Les sources d'énergie renouvelables (SER) aujourd'hui ne sont pas seulement une «bonne idée commerciale» et une source de battage médiatique, de propagande et de contre-propagande en cours. J'essaierai d'exprimer ma position sur certains mythes récurrents dans le domaine des énergies renouvelables.
Déclaration (U): "La zone de la Terre ne suffit pas pour répondre aux besoins de la civilisation avec l'aide de RES"Réponse (O): La Terre reçoit ~ 190 pétawatts d'énergie thermique du Soleil (c'est ce qui atteint la surface), et la civilisation consomme 500 exajoules d'énergie primaire par an, soit La «puissance» de l'humanité est de 0,015 pétawatts, de l'ordre du dix millième de l'énergie entrante. Il existe une autre évaluation élémentaire basée sur le développement de
grandes centrales solaires existantes - la zone de grands déserts est assez suffisante pour fournir à la civilisation l'énergie primaire. Le principal «mais» de cette réfutation concrète renforcée du mythe est la répartition inégale des zones propices à la production d'énergie renouvelable entre les pays. En général, la «distribution inégale» est la principale chose que les gens qui négligent de quelque manière que ce soit autour de l'énergie renouvelable manquent, et aujourd'hui ce sujet ressemblera à un refrain. Disons que le Japon a beaucoup de mal à trouver une place pour les centrales solaires, regardez cette
collection de photos de centrales solaires japonaises et comparez-la avec celles américaines du lien un peu plus haut.
Une illustration claire de cette thèse, bien qu'elle ne s'applique qu'à l'électricité et ne prenne pas en compte certaines pertes, donne néanmoins une idée - en théorie, le désert du Sahara suffit à lui seul à fournir de l'énergie à l'humanité.
U: «Plus d'énergie est dépensée pour la production de panneaux solaires et d'éoliennes que ce qu'ils peuvent produire au cours de leur cycle de vie (EROEI <1)»R: C'est un non-sens complet, comme le montrent des mesures plus précises. En 2016, ce sujet a de nouveau été soulevé dans les travaux de Ferroni et Hopkirk 2016, où la valeur EROEI légèrement négative pour le SES aérien en Suisse a été montrée. Cependant, le travail est rempli d'erreurs, et la valeur corrigée par les critiques
est de l'ordre de 8 . La valeur EROEI de 5 à 15 est typique pour diverses tentatives de calcul de l'EROEI des SB cristallins en silicium, la répartition de la valeur s'explique par la différence dans les conditions dans lesquelles le SES est situé (entre la Norvège et l'Arabie saoudite, la différence dans la production du même panneau sera d'environ 4 fois), et la différence techniques de comptage. Pour d'autres SER, par exemple les éoliennes, des valeurs EROEI encore plus élevées sont observées, de 15 à 50, c'est-à-dire ici, la critique tombe bien au-delà de la réalité.
Il convient également de noter que l'indicateur EROEI lui-même, bien qu'utilisé par les scientifiques, est très imparfait. Dans sa «partie consommable», il y a une série infinie d'indicateurs décroissants qui ne peuvent pas être pris en compte, mais si cela est fait correctement (quelque chose comme la comptabilité «consommation d'énergie pour la construction de maisons dans laquelle les travailleurs qui ont construit une usine pour la production de machines pour la production de tranches de silicium pour l'énergie solaire panneaux »), nous nous retrouvons avec de faibles valeurs EROEI - et en effet, parce que toute l'énergie reçue par la civilisation est consommée, l'EROEI humain dans son ensemble est égal à environ 3 (l'efficacité inverse des moteurs thermiques). Ce chiffre apparaît si l'on se rend compte que dans le monde réel, il est impossible d'investir de l'énergie dans la production de nouvelles énergies sans toute la civilisation. En conséquence, les valeurs EROEI obtenues par calcul dépendent principalement des limites du calcul de la consommation d'énergie, qui sont déterminées plus ou moins arbitrairement par les chercheurs.
