PRESENTATION. ENERGIE ET VAE (Transition énergétique)

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1 PRESENTATION ENERGIE ET VAE (Transition énergétique) Septembre 2013 Son Ha GIANG Cette présentation est un recueil personnel de lecture sur les économies d'énergie. Les sources proviennent principalement des différents sites sur ce domaine comme l'ademe, Transition énergétique gouv, et livres dans ce domaine. N'étant pas spécialiste en énergie, les valeurs cités peuvent comporter quelques imprécisions.

2 Unités d'énergie Unité d'énergie, de travail, quantité de chaleur le Joule J (N.m) Unité de puissance le Watt W = joule par seconde J/s Multiples : kilo 10³; Mega 10⁶; Giga 10⁹; Tera 10¹² Le watt heure Wh=3600J ; kwh = 3600kJ= 3,6MJ Une calorie = 4,185J ; kcal= 4185J Tep : tonne équivalent pétrole = 11630kWh 1 puissance Cheval : 736W Voiture de 75ch=55kW 2

3 Quelques valeurs Un Joule J (N.m) : lever de 1m d'un poids de100g Une calorie : énergie pour augmenter d'un C d'1 gramme d'eau 1 kwh : 1 douche de 45litres d'eau chaude Un litre d'essence ; 10 kwh Une ampoule : 20W, télévision LCD :100W PC + écran:80 à 150W ; portable : 20W Informatique : 386kWh/an/foyer 3

4 Transition énergétique consommation finale d énergie mondiale par source d énergie en 2010 consommation finale d énergie de l union européenne par source d énergie en 2010 Autres ENR 4% 3% 13 % Biomasse et autres ENR Pétrole 90 Millions de barils/ jour 2012 Hydroélectricité 42 % 2% Hydroélectricité 3% 6% Gaz 19 % Charbon 17 % Source: d après AIE, 2012 Gaz 20 % 3% Transport 32 % Source: bilan de l énergie, 2011, SOeS 96 % du transport : pétrole 31,4 Millions de voitures Voitures : 50 % du transport Facture énergétique nationale, balance commerciale et prix du pétrole Euros Nucléaire 18 % 50 Énergies Fossiles 40 2% 2% Charbon 30 % 11 % 70 Électricité 22 % 3% Gaz Md 80 9% 1,7 Millions de barils/ jour 1,9 %part mondial Agriculture Source: d après Commission européenne, 2012 Énergies renouvelables et déchets 46 % 21 % Charbon consommation énergétique finale de la France par source d énergie en % Industrie (y compris sidérurgie) Nucléaire Nucléaire Résidentiel-tertiaire 40 % 10 % Pétrole Biomasse Produits pétroliers consommation énergétique finale de la France par secteur en 2011 Énergies renouvelables Source: bilan de l énergie, 2011, SOeS Déficit commercial (Md ) Facture énergétique (Md ) Cours du baril de Brent (en euros)

5 Transition énergétique 5

6 Quelques valeurs de consommation Un réfrigérateur : 150 à 350kWh/an Une lessive à 30 C:0,6kWh, 60 C : 1,2kWh ; 90 C : 2kWh 1 kwh : 30mn de repassage, 1 douche de 45l, ~10 à 30h de PC, 50h d'éclairage ampoule 20W, 10h de télé, 10l d'eau bouillante, 30mn de chauffe d'un four, chauffer 146m3 d'air de 0 C à 19 C Moto 125cm3 : 3 à 3,5l/100km Avion : 3 à 4 l/100km/passager Petite voiture : 5 à 6l/100km, électrique 15 à 20kWh/100 km VAE : consommation batterie 0,55kWh/100km (test personnel), 6 à 10cts HT selon abonnement électrique, global ~ 1kWh/100km 6

7 Quelques valeurs de production Un homme fournit en travail mécanique 100W ou ~150kWh/an mais consomme 500x plus 1 m² de panneau photovoltaïque : 160kWh/an (100Wc/m²) 1 m² de panneau solaire thermique : 300 à 500kWh/an (400 à 500W/m²) Une éolienne 1 à 3 MW à 20 % de charge fournit 1,75GWh/an à 5,25GWh/an Une centrale hydroélectrique 4,5 MW fournit 15,7GWh/an Une centrale thermique à flamme 120 à 750MW, 1,05TWh/an à 6,57TWh/an Un réacteur nucléaire 900 à 1300MW ; 7,88TWh/an à 11, 38TWh/an 7

8 Efficacité et rendement Vélo/ marche : 3 fois plus efficace Voiture : rendement 20 à 30 %, électrique 80 % Pompe à chaleur (PAC) : COP ( coefficient de performance) 3 à 4 Plaque induction/fonte consomme 2x moins Micro-ondes 2 à 3x moins que le four Vélo/voiture :~ 50 fois moins d'énergie Rendement des muscles : 10 à 25 % VAE : ~ 70 % (charge, décharge, moteur) 8

