Épreuve collaborative

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1 Épreuve collaborative Épreuve collaborative 1. Faire une présentation de quelqu idé fort relativ au mix énergétique (ou bouquet énergétique). (Exposé de 5 minut maximum) 2. Faut-il encore brûler le charbon? A l aide de vos connaissanc et d documents : analyser de façon très synthétique l avantag et inconvénients d'une utilisation thermique du charbon ; répondre à cette qution : pourriez-vous envisager, à l horizon 2030, d utiliser un véhicule dont l sence serait produite intégralement à partir de charbon? La réponse à cette problématique s appuiera sur d comparaisons économiqu et environnemental chiffré entre l 2 mod de production d sence à partir du pétrole d une part et du charbon d autre part. Ol ym pi ad n ati on al d e l a ch i m i e

2 Document 1 L sourc d énergie Figure 2 L boins accrus de charbon cokéfiable par la sidérurgie japonaise, l craint de pénurie pétrolière avivé par l chocs de prix (1973 et 1979) ont signé le retour à une croissance plus soutenue de la production et l arrêt de la tendance au déclin de la part du charbon dans la consommation énergétique mondiale. Consommation d énergi primair (en millions de tep) de 1965 à 2010 BP Statistical Review of World Energy 2012 Au cours de cette période, le centre de gravité de l économie charbonnière s t déplacé de l Europe et de l Amérique du Nord vers l Asie, désormais en tête de la production et de la consommation mondiale de charbon. Face au dynamisme d économi asiatiqu émergent, la demande mondiale de charbon s t accrue de 56 % entre 2000 et 2010 et le charbon représente maintenant 28 % du bilan énergétique mondial. Comme dans l pays plus industrialisés cependant, la tendance y t à la concentration d utilisations dans l deux grands débouchés du charbon : la production d électricité et son utilisation en tant que matière première pour la sidérurgie Combustibl solid-charbon (Techniqu de l ingénieur) Figure 1 Réserv de combustibl fossil Ol ym pi ad n ati on al d e l a ch i m i e Figure 3

3 Document 2 Évaluation d coûts d différent sourc d énergie Figure 4 Prix comparés d combustibl livrés en Europe Fossil-fuels import and CO2 pric by scenario (International Energy Agency 2010) Scénario : 1 : en tenant compte d plans nationaux de réduction de l utilisation de carburants fossil et d émanation de gaz à effet de serre Scénario 2 : sans modification de l utilisation d carburants fossil et d émissions de gaz à effet de serre Scénario 3 : limitation d émissions de gaz à effet de serre à 450 ppm et de l augmentation de température à 2 C Tableau 1 Figure 5 1,25 US$ = 1 euro 1 bbl = 1 baril = 159 litr Tableau 2 Coûts de production d carburants en centim d euro par litre L prix et l coûts d sourc d énergie- J-M Martin-Amouroux Ol ym pi ad n ati on al d e l a ch i m i e Coûts de production prévus en 2030 D après base de donné Techpol

4 Document 3 D carburants liquid propr à partir du charbon ou du gaz? Global Chance 01/2009 et Dès 1920 Hans Fischer et Franz Tropsch (prix Nobel 1932) ont réussi à produire du gaz de synthèse par vaporeformage. Le gaz de synthèse, produit du vaporéformage, t un mélange de H2 et CO. Il t transformé par synthèse catalytique (catalyseurs : fer, cobalt ou nickel) à haute température en hydrocarbur complex dont on extrait d carburants automobil. Cette voie d obtention de carburant dite «indirecte» (dans la mure où elle passe par la fabrication de gaz de synthèse CO + H2) n t pas la seule possible. Il existe d autr voi direct ou indirect d obtention de carburants liquid automobil à partir de charbon. En supposant que tout le dihydrogène nécsaire t produit à partir du charbon, le rendement en produit liquide pour l filièr CTL (Coal To Liquid) t de l ordre de 3 barils de produit liquide/tonne de charbon. L coûts de production d carburants synthétiqu varient énormément suivant l timations. Pour la filière CTL indirecte, il faut compter environ 60 US$/bbl. C t deux fois plus que pour la filière CTL directe. L détracteurs de la filière CTL dénoncent surtout son mauvais bilan carbone, s énorm boins en eau et l déchets qu elle génère. Pour l heure, il n existe aucune usine CTL avec équipement CSC (séqutration géologique du dioxyde de carbone), sauf d projets de démonstration, notamment en Chine. La viabilité commerciale de ce système rte à démontrer. Pour l environnement, la filière CTL présente aussi d avantag. On relèvera en particulier la qualité d hydrocarbur synthétiqu, nettement supérieure à celle d carburants classiqu. Leur indice cétane élevé améliore la combustion alors que leur faible teneur en soufre et en hydrocarbur aromatiqu réduit l émissions de particul et d oxyd d azote. C carburants répondent aux norm européenn d émissions l plus sévèr. Par ailleurs, produire d carburants synthétiqu à proximité d centr de consommation évite de devoir importer d carburants pétroliers de régions éloigné, avec l risqu et l coûts environnementaux qui en découlent. Ol ym pi ad n ati on al d e l a ch i m i e Figure 6

5 Document 4 consommée Émissions du puits à la roue (WtW : Well To-Wheel) d gaz à effet de serre (GES) corrpondant aux différents carburants en fonction de l énergie Étude EUCAR/JRC/CONCAWE, 200 Figure 7 Ol ym pi ad n ati on al d e l a ch i m i e

6 Document 5 Composition d une sence D après «l carburants et la combustion» de J-C Guibet Techniqu de l ingénieur Une sence t un mélange complexe, de masse volumique voisine de 0,75 kg.l-1, contenant environ 55 % d alcan, d hydrocarbur insaturés, et d autr composés (éthanol par exemple). Le nombre d atom de carbone d constituants t compris entre 4 et 10 et le rapport atomique du nombre d atom d hydrogène sur le nombre d atom de carbone d composés t de l ordre de 2. Figure 8 Mass molair atomiqu en g. mol-1 : H:1 C : 12 O : 16 Ol ym pi ad n ati on al d e l a ch i m i e Chromatogramme d une sence