Capacité installée de l'énergie éolienne mondiale. Le KIUM mondial moyen de l'énergie éolienne s'élève à 26%.
Puissance installée des batteries photovoltaïques. Il est utile de rappeler que la puissance du photovoltaïque est indiquée pour des "conditions standard" (flux lumineux 1000 W / m ^ 2), et le KIUM réel est obtenu de 6 à 33% selon la région et la disponibilité des entraînements de panneaux solaires.W: «La production de panneaux solaires et de batteries est très respectueuse de l'environnement, mais comme ils sont fabriqués principalement en Chine, ils ferment les yeux»R: Je n'ai jamais vu au moins quelques chiffres confirmant cette affirmation, c'est compréhensible - il y a des dizaines de polluants qu'il est souhaitable d'exprimer en tant qu'indicateurs spécifiques (par exemple, sous la forme de «grammes / kWh calculés pour la durée de vie d'un panneau»), différentes options pour la production de panneaux / batteries.
Bien sûr, il existe des publications scientifiques dans lesquelles ce travail approfondi a été effectué, mais tout d'abord, il vaut la peine d'essayer d'évaluer vous-même certains points. À ce jour, les panneaux polycristallins au silicium ont presque complètement supplanté les technologies concurrentes (silicium monocristallin, silicium amorphe et panneaux CdTe et CIGS à couches minces), bien qu'en 2018 ils aient commencé à parler du retour du silicium monocristallin. Les SB en silicium polycristallin utilisent, en moyenne, 2 grammes de silicium pour chaque watt de puissance installée. En 2017,
environ 100 gigawatts de nouveaux panneaux ont été installés, ce qui correspond à la production de 200 mille tonnes de silicium raffiné. Dans le contexte de ~ 4 milliards de tonnes de ciment, 1,5 milliard de tonnes d'acier, 60 millions de tonnes d'aluminium ou 20 millions de tonnes de cuivre - non, même particulièrement sale, la production de silicium semi-conducteur peut conduire sa production aux leaders des anti-évaluations environnementales, simplement en raison d'un écart de milliers fois à l'échelle avec d'autres matériaux de base.
Pour les batteries lithium-ion, sorties en 2017 de l'ordre de 100 GW * h (drôle de coïncidence), la valeur caractéristique est de 5 grammes par watt * heure, soit Environ 500 000 tonnes de matériaux ont été utilisées.
Il existe
des calculs plus précis qui prennent en compte les émissions de métaux ou de CO2 de toutes les capacités combinées impliquées dans la production de panneaux solaires. Compte tenu du fait que ce travail a été effectué il y a plus de 10 ans, il peut être considéré comme une estimation d'en haut, ainsi qu'une étape historique amusante pour les concurrents du silicium polycristallin qui meurent aujourd'hui.
Une réserve importante ici, cependant. La science moderne préfère considérer "l'empreinte carbone" pratiquement irréparable, c'est-à-dire en fait, les coûts énergétiques de la production, et non le rejet de matières organiques toxiques ou de chrome dans les rivières, étant donné que ce dernier est un effet complètement amovible avec la conception appropriée des installations de traitement. Bien sûr, la Chine est célèbre pour sa production non respectueuse de l'environnement, et là, ce point peut ne pas être respecté. Néanmoins, les obstacles fondamentaux qui empêchent qu'une telle production à faible tonnage n'entraîne un effet environnemental négatif ne sont pas visibles.
En conséquence, il me semble que l'histoire de la terrible non-respect de l'environnement de la production de sources d'énergie solaire renouvelables et de batteries n'est qu'un transfert mécanique du stéréotype de la non-respect de l'environnement et de la nocivité de la production chimique en général. Dans le même temps, l'organisation moderne de ces industries est en mesure d'assurer en principe l'absence d'émissions polluantes.
