hydrogène, publiée le mois dernier. La Stratégie sur l’hydrogène indiquait que le nucléaire offrait un certain nombre d’options pour produire de l’hydrogène propre, mais ce rapport ne modélisait pas les coûts et la compétitivité de la contribution du nucléaire. « La majorité des études sur l’avenir du secteur de l’hydrogène en Grande-Bretagne se concentrent sur l’hydrogène électrolytique issu de sources d’énergie renouvelables (SER) et l’hydrogène fossile avec capture et stockage du carbone (CSC) », indique le rapport. « Le potentiel du nucléaire à participer à l’économie de l’hydrogène n’est souvent pas pris en compte en raison des coûts élevés des actifs récents et du manque d’orientation politique claire conduisant à la suspension des projets prévus.

« Cette étude examine comment le soutien politique aux nouvelles technologies nucléaires et aux modèles commerciaux pour fournir de l’hydrogène électrolytique à faible émission de carbone pourrait réduire les coûts nucléaires et des systèmes tout en réduisant la dépendance aux combustibles fossiles lorsqu’ils sont déployés aux côtés des SER sur la voie du zéro net ».

Le rapport d’Aurora utilise la suite de modélisation intégrée de l’entreprise pour capturer les interactions du marché et les impacts du déploiement des SER et du nucléaire pour atteindre le zéro net. Le scénario interne Net-Zero d’Aurora reflète tous les objectifs récents du gouvernement britannique, y compris les 40 GW d’énergie éolienne offshore du livre blanc sur l’énergie et la capture de 10 millions de tonnes de dioxyde de carbone via le CSC d’ici 2030. La capacité électrique installée devrait passer de 107 GW en 2021 à 257 GWe en 2050, portée par la croissance rapide des énergies renouvelables et la capacité de pointe. La capacité de production nucléaire passerait de 9 GW à 21 GW sur cette période. La production d’électricité passerait de 312 TWh en 2021 à 643 TWh en 2050, la production nucléaire passant de 59 TWh à 159 TWh. Parallèlement, la capacité de production d’hydrogène passerait de 5 GW à 69 GW sur la même période.

Le modèle de décarbonisation d’Aurora diffère des approches traditionnelles en ce qu’il suppose que toutes les technologies de production sans émissions sont traitées sur un pied d’égalité et rivalisent sur le plan des coûts. Après 2030, les enchères de capacité ne sont disponibles que pour les producteurs zéro carbone et les coûts nucléaires et les applications du marché sont pleinement représentés dans le modèle.

L’étude a révélé que pour faciliter une décarbonisation rapide et réduire la dépendance aux combustibles fossiles, le nucléaire et les énergies renouvelables sont nécessaires pour la production d’électricité et d’hydrogène. Ensemble, le nucléaire et les énergies renouvelables peuvent fournir les volumes d’hydrogène nécessaires pour un net-zéro en 2050. Le déploiement de grands volumes de nucléaire parallèlement aux énergies renouvelables est économiquement efficace, réduisant la valeur actuelle nette des dépenses totales du système du Royaume-Uni de 6 à 9 % (40 à 60 milliards de livres sterling ) à l’horizon 2050. Il a également constaté que la combinaison de l’hydrogène et du nucléaire conduit à des coûts compétitifs. L’utilisation conjointe de la chaleur et de l’électricité d’une centrale nucléaire pour la production d’hydrogène offre un avantage de coût important. Les émissions cumulées de gaz à effet de serre jusqu’en 2050 peuvent être réduites de 80 millions de tonnes de CO2 et la consommation de gaz sous forme d’électricité et d’hydrogène conduirait à une réduction de la consommation de 8000 TWh thermique.

Le dernier rapport fait suite à l’étude 2020 d’Aurora Hydrogen for a Net Zero GB: An Integrated Energy Market Perspective. Il note que bien que la nouvelle étude se concentre sur le Royaume-Uni, les résultats étant applicables à d’autres pays, y compris les pays en développement. « Il existe un potentiel passionnant pour combiner le nucléaire, les énergies renouvelables et l’hydrogène pour offrir une économie nette zéro », a déclaré Felix Chow-Kambitsch d’Aurora Energy Research. « Le nouveau rapport d’Aurora est la première étude du genre à démontrer comment le nucléaire peut compléter les énergies renouvelables et l’hydrogène. Atteindre les volumes d’hydrogène requis pour un net-zéro sans combustibles fossiles sera un défi sans hydrogène électrolytique issu du nucléaire et des énergies renouvelables. Un système énergétique avec une grande ambition dans l’énergie nucléaire peut réduire sa dépendance aux combustibles fossiles, réduire les émissions de carbone et réduire les coûts du système ».