9 Comparaison VAE / vélo Avantages Inconvénients Franchissement de côtes pentues Investissement 3 à 4x plus élevé Evite d'arriver au travail en nage Coût batterie supplémentaire Vitesse moyenne +5 à +10km/h (moyenne Durée de vie de la batterie limitée 600 à 20km/h), réduit temps de trajet 800 charges Permet des trajets supérieurs à 10km Energie grise batterie même si recyclage à 95 % Réduit la respiration d'air (pollué) Permet la pratique du vélo aux personnes âgées Permet de faire des courses avec charges importantes Efficacité énergétique Conclusion:le VAE est une extension du vélo classique 9

10 Energie grise Temps de retour énergétique Taux de retour énergétique Késako? 10

11 Définitions Energie grise Temps de retour énergétique : L énergie grise est la quantité d'énergie nécessaire au cycle de vie d'un matériau ou d'un produit : la production, l'extraction, la transformation, la fabrication, le transport, la mise en œuvre, l'utilisation, l'entretien et à la fin le recyclage. la durée évalué en année nécessaire à un système pour produire autant d énergie qu il en a fallu pour sa fabrication Taux de retour énergétique TRE ou EROEI (Energy Returned On Energy Invested) : le ratio d'énergie utilisable acquise à partir d'une source donnée d'énergie, rapportée à la quantité d'énergie dépensée pour obtenir cette énergie ; Energie utilisable / Energie dépensée. 11

12 Quelques exemples Batterie lithium: Energie grise = 330 charges, durée de vie 600 à 800 charges, TRE : 1,8 à 2,4 Voiture : EG= à 50000km ou 1 à 2 x poids en essence du véhicule Panneau photovoltaïque : temps retour énergie 3 à 6 ans ; TRE 4à7 Panneau solaire thermique : temps retour énergétique 1 à 2 ans; TRE 15 à 30 Piles électriques : EG = 50 fois énergie stockée, TRE 1/50 Energie grise des viandes. 1Kg de : bœuf 70kWh ; porc 30kWh ; mouton 20kWh ; poulet 3kWh. 50 % des céréales et 90 % soja sert à nourrir les animaux d'élevage. 12

13 Quelques exemples de TRE Quand le TRE ou l'eroei d'une ressource est inférieur ou égal à 1, cette source d'énergie devient un "puits d'énergie", et ne peut plus être utilisée comme source d'énergie primaire. 13

14 Pourquoi économiser? 14

15 Projections ressources énergétiques Pic pétrolier estimé par des spécialistes, depuis 2000 en Europe 15

16 Projections ressources énergétiques Pic gazier estimé par des spécialistes, depuis 2004 en Europe 16

17 Projections ressources énergétiques Pic du charbon estimé par des spécialistes avec une hypothèse de 2000 Gtep 17

18 Et les énergies renouvelables alors? 18

19 Energies renouvelables Les ENR représentent 13 % de la totalité avec principalement l'hydroélectricité et le bois. 19

20 Energies renouvelables : stockage Stocker de l'énergie est difficile. Le stockage et la restitution engendre des pertes. L'intermittence du PV et de l'éolien nécessite d'avoir par exemple des centrales à gaz. Cet investissement supplémentaire réduit significativement le TRE et augmente le coût de production. 20

21 Il y a des tas de solutions Moteur à eau?. L'hydrogène (dans la molécule d'eau)? Solution cachée par les multinationales pétrolières? Energie libre? Fusion froide? Pas de problème, les ingénieurs vont forcément trouver une solution... 21

22 Solutions réalistes ou pas Fusion nucléaire ou le soleil en cage mais c'est pour quand? Dans 50 ans, 100 ans ou plus? Fission nucléaire au Thorium 22

23 En attendant les solutions miracles Transition énergétique fixée par le l'environnement avec un objectif en 2020 de grenelle de -20 % en énergie par 2 moyens : sobriété et efficacité. +23 % ENR (+10 % en 2012) Que pouvons-nous locales??? faire membres d'associations 23

24 Solutions efficaces et économiques dans le domaine du transport Domaine transport : le moyen le plus efficace est le vélo ~50 moins d'énergie que la voiture (pas affiché par l'ademe car négligeable, ~1 sur l'échelle), L'usure de l'infrastructure est aussi négligeable par rapport aux voitures et bus. 24

25 Solutions efficaces et économiques de transport Promouvoir le vélo (association PVS-MDB). Passer de la voiture au vélo est un des plus grands potentiels d'efficacité énergétiques. Rappel : transport 1/3 énergie, voitures : 50 % du transport. Les transports individuels les plus efficaces et économiques De 0 à 3 km : marche De 0 à 10 km : vélo De 0 à 20 km : vae De 0 à 40 km : mini scooter électrique En plus de l'efficacité, c'est «économique». Une petite voiture coûte 2000 à 3500 /an.(20 à 25 cts au km). Mais se passer de la voiture alors qu'on en a besoin de temps en temps, comment faire? Y-a-t-il une alternative??? 25