Le taux de croissance annuel des différentes technologies énergétiques en 2014-2017. L'incroyable décollage de l'énergie solaire aujourd'hui ralentit progressivement, mais l'énergie éolienne offshore offshore s'accélère.U: «L'électricité renouvelable est devenue moins chère que le nucléaire / charbon / gaz»R: Si les mythes précédents ont été chaudement discutés principalement au cours des années précédentes, aujourd'hui (en 2017-2018) le plus discuté est le coût de l'électricité. On comprend pourquoi - alors que le coût principal de l'électricité renouvelable était plus élevé que la concurrence, le développement des énergies alternatives était principalement motivé par des facteurs intangibles - le souci de l'environnement, la progressivité, des choses qui ne peuvent pas être mesurées et, dans une certaine mesure, la non-volatilité des pays mettant en œuvre des énergies renouvelables. Cependant, comme le coût normalisé de l'électricité (LCOE) converge de différentes sources, il se produit que l'objectif de subventions aux énergies renouvelables a été atteint, puis cette technologie sera mise en œuvre sur des bases rationnelles.
Affichage graphique de statistiques sur le prix non subventionné de l'électricité pour de nombreux projets d'énergie renouvelable dans le monde en dynamique.
Cependant, la réalité ici est complexe et multiforme. Tout d'abord, il convient de rappeler que le coût des énergies renouvelables dans différentes parties de la planète est radicalement différent. La façon la plus simple d'illustrer cela est avec les centrales hydroélectriques traditionnelles (SER). Vous pouvez essentiellement creuser une rivière artificielle et bloquer sa centrale hydroélectrique dans un endroit pratique, ou construire de hauts murs de béton le long de la rivière pour rapprocher la cible hydroélectrique des consommateurs, mais il est clair que le prix de l'électricité avec de telles solutions sera complètement non compétitif. Il s'avère qu'il existe des points séparés où les centrales hydroélectriques sont beaucoup plus rentables que dans d'autres endroits.
De même, les «nouvelles» SER - il y a des régions du monde, disons la péninsule arabique, les déserts chiliens, les déserts du sud-ouest des États-Unis - dans lesquelles le panneau standard produit beaucoup plus (2 à 4 fois) d'électricité par an qu'en Allemagne ou au Japon.
Cela signifie que si dans les projets SES dans ces régions, le LCOE est déjà tombé à 25 $ ... 50 par MWh, ce prix ne peut être automatiquement projeté sur aucune région.
Les coûts de construction de centrales à énergies renouvelables sont également inégalement répartis. Ceci est défini comme la différence de valeur foncière, de rémunération du travail et de disponibilité de l'industrie de la construction pour les parcs éoliens ou les parcs éoliens ayant une vaste expérience.
En conséquence, le coût des énergies renouvelables pour divers projets dans différentes parties du globe est dispersé 20 fois pour le soleil et environ 10 fois pour le vent.
En conséquence, l'évaluation du coût des énergies renouvelables peut être formulée comme suit: dans certains domaines du LCOE, les énergies renouvelables sont devenues inférieures aux solutions traditionnelles et chaque année, à mesure que la technologie devient moins chère, ces territoires sont de plus en plus nombreux.
Cependant, le thème du coût des énergies renouvelables et, plus largement, de la compétitivité des énergies renouvelables, ne peut être considéré sans deux autres questions: le subventionnement des énergies renouvelables et leur variabilité comme source d'électricité.
U: «Les centrales électriques à énergie renouvelable sont entièrement subventionnées et, dans des conditions purement commerciales, non compétitives»R: Comme nous l'avons déjà expliqué ci-dessus, la compétitivité des sources d'énergie renouvelables est presque entièrement déterminée par l'emplacement d'une station particulière. Par conséquent, si, par exemple, la division mécanique du volume des subventions en production en kilowattheures - cela donnera au mieux une occasion de réflexion, et non un outil précis pour évaluer la compétitivité «pure» des sources d'énergie renouvelables.