« L’énergie nucléaire a clairement un rôle important aux côtés des énergies renouvelables dans la transition vers une énergie propre en soutenant une production d’électricité fiable et à faible émission de carbone et la production future d’hydrogène », a déclaré Boris Schucht, PDG du groupe Urenco. « Pour réaliser cela, nous devons débloquer les investissements, en créant un nouveau modèle de financement pour le nucléaire et un environnement de marché pour l’hydrogène. Le développement de réacteurs à haute température serait un moyen pour le nucléaire de soutenir l’hydrogène, étant donné que ces conceptions sont très efficaces pour la production d’hydrogène. « Cette dernière recherche est une étape importante pour permettre aux décideurs politiques d’ouvrir la voie à la livraison de net-zéro d’ici 2050. Nous attendons avec impatience des conversations constructives dans les mois à venir et une forte collaboration entre l’industrie et le gouvernement sur ce travail essentiel ».

Cliquer pour accéder à 20210927_Aurora_Hydrogen_Study_-_Decarbonising_hydrogen_in_a_net_zero_economy_-_Executive_Summary.pdf

Notes. Urenco est une entreprise britannique d’enrichissement d’uranium majoritairement détenue par l’Etat. Dans le scénario retenu dans le rapport Aurora les énergies dites renouvelables, moulins à vent et autres panneaux solaires, seraient entièrement dédiées à la production d’hydrogène par électrolyse de l’eau. Si la production d’électricité par ces éoliennes devait être intégrée au réseau il faudrait en effet des productions d’appui avec des turbines à gaz. Cette éventualité est donc considérée comme devant être exclue du scénario 2050. Enfin le Président de la République française a récemment déclaré que le pays devait s’intéresser au petits réacteurs nucléaires modulaires (SMR) alors qu’il a obtenu autoritairement la fermeture de la centrale nucléaire de Fessenheim et ordonné l’arrêt du projet Astrid. Peut-être confondait-il les usines de production électriques utilisant le gaz naturel pour pallier avec les SMRs à l’intermittence des énergies dites renouvelables. À l’évidence il ne sait pas de quoi il parle et sa politique énergétique est totalement erratique.

Nouvelles du Japon. L’HTTR va être redémarré.

Le Japon ne dispose d’aucune source d’énergie fossile et ce pays trop respectueux de ses paysages admirables n’a pas l’intention de recouvrir ses montagnes, ses forêts ses vallées et ses bords de mer d’éoliennes. Depuis de nombreuses années le Japon a développé une énergie nucléaire susceptible de satisfaire en partie aux besoins en énergie du pays mais pas seulement pour la production d’électricité car, un peu comme la Chine aujourd’hui, ce pays a vite compris que l’énergie nucléaire ouvrait des possibilités technologiques qu’il était difficile d’atteindre par d’autres approches. D’ailleurs quand les ingénieurs nippons ont piloté la première montée en puissance du réacteur expérimental HTTR (High Temperature Test Reactor) en novembre 1998 ils ignoraient que 20 ans plus tard cette utilisation de l’énergie nucléaire allait devenir la préoccupation de plusieurs pays dans le cadre de la production industrielle et à bas coût d’hydrogène.

L’HTTR japonais est un petit réacteur expérimental de 30 MW thermiques situé près de la localité d’Oarai dans la préfecture d’Ibaraki au nord-est de Tokyo, près de l’océan. Cette installation fut mise à l’arrêt en février 2011 (quelques jours avant le grand tremblement de terre du 11 mars 2011) pour effectuer des travaux divers. Il s’agit d’un réacteur compact comprenant un modérateur de neutrons constitué de graphite refroidi avec de l’hélium. Les travaux réalisés ont surtout concerné la mise au point du combustible et l’étude de la résistance des matériaux et des composants mobiles de l’installation dont les pompes de circulation de l’hélium de refroidissement ainsi que la mise au point d’échangeurs à haute température. La mise au point du combustible constitué d’uranium enrichi à 6 % d’isotope 235 est le problème central qui a pu être résolu durant les années de fonctionnement de l’installation. Il s’agit de billes d’uranium recouvertes de céramique et incorporées dans des prismes hexagonaux de graphite constituant l’assemblage proprement dit de combustible. Le redémarrage de cette unité expérimentale le 30 juillet 2021 a surtout pour but d’étudier la faisabilité de l’adjonction d’une petite unité de production d’hydrogène et de tester des échangeurs hélium-hélium ou hélium-eau pour le fonctionnement d’une turbine. Ces travaux intéressent de nombreux pays et sont en partie financés par l’Agence de l’Energie Nucléaire de l’OCDE pour la production d’hydrogène par électrolyse à haute température ou par le cycle thermochimique soufre-iode.

Source : World Nuclear News, illustration JAEA

Transition énergétique : Bientôt une Europe sans aciéries ?

Les délires de plus en plus affirmés par les gouvernements européens encouragés par la Commission sous l’impulsion de Madame van der Leyen, qui n’a jamais dissimulé sa sympathie pour les mouvements écologistes, vont conduire l’ensemble de l’Union européenne vers la ruine. Alors, pour maîtriser une population mécontente seul un régime autoritaire fascisant constituera l’avenir de nos enfants et petits-enfants. On constate déjà les prémices d’un tel régime autoritaire avec cette histoire de pass sanitaire qui fait des adeptes pas seulement en France. Et toute cette stratégie pour que l’Europe atteigne cette pompeuse neutralité carbone avant 2050 ! Les beaux jours de l’industrie automobile sont comptés et quand il n’y aura plus de lithium pour fabriquer des batteries les reliquats de cette industrie reconvertie à la hâte dans les véhicules électriques disparaîtront et ce sera bien avant 2050. La politique de « décarbonisation » de l’activité humaine, selon les idéologues qui gravitent autour de la Commission européenne, passera nécessairement par le renouvelable, un mot qui ne veut rien dire.