26 Solutions efficaces et économiques de transport C'est l'autopartage. Il y a 3 formes Location de particulier à particulier via sites internet Type station Autolib Société coopérative ou privée L'autopartage est une solution pour réduire le nombre de voiture. Il est complémentaire du vélo ou des transports en commun pour ceux qui n'ont pas les moyens de posséder personnellement une voiture (ou 2ième voiture). Socialement intéressant, coût en autopartage : ~300 à 1100 /an selon utilisation. Crée éventuellement des emplois locaux. Sur le plan énergétique, une voiture en autopartage remplace ~8 voitures. Economie énergie grise «estimée» à 4 voitures, 5 à 10 tep évitées ou à km ou ~33 à 66 ans de vélo.personne (base 3000km/an) 26 L'autopartage peut être un sujet associatif. Ex :

27 Autres solutions d'efficacité sur le transport Le télétravail à domicile ou bureau déporté. Même partiellement, cela reste intéressant au point de vue d'économie d'énergie. Voiture : pour la consommation sur autoroute, réduire la vitesse de 10 à 20 km/h. Par exemple, passer de 130km/h à 120km/h réduit la consommation de ~ 12 %. Adoptez une conduite souple et en anticipation, surveillez le régime moteur, roulez fenêtres fermées, vérifiez 27 le gonflage des pneus,...

28 Transport sur distances nationales A chacun de choisir. Sur le rejet de CO2, c'est le train qui en émet le moins. 28

29 Autres domaines hors technologies de chauffage Se chauffer à 17 C dans les chambres, 19 C pièces à vivre voire moins pour les plus courageux. -1 C réduit de 7 à 10 % la consommation d'énergie. Eviter les livraisons 24h Chrono lors des achats sur internet Acheter bio mais le plus local possible. Consommer produits de saison Acheter les produits avec le moins d'emballage possible (recharges) Ne pas boire de l'eau en bouteilles plastiques Eteindre les PC la nuit Renouvellement appareil avec étiquette énergie A à A+++. Bien essorer le linge en hiver si le séchage se fait à l'intéreur (chaleur latente de vaporisation 0,62kWh/l). Pas de sèche linge si possible Optimiser la taille des casserole pour la cuisson, mettre les couvercles pour réduire les pertes 29

30 Autres domaines hors technologies de chauffage Recycler la matière, garder le plus longtemps les appareils en les faisant réparer comme pour nos vélos (lutter contre l'obsolence programmée) Consommer moins, mais de qualité, + local possible 30

31 Autres domaines : nourriture Rappel EG:1Kg de bœuf 70kWh ; porc 30kWh ; mouton 20kWh ; poulet 3kWh 7kg céréales pour 1 kg bœuf, 4kg pour le porc, 2kg pour le poulet Manger moins de viande. 50 % des céréales et 90 % soja sert à nourrir les animaux d'élevage. 31

32 Chauffage Le résidentiel: 44 % de la consommation totale d'énergie Le chauffage + eau chaude : 78,5 % (35 % du total, représente la part la plus importante) 32

33 Chauffage Finalement, la part des renouvelables est faible 1 % de bois (+ une partie des 4 %urbain). 33

34 Technologies de chauffage Avant tout, à part moins se chauffer, c'est veiller à faire un diagnostic d'isolation et isoler si nécessaire VMC double flux dans les constructions nouvelles Puits dit «canadien» ou provençal Le bois est économique mais engendre une pollution atmosphérique 34

35 Technologies de chauffage La PAC est un chauffage thermodynamique. COP 3 à 4. Sujet possible : installation groupée pour réduire investissement. 35

36 Technologies de chauffage La micro-cogénération consiste à produire de la chaleur tout en fabricant un peu d'électricité. Par exemple, la micro-cogénérateur moteur Stirling a un rendement très élevé de 95 % (12 % électricité et le reste en chaleur de chauffage).la production d'électricité permet de compenser les pics de demande. Energie grise et investissement plus élevé (18k ). Retour invest : 11 ans. Crédit d'impôt 17 %. Combustible : bois ou gaz 36

37 Technologies de chauffage Le chauffage le plus écologique est le solaire thermique (400 à 500W/m²). Le potentiel est de 40 à 50 % sur eau chaude + chauffage. TRE= 1 à 2 ans ; retour investissement : 7 à 20 ans. Crédit d'impôt le plus élevé 32 %. Installation groupée pour réduire l'amortissement sujet 37 futur possible pour association.ex:

38 Merci pour votre participation 38