Néanmoins, il sera utile pour comprendre l'ampleur de la distorsion sur les marchés de l'électricité. Pour cela, il convient de séparer les subventions au développement et à la recherche du soutien direct aux producteurs d'électricité. Le premier type de subventions n'est pas aussi important et plus ou moins uniforme dans différentes technologies énergétiques.
Statistiques des subventions pour le développement des technologies énergétiques dans les pays de l'OCDE - on peut voir qu'il y a 30 à 40 ans, l'atome était un favori inconditionnel.Le soutien direct varie également sous forme: budget budgétaire pour l'achat de sources d'énergie renouvelables en Chine et au Royaume-Uni, déductions fiscales aux États-Unis, une composante spéciale du prix de l'électricité distribuée entre les sources d'énergie renouvelables en Allemagne, mais il peut être réduit à un indicateur numérique facilement comparable - cents de subvention par kilowatt * heure de production de SER.
En 2015, par exemple, le soutien aux 4 plus grands «pays de l'énergie renouvelable» ressemblait à ceci: en Chine, 4 637,9 millions de dollars ont été alloués (1 184 pour le vent et 3 453,9 pour le soleil) pour produire 187,7 TWh d'électricité, en moyenne 2,4 cents par kWh, au Royaume-Uni - 4285 millions de dollars à 40,1 TWh, une moyenne de 10,7 cents par kWh, un peu plus de 2 milliards de dollars de crédits d'impôt ont été émis aux États-Unis (exclusivement sur le Sun ) avec la production de 115,7 TWh (principalement éolien), soit 1,6 centimes par kWh, en Allemagne, 8 821 millions de dollars ont été redistribués à 96,3 TWh, soit 10,91 cents par kWh
Il convient de noter que le pays le plus riche parmi les sources d'énergie renouvelable en plein développement - les États-Unis, dépense très peu d'argent pour les subventions directes aux sources d'énergie renouvelables, bien qu'il existe d'autres mécanismes - par exemple, en Californie, il existe des parts légalement établies d'énergie "verte" qui doivent être achetées par les réseaux auprès de producteurs.
Ces chiffres ont (malheureusement) une circonstance qui complique la compréhension. Par exemple, en Allemagne, les anciens projets qui bénéficient de subventions 5 à 10 fois supérieures à la moyenne arithmétique et qui ont reçu ce droit il y a 10 ans ou plus dominent les coûts de soutien (FIT est affecté à l'installation de production pour 20 ans).
En outre, en 2016-2017, il y a eu une réduction significative des tarifs de subvention des énergies renouvelables pour les pays importants, à savoir les chiffres de 2015 ne sont plus pertinents aujourd'hui (en Chine, le soutien a diminué de 2 fois, en Allemagne, ils sont passés aux enchères avec un prix d'exercice 2-3 fois inférieur à la FIT moyenne de 2015).
Cependant, comme dans la question précédente, l'essentiel est clair - le soutien varie considérablement d'un pays à l'autre. En Europe, les déséquilibres de prix entre les énergies renouvelables et les hydrocarbures peuvent atteindre 100% (la charge de la production de charbon avec des taxes sur les émissions de CO2 doit également être prise en compte), mais ils diminuent rapidement, en Chine et en Inde, cela représente environ 10 à 30% de soutien, aux USA dont on peut parler la parité du marché (bien qu'aux États-Unis, il ne soit plus possible de supprimer du compte les subventions au développement - ce sont plus que des aides directes).
En fait, la situation des subventions fait suite à l'expansion des zones de concurrence directe des sources d'énergie renouvelables en tant que sources d'électricité - plus leur taille est grande, plus les subventions sont faibles.
Dans la partie suivante, nous discuterons des problèmes de variabilité des SER et de leur échelle, du stockage de l'énergie, du coût de stockage et de diverses alternatives, de la gestion de la demande, des tendances et des perspectives des SER en général. À suivre.