Produire de l’acier avec des énergies renouvelables, voilà le nouvel objectif qu’a choisi l’Europe car, bien après le secteur des transports, la production d’acier ne représente que 4 % du CO2 émis par l’ensemble des pays européens, c’est-à-dire environ 100 millions de tonnes par an. Pour diminuer la production de CO2 dans le secteur de la production d’acier il faut inévitablement choisir une autre source de « réducteur » au sens chimique du terme et si ce n’est pas du coke, préparé à partir du charbon, alors la seule alternative est l’hydrogène. Dans l’état actuel de la technologie l’hydrogène est obtenu à partir de gaz naturel. Le serpent idéologique se mord donc la queue.

Quelques chiffres aiderons les lecteurs à comprendre l’ampleur du problème posé par les aciéries. Les 100 millions de tonnes de CO2 émis par les aciéries européennes représentent 0,007 ppm sur les quelques 410 ppm de CO2 que contient l’atmosphère. C’est énorme ! Pour remplacer le coke il faudra construire au moins 14 réacteurs nucléaires de 1000 MW et à cet investissement il faudra encore au moins 4 réacteurs de cette même puissance pour produire de l’hydrogène. Le recyclage de l’acier dans le cadre ce la fameuse (et fumeuse) économie circulaire, qui dans ce domaine existe déjà il faut aussi de l’électricité car ce recyclage s’effectue dans des fours à arcs électriques. Les industriels de l’acier, habitués à utiliser le coke produit à partir de charbon disponible à un prix accessible devront se contenter de le kWh beaucoup plus coûteux, opération de substitution qui entrainera un surcoût global de 5 milliards de dollars par an. Importer de l’acier de pays non européens pour faire face à ces augmentations insupportables de prix sera alors l’une des solutions obligées puisque l’Europe, pour bien être certaine de précipiter sa ruine, taxera lourdement cet acier étranger à l’Europe. Au final l’acier deviendra un produit de luxe ! Et par conséquent les centaines de milliers de produits utilisant de l’acier verront leurs prix peut-être décupler. Enfin les pays européens devront investir au moins 100 milliards de dollars pour mettre en place la production d’hydrogène à partir d’énergies renouvelables, si possible, puisque faire accepter au public la construction de réacteurs nucléaires dédiés seulement à la production d’hydrogène pour la seule production d’acier risque d’être très problématique.

D’ici 2050 l’Europe, à moins de choisir de se voir totalement désindustrialisée, devra investir au bas mot plus de 400 milliards de dollars. Tout cela pour atteindre un réduction de la température globale de la Terre de 0,002°C, c’est ce que prévoit l’IPCC pour une réduction de 0,2 ppm du CO2 atmosphérique. Si vous voulez vraiment vous faire une idée du résultat obtenu au terme de cet investissement extravagant il suffit d’un petit calcul. Comme nous l’avons tous constaté lorsque l’on se déplace en altitude l’air se refroidit à raison d’environ 1 degré pour chaque 100 mètres, Diminuer la température globale de la terre de 0,002°C représente donc la différence de température de l’air au niveau du sol et au niveau des genoux ! Tout ça pour ça ?

Sources : https://bellona.org/news/climate-change/2021-03-hydrogen-in-steel-production-what-is-happening-in-europe-part-one

https://www.rolandberger.com/en/Insights/Publications/Europe%27s-steel-industry-at-a-crossroads.html

Le plan « net zéro » britannique

Les experts nucléaires de l’Université de Manchester ont identifié les huit actions nécessaires pour évaluer objectivement le rôle du nucléaire dans l’avenir « net zéro » du Royaume-Uni. Leur document positionne l’énergie nucléaire pour ce net zéro. Une stratégie d’action détermine ce que les décideurs politiques et l’industrie doivent explorer afin de prendre une décision éclairée sur la base d’une « meilleure économie ». Cela inclut le développement d’organes consultatifs, la modélisation non partisane de la trajectoire économique et l’optimisation des programmes de R&D.

Le document a été rédigé par l’équipe de direction du Dalton Nuclear Institute de l’Université de Manchester, qui abrite la capacité de recherche nucléaire la plus importante et la plus avancée du Royaume-Uni. Il s’agit de Francis Livens, directeur, Gregg Butler, responsable de l’évaluation stratégique, William Bodel, chercheur associé en choix de systèmes nucléaires et Juan Matthews, professeur invité en technologie de l’énergie nucléaire. https://documents.manchester.ac.uk/display.aspx?DocID=55791

« Le net zéro d’ici 2050 est un défi tellement énorme pour ce pays qu’il faut vraiment tous se mettre au travail, a déclaré Livens. « La réalité, c’est que nous devons explorer toutes les options et les évaluer sur un pied d’égalité et prendre une décision objective sur le point suivant : « Le nucléaire a-t-il un rôle à jouer dans notre avenir énergétique, oui ou non ? ». Quoi qu’il en soit, le Royaume-Uni a besoin d’agir rapidement pour résoudre cette question et de saisir toute opportunité qui se présente. Si elle continue à tergiverser, tout sera certainement perdu ». Butler a ajouté : « Nous avons élaboré ce document parce que nous nous sentions responsables, en tant que communauté universitaire impartiale, de soutenir nos collègues du gouvernement et de l’industrie. Le Royaume-Uni a fixé un objectif de zéro net de premier plan au monde, mais il ne suffit pas de fixer l’objectif – nous devons y parvenir. Il est maintenant temps de prendre des mesures clés qui détermineront les rôles que le nucléaire peut jouer, en reconnaissant qu’elles ne devraient être adoptées que si elles contribuent à une solution économique et environnementale optimisée. Nous pourrions en savoir beaucoup sur l’énergie nucléaire – mais il doit être considéré comme un candidat pour aider à atteindre le zéro net – pas comme une fin en soi ».

Recommandation 1 : L’état de développement de la technologie des réacteurs modulaires avancés (AMR) au Royaume-Uni et dans le monde affirme que le réacteur de démonstration mentionné dans le livre blanc sur l’énergie du gouvernement devrait être doté de la technologie des réacteurs refroidis au gaz à haute température (HTGR), avec une attention particulière également accordée à la démonstration de la production d’hydrogène à l’aide de la chaleur nucléaire.

Recommandation 2 : Le soin de spécifier, développer et poursuivre la voie vers un démonstrateur HTGR basé au Royaume-Uni devrait être confiée à un organisme approprié qui est équipé et habilité à réaliser le projet HTGR. Cela inclurait de diriger toute la R&D nécessaire pour définir un itinéraire optimal, de surveiller si et comment ces optima changent à mesure que les études progressent et de ré-optimiser les programmes en conséquence.

Recommandation 3 : la R&D sur les cycles du combustible fermés doit être poursuivie pour permettre au Royaume-Uni de suivre les évolutions de ces systèmes et d’évaluer si, ou quand, ces systèmes trouveront une place sur le marché britannique de l’énergie.

Recommandation 4 : Une vision britannique continue des développements dans les systèmes AMR devrait être maintenue et dirigée par un organisme qui n’est pas en conflit avec les revendications et le lobbying d’un système particulier. L’évaluation de faisabilité générique a fourni un exemple de plate-forme qui pourrait héberger cette tâche, mais une organisation convenablement « sans intérêt » devrait être mise en place avec un examen par les pairs exemplaire.

Recommandation 5 : Un organe consultatif approprié à large assise devrait être engagé pour conseiller le gouvernement sur le programme nucléaire futur. Il pourrait s’agir du Nuclear Innovation Research and Advisory Board (NIRAB) ou d’un successeur, mais le NIRAB semble avoir établi l’étendue et la valeur possibles de ces conseils.

Recommandation 6 : Le Comité sur les changements climatiques devrait explorer, avec une assistance appropriée, les possibilités d’un rôle plus large du nucléaire sur la voie du zéro net.

Recommandation 7 : Energy Systems Catapult (une organisation indépendante à but non lucratif pour l’industrie, le gouvernement, les universités et la recherche) devrait, avec l’aide d’autres experts en modélisation, mettre en place et exécuter des modèles transparents de règles du jeu équitables pour surveiller les développements économiques. Cela motivera les améliorations et détectera un optimisme irréaliste.

Recommandation 8 : Une plate-forme telle que celle recommandée pour l’énergie nucléaire dans la recommandation 4 devrait être établie pour toutes les sources d’énergie présentes dans la trajectoire net zéro, afin de donner une vision claire et impartiale de l’état actuel de ce net zéro.

Le fait que le gouvernement se soit engagé dans un plan d’action sur 30 ans constitue « une grande raison d’être optimiste » mais la mise en œuvre de l’énergie nucléaire « là où cela est approprié et avantageux » doit éviter d’être « mise à l’écart pour des motifs non étayés ». Il faut espérer que le message « le meilleur pour le Royaume-Uni, le meilleur pour la planète » pourra devenir réalité. En ce qui concerne les délais, la situation actuelle est cruciale, tout retard se manifestant immédiatement sur le chemin critique d’un démonstrateur nucléaire en 2030, et par inférence la forte perspective d’avoir un impact négatif sur l’échéance de 2050 ».

Traduction d’un document paru sur le site World Nuclear News. Commentaire. Il faut admirer le pragmatisme des Britanniques et leur vue sur le long terme. L’intégration des HTGR dans le programme de mise en place de véhicules à pile à combustible est la seule alternative fiable pour accélérer la marche vers le net zéro. Toute autre approche relève de la fiction pour diverses raisons. La raréfaction des matières premières entrant dans la conception des véhicules « tout électrique » est prévisible alors que les piles à combustible ne se heurteront pas à ce goulot d’étranglement prévu pour 2035. La Chine, pays à économie planifiée, a compris que les HTGR étaient la seule alternative économiquement rentable pour produire de l’hydrogène. La production d’énergie, l’hydrogène étant une forme d’énergie puisqu’il s’agit d’un combustible, doit être planifiée sur le long terme. La France a parié sur le remplacement d’une partie du parc nucléaire par des éoliennes. C’est un pur non-sens puisque ces installations ont une durée de vie maximale de 25 ans. La planification « à la française » révèle un amateurisme affligeant. J’en dirai autant sinon pire pour la politique énergétique allemande.

« Transition énergétique » : chronique d’un échec inévitable

Depuis que la grande majorité des scientifiques oeuvrant au sein de l’IPCC à Genève ont déclaré que c’était le CO2 d’origine « anthropique » (et lui seul !) qui perturbait le climat et que nous allions tous « griller comme des toasts » à brève échéance comme le déclarait Madame Christine Lagarde il y a quelques années, la nouvelle obsession est donc la transition énergétique devant aboutir au mieux à une réduction effective des émissions de carbone et au pire à une « neutralité carbone ». La signification de cette dernière notion m’échappe mais je dois probablement vieillir au point de ne plus être capable de comprendre ce que cela signifie dans la réalité des faits. Bref, j’ai tout de même compris que cette transition énergétique doit comporter trois volets. Le premier est une meilleure isolation des logements et des bâtiments de bureaux, publics et administratifs dans les pays connaissant des hivers frais ou franchement froids et des étés parfois torrides, comme le prévoit le réchauffement du climat. Dans les pays de la zone intertropicale de telles mesures d’isolation permettraient de réduire la consommation d’électricité alimentant les conditionneurs d’air. Jusque là tout peut être géré mais le second volet pose déjà plusieurs problèmes. Il s’agit pour réduire les émissions de carbone de procéder à un changement total des systèmes de propulsion des véhicules automobiles pour passer massivement de la consommation de combustibles fossiles à l’électricité ou l’hydrogène. Comme je n’ai pas la prétention de couvrir tous les pays du monde je me limiterai dans mon analyse à la France, pays dont la production et consommation d’énergie primaire sont bien identifiées. Enfin le dernier volet qui relève toujours de la fiction est le stockage de l’électricité hors hydroélectricité par pompage que je n’aborderai pas dans ce billet malgré le fait qu’il est lié aux deux premiers volets.

Les faits en 2017. L’énergie primaire consommée en France se répartit ainsi : 40 % de nucléaire, 29 % de pétrole, 15 % de gaz naturel, 4 % de charbon et 11 % d’énergies renouvelables comprenant en majeure partie les barrages hydroélectriques. Le secteur des transports consomme 33 % des énergies primaires, le secteur tertiaire-résidentiel 44 % et l’industrie 21 %. L’objectif de « décarbonation » qui ne sera jamais que partiel de la consommation d’énergies primaires concerne donc le secteur des transports car il peut être appréhendé assez directement. En France toujours, le transport ferroviaire électrifié incluant également les tramways et les métropolitains consomme 3 % de toute la production d’électricité. Le calcul est donc limpide : pour « électrifier » l’ensemble des transports consommateurs de pétrole et émetteurs de CO2 il faudrait construire 65 réacteurs nucléaires type Fessenheim ou 36 EPRs type Flamanville car il est impossible d’envisager de paralyser tout un pays s’il n’y a pas de vent pendant trois jours consécutifs. Il s’agit donc un projet monstrueusement coûteux, de l’ordre de 400 milliards d’euros sans oublier de surcroit les millions de bornes de rechargement dispersées dans les villes où les espaces de stationnement sont perpétuellement encombrés par des voitures qui ne sont utilisées que quelques heures par semaine.

Mais il y a pire. Le parc automobile français comprend 39 millions de véhicules, toutes catégories confondues, d’âge moyen 10 ans (source CCFA). Donc la moitié de ce parc est « vieux » et constitue un ensemble de candidats à une électrification. Le problème pour atteindre ce but partiel est l’approvisionnement en métaux et graphite hors acier et aluminium. Un véhicule classique de puissance moyenne utilise environ 20 kg de cuivre et un peu moins de dix kg de manganèse incorporé dans les alliages. Un véhicule électrique également de puissance moyenne nécessite outre l’acier et l’aluminium plus de 50 kg de cuivre, 20 kg de manganèse, 10 kg de lithium, 40 kg de nickel, 15 kg de cobalt, 70 kg de graphite et quelques centaines de grammes de terres rares (Source IEA, Agence Internationale de l’Energie). Encore une fois le calcul est simple : pour remplacer la moitié du parc automobile français traditionnel en véhicules électriques et en supposant que la France fabriquerait sur le territoire national ces véhicules, y compris les batteries (c’est un doux rêve) il faudrait qu’elle importe 200000 tonnes de lithium et 300000 tonnes de cobalt. Même si ce programme d’ « électrification » s’effectuait sur 10 ans cela représenterait chaque année 20 % de la production mondiale de cobalt (année 2018) et pour le lithium le quart de la production mondiale annuelle qui est de 80000 tonnes (années 2020). Or la France n’est pas toute seule dans le monde et de plus il n’y a aucun gisement de lithium ou de cobalt sur son territoire.

La solution ultime si chère aux écologistes et dont les médias font la promotion jusqu’à la nausée est donc la pile à hydrogène. Or selon un rapport récent de l’IEA la source la moins coûteuse de production d’hydrogène est le charbon à 2 dollars le kg suivi par le gaz naturel à 3 dollars et enfin les éoliennes à 7,5 dollars le kg. Si on considère la Toyota Mirai, un plein d’hydrogène (actuellement détaxé en France) revenant à 50 euros permet de parcourir 500 km. Il y a un petit détail : ce véhicule qui ne produit que de l’eau comme gaz d’échappement coûte 68000 euros. On est encore très loin de la démocratisation des voitures à piles à hydrogène. L’autre grand espoir des écologistes devenus allergiques au CO2 est de pouvoir stocker la production d’électricité provenant des éoliennes ou des panneaux solaires. Cet espoir se heurte au même problème que celui rencontré avec les voitures électriques : une demande délirante en cobalt et en lithium. Je pose ici une question à mes lecteurs : pourquoi ne pas revenir à la bonne vieille batterie d’accumulateurs au plomb peu coûteuse, dont on maîtrise le recyclage lorsque celles-ci arrivent en fin de vie et moyennant une installation également peu onéreuse il serait possible de récupérer l’hydrogène que produisent ces batteries lors des cycles de charge et de décharge …

Pour conclure ces remarques l’approche des écologistes pour « verdir » l’énergie est condamnée à un échec d’autant plus cuisant que ce sont les contribuables qui paieront et seront jetés dans la misère en raison de l’effondrement de l’économie qu’entrainera cette transition énergétique. Sources partielles : IEA et Statista. Toutes les données figurant dans ce billet son disponibles sur le web.

L’objectif « zéro carbone » : un doux rêve

Il ne faut pas rêver, une civilisation moderne décarbonée est un objectif impossible à atteindre dans l’état actuel des connaissances scientifiques et technologiques à l’horizon 2050 et encore moins à l’horizon 2030. Cette obsession de la neutralité carbone a conduit les gouvernements à prendre des décisions irréalisables. Prenons l’exemple des moulins à vent considérés comme la panacée pour réduire les émissions de carbone. Outre le fait que les ressources en lanthanides nécessaires pour la production d’aimants permanents sont limitées, ces immenses machines nécessitent des quantités d’acier extravagantes pour produire quelques MWs quand les conditions météorologiques sont favorables. Dans l’état actuel des technologies de production de l’acier l’utilisation de pétrole ou de charbon est incontournable. La seule alternative existante pour réduire les émissions de CO2 lors de la production d’acier est la réduction de la fonte à l’aide d’hydrogène, pour faire très court car écrire deux pages au sujet de ce procédé industriel serait inutile. Apparaît alors le problème de la production d’hydrogène pour décarboner (au moins en partie) les aciéries mais ce même problème se posera pour les voitures équipées de « piles à combustible ». L’industrie de l’acier a une mauvaise image de marque car elle est polluante mais pour construire des éoliennes il faut beaucoup d’acier, 7 à 10 fois plus par kW installé que pour une centrale nucléaire. Il est donc très facile de comprendre que considérer comme non polluantes en termes de carbone ces éoliennes est un pur mensonge.

Et ce mensonge perdurera tant que l’industrie sidérurgique ne pourra pas avoir accès à de l’hydrogène à un prix abordable. Il n’existe qu’une seule possibilité pour produire de l’hydrogène à bas coût mais celle-ci ne plait pas trop aux tenants des énergies dites « vertes ». Il s’agit des réacteurs nucléaires à très haute température refroidis avec de l’hélium sous haute pression de génération IV susceptibles d’alimenter une unité de production d’hydrogène mettant en œuvre le cycle dit iode-sulfate dont l’une des étapes requiert une température de 830 °C. Seuls les réacteurs nucléaire à très haute température (environ 1000 degrés en sortie du circuit primaire) sont capables de fournir une telle température à un stade industriel qui soit totalement décarboné ( https://en.wikipedia.org/wiki/Very-high-temperature_reactor ).

On en revient donc au rôle majeur que devra jouer à l’avenir l’énergie nucléaire pour tenter de réduire les émissions de carbone à un coût modéré qui ne soit pas dévastateur pour l’économie. À ma connaissance le seul pays au monde développant aujourd’hui ce type de technologie est la Chine. Le Japon s’est fixé un objectif de « neutralité carbone » à l’horizon 2050, la Chine a opté pour l’horizon 2060 car ce pays a pris en compte le poste industriel de production d’acier. Ce poste, pour atteindre une réduction des émissions de carbone suffisante, n’aura pas d’autre alternative que les réacteurs nucléaires de quatrième génération. Il en est de même pour tous les autres pays industrialisés dont en Europe en particulier l’Allemagne, pays qui, paradoxalement, veut se « dénucléariser ». Encore une fois le sujet abordé dans ce billet met en évidence la mauvaise planification des pays européens qui parient sur le « tout renouvelable », une posture totalement déconnectée des réalités industrielles. Gouverner c’est prévoir, dit-on, il faut se rendre à l’évidence que seule la Chine est capable de prévoir …

Finance « responsable » : l’hydrogène revient dans la course

On parle beaucoup de voitures électriques, mais l’hydrogène revient dans la course. Ces dernières années, l’hydrogène avait été mis de côté en raison de sa dangerosité et de son coût très élevé. Pour l’instant, l’hydrogène est trop cher à produire et à distribuer, mais la recherche avance.

L’hydrogène est plus propre que les batteries lithium-ion. Dans la pile à combustible de la voiture, l’oxydation de l’hydrogène, associée à celle de l’oxygène de l’air, aboutit ainsi à la fabrication de courant électrique propulseur et d’un seul déchet : l’eau. Aujourd’hui, la majorité de l’hydrogène consommé – notamment par l’industrie – est produite par reformage de gaz naturel et de distillats de pétrole légers. Une solution bon marché, mais peu respectueuse de l’environnement et fortement émettrice de CO2. L’électrolyse de l’eau apparaît comme une technologie plus verte. À condition qu’elle soit alimentée par une électricité renouvelable. Mais le procédé coûte encore trop cher. Un coût lié, entre autres, à celui des catalyseurs utilisés qui sont à base de métaux précieux tels que le platine, le ruthénium ou l’iridium. Toutefois, des chercheurs mettent au point un catalyseur fer-nickel, une solution beaucoup plus rentable. Les grands groupes pétroliers européens intégrés, Shell, BP, Total, investissent dans l’hydrogène et les stations de recharge, car l’hydrogène est une affaire de chimie. Pour le moment, les piles à hydrogène sont plus utilisées pour les bus, les camions ou les bateaux.

Le gouvernement allemand va déployer €9 milliards pour développer la recherche dans l’hydrogène avec l’objectif de devenir le numéro un mondial des technologies de l’hydrogène. L’Union européenne a dévoilé sa stratégie sur l’hydrogène, fixant un objectif du mix énergétique à 12%-14% pour l’hydrogène en 2050 ; la Commission européenne estime les besoins en investissement entre 180 et 470 milliards d’euros d’ici à 2050. Une alliance va être créer, European Clean Hydrogen Alliance, réunissant industriels, Etats-membres et société civile, soit la production, la chimie, le stockage, le transport et les utilisateurs. La France a débloqué €1.5 milliard sur trois ans pour parvenir à un avion neutre en carbone en 2035, grâce à l’hydrogène. Daimler et Volvo ont annoncé la création d’une société commune consacrée à l’hydrogène.

L’intérêt marqué de l’Europe pour l’hydrogène vient du fait qu’elle a totalement raté l’industrie des batteries lithium, contrôlée par Tesla, la Chine, le Japon et la Corée du Sud, même s’il existe un projet avec Airbus. L’hydrogène est donc une grande opportunité pour l’Europe de marquer son empreinte dans une technologie verte.

Des groupes comme le Français Air Liquide ou le Norvégien Equinor devraient être impliqués dans ce développement. Les sociétés liées à l’hydrogène explosent en bourse. La nouvelle star de la bourse américaine, Nikola, a vu le cours de son action s’envoler (+423% en 2020), portant sa capitalisation boursière à $20 milliards, les investisseurs misant sur les ventes futures de camions électriques et à hydrogène. Le cours des actions du Canadien Ballard Power, le leader dans les piles à combustible, a progressé de 180% en 2020 et celui du Suédois PowerCell de 110%. Les investisseurs devront suivre attentivement le développement de l’hydrogène dans les prochaines années où il y aura des opportunités d’investissement.

Source : Heravest SA, Genève

Commentaire. Avec la grande majorité des technologies bas carbone les investisseurs se régalent car les entreprises impliquées dans ce créneau profitent d’investissements publics conséquents et de l’intérêt suscité auprès des pétroliers qu’il s’agisse de l’éolien puisqu’il faut des centrales électriques d’appoint consommant du gaz naturel pour pallier à l’irrégularité de la production éolienne et qu’il en est de même pour l’hydrogène dont la seule source économique actuellement est le pétrole ou le gaz par reforming catalytique. Il n’y a donc rien de nouveau sous le Soleil : les énergies dites vertes sont étroitement dépendantes des hydrocarbures et le seront encore longtemps. Et quand il n’y aura plus de pétrole il restera toujours le charbon pour aider au développement des énergies vertes …

Et maintenant les trains à hydrogène : l’imbécillité humaine n’a vraiment pas de limite …

L’inénarable laryngophoniste qui sert à la France d’énergique ministre et qui donc, par définition, ne peut pas tourner sa langue sept fois dans sa bouche avant de parler puisque ses mots sortent hors de tout contrôle de son larynx en une bouillie verbale qui ferait saliver un psychiatre a maintenant focalisé ses pulsions sur l’élément chimique le plus abondant sur notre planète Terre, entièrement renouvelable, non polluant et … pas cher ( ? ) l’hydrogène. Lavoisier découvrit l’hydrogène et il finit la tête sous la lame de l’échafaud. Combien de temps faudra-t-il encore attendre pour couper celle de cet individu malfaisant pour l’ensemble de l’économie française qui ne fait rien d’autre dans ses délires énergétiques que de suivre le catastrophique plan Energiewende allemand.

Pour preuve l’Allemagne, qui n’en est pas à une erreur près dans ses élucubrations de « transition énergétique » et qui vient de racheter à prix bradé la division ferroviaire d’Alstom a mis un gros coup de pouce pour développer un train de banlieue propulsé par des piles à hydrogène, il fallait y penser. Le seul argument pour soutenir cette filiaire tient au seul fait, comme le démontra magistralement Lavoisier, que le rejet de la combustion de l’hydrogène n’est que de l’eau et cette propreté est tellement convaincante pour le public, totalement aveuglé par la propagande écologiste, que le laryngophoniste a trouvé là le prétexte pour se lancer à fond dans le « tout hydrogène » !

Inutile de reprendre les arguments imparables de Michel Gay parus sur le site Contrepoints (voir le lien) mais il est opportun de reprendre ici un schéma concocté par un de ces multiples « laboratoires » bidon qui, forts des subventions gouvernementales fédérales américaines, vantent les bienfaits de l’hydrogène, le Florida Solar Energy Center (Université de Floride). Pour cette société c’est clair, la seule technologie qui « tient la route » pour la production massive d’hydrogène à « faible coût » est l’énergie photovoltaïque (voir le lien). Ce qui n’a pas l’air de préoccuper les décideurs et qui n’apparaît nulle part dans les calculs globaux du coût de l’hydrogène et de son utilisation dans un train, par exemple, est le ridicule rendement d’une pile à hydrogène sans oublier également le tout aussi ridicule rendement de la production électrique par un panneau solaire. mais qu’à cela ne tienne puisque l’argent des contribuables est « gratuit » et qu’il serait ridicule de s’en priver !

Source et illustrations : notalotofpeopleknowthat.wordpress.com

Lien : http://www.fsec.ucf.edu/en/consumer/hydrogen/basics/production.htm

Note. L’article de Michel Gay sur le site Contrepoints explique en détail l’imbécilité totale du « plan hydrogène » : https://www.contrepoints.org/2018/06/04/215595-lhydrogene-cet-hallucinogene

Nouvelle chronique japonaise : Au Japon on est déjà dans le futur …

Quand l’ingénieur en chef de la division piles à hydrogène de Toyota, Yoshikazu Tanaka, parle de voitures électriques à piles à hydrogène, il sait au moins ce qu’il en retourne puisque basiquement le principe des voitures de cette technologie sont des voitures électriques au sens littéral du terme. En effet la pile à hydrogène produit d’abord de l’électricité et dégage de la chaleur résiduelle qui sert en partie à gazéifier l’hydrogène prisonnier sous haute pression (700 bars) dans des mousses de je ne sais plus quel alliage à base de titane remplissant le réservoir. L’autonomie de la « Mirai » est pour l’instant sensiblement identique à celle d’une petite voiture électrique citadine à accumulateurs que l’on recharge tous les soirs et éventuellement durant les périodes de faible consommation électrique au milieu de la nuit.

Certes Tanaka vante son produit mais il ne dissimule pas son inquiétude quant à l’apparition des voitures à recharge rapide qui pourraient constituer un gigantesque problème sur les réseaux d’électricité. En effet, ce genre de véhicule électrique consomme durant la phase de recharge, entre 10 et 30 minutes, autant que 1000 logements ! Autant dire que les réseaux électriques déjà déstabilisés par les énergies renouvelables (vent et soleil) ne résisteront pas à une telle demande. Les véhicules électriques actuellement disponibles sur le marché nécessitent des temps de charge de l’ordre de huit heures et cette durée constitue un contre-argument de marketing pour les gens pressés qui n’effectuent que de courts trajets mais aussi pour ceux qui a fortiori envisagent des trajets quotidiens allant au bout de l’autonomie de leur véhicule. La voiture électrique devrait pouvoir être rechargée uniquement la nuit pour ne pas perturber les réseaux électriques, ce qui relève de l’illusion quant à la mise en place d’une telle contrainte.

L’objectif à peine voilé de Toyota, le premier fabricant de voitures de tourisme hybrides, faut-il le rappeler, considère à juste titre que la voiture électrique à piles à hydrogène (je ne suis pas certain que ma traduction de « hydrogen fuel-cell » soit adéquate) a un grand avenir devant elle depuis le premier retour d’expérience réalisé à Fukuoka où la ville a mis en place une station d’approvisionnement en hydrogène produit à partir des eaux résiduaires des égouts de la ville qui peut « faire le plein » de 70 véhicules quotidiennement, soit environ un « plein » pour une Mirai toutes les dix minutes, largement le temps de boire un café, sans perturber qui plus est le réseau électrique. Au Japon, on est déjà écologiquement dans le futur, un futur raisonné et sans connotation politique ou idéologique : bien des pays devraient s’inspirer des expériences nippones, suivez mon regard …

Source : Thomson Reuters et http://www.toyota.fr/world-of-toyota/articles-news-events/2014/toyota-mirai.json