Attention Futur, les utopies ont la vie dure et....
- elles coûtent un pognon de dingue aux États, aux consommateurs et aux contribuables,
- elles rapportent un pognon de dingue à la filière EnRi et à toute la galaxie qui tourne autour.
- C'est un transfert d’argent public vers le secteur privé.
" La France soutient les énergies renouvelables par un dispositif légal et réglementaire qui favorise les énergies intermittentes. Ce système garantit à tout opérateur une rentabilité élevée et sans risque sur la durée de ses exploitations. Que la formule soit celle dite du « guichet ouvert » ou « d’appels d’offres », elle repose sur des prix garantis à long terme, sans restriction de quantité vendue, ce qui incite au développement prioritaire de l’éolien terrestre. Il en résulte un enrichissement massif et sans cause de quelques-uns, souvent situés à l’étranger, mais aux dépens du contribuable français et sans amélioration ni du service électrique, ni des performances climatiques. Dans la trajectoire de la PPE, programmation pluriannuelle de l’énergie, le coût cumulé de la filière éolienne française atteindrait 200 Mds€ d’ici 2050, dont au moins 50 Mds à la charge de RTE et d’Enedis, somme générant des profits en cascade pour les multiples acteurs de la filière mais à la charge des contribuables, sans apport à l’intérêt général et pénalisant la compétitivité de l’économie française. "
" En réalité, ces deux systèmes garantissent les opérateurs contre toute exposition au risque de marché. Le risque financier est pris en charge par la puissance publique, le contribuable, y compris dans les mécanismes dits d’appels d’offres. La rentabilité de la filière est donc, pour tout opérateur, assurée, sans risque, et certaine sur la durée de son cycle d’exploitation "
" Le vent et le soleil, c'est de la bombe, baby ! "
php
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Les batteries ne sauveront pas l'éolien et le solaire : la preuve par l'argent
Beaucoup de gens croient que les batteries peuvent régler le problème d'intermittence des énergies renouvelables. Mais les lois de la physique et de l'économie montrent que ce ne sera pas le cas, ni aujourd'hui, ni en 2050.
Une tribune publiée dans Le Point par 10 personnalités du monde de l'Énergie, dont des ex dirigeants d'EDF et de RTE, exhorte les dirigeants français à arrêter le déploiement d'énergies renouvelables subventionnées, énergies dont le caractère aléatoire rend l'intégration à la grille électrique extraordinairement coûteuse, comme le montre l'exemple de l'Allemagne. À cette charge féroce provenant de spécialistes aux compétences incontestables, certains répondent que le stockage par batterie —ou par d'autres technologies, hydroélectriques ou hydrogène, permettrait de lisser la production des ENRi et de résoudre ainsi le problème de leur intermittence.
Une tribune publiée dans Le Point par 10 personnalités du monde de l'Énergie, dont des ex dirigeants d'EDF et de RTE, exhorte les dirigeants français à arrêter le déploiement d'énergies renouvelables subventionnées, énergies dont le caractère aléatoire rend l'intégration à la grille électrique extraordinairement coûteuse, comme le montre l'exemple de l'Allemagne. À cette charge féroce provenant de spécialistes aux compétences incontestables, certains répondent que le stockage par batterie —ou par d'autres technologies, hydroélectriques ou hydrogène, permettrait de lisser la production des ENRi et de résoudre ainsi le problème de leur intermittence.
L'ampleur du problème
L'ex PDG d' Eskom, l'équivalent sud-Africain d'EDF, @jacob_maroga , poste sur X une vidéo, en anglais, dans laquelle divers experts américains évoquent cette éventualité comme une vue de l'esprit, " les batteries restant limitées à des équilibrages de charge de court terme et les centrales gaz restant encore pour longtemps indispensables à la compensation de l'intermittence ". Pour aller un peu plus loin que cette courte vidéo de vulgarisation, calculons un ordre de grandeur " à la grande louche " des coûts induits par le stockage de l'électricité produite de façon intermittente — éoliennes, solaire — via des stockages par batterie au niveau d'une grille électrique : en anglais, Gridscale Battery Electricity Storage System ou BESS. Le Dunkelflaute — ni vent, ni soleil — qui vient de toucher l'Allemagne a duré 12 jours, et c'est loin d'être le record pour ce pays, nous le verrons plus loin. L'Allemagne compte 41 millions de ménages. Que coûteraient, en l'état actuel de la technologie, des batteries capables de faire face à un tel événement ?
Exemple de ferme de batteries récente en Europe
Pour cela, basons nous sur une ferme de batteries récente en Angleterre, dont j'ai parlé
dans un récent thread.
L'usine de batteries de Pillswood, ouverte en 2023 en UK, a couté 86M€. Selon ses promoteurs, elle permet, une fois chargée, d'alimenter 300 000 foyers pendant 2 heures. Pour fixer les idées, en terme de quantité d'énergie que cette ferme de batteries, à droite, est capable de stocker, soit 196 MWh, voici la quantité équivalente en carburant — à gauche :
Pour cela, basons nous sur une ferme de batteries récente en Angleterre, dont j'ai parlé
dans un récent thread.
L'usine de batteries de Pillswood, ouverte en 2023 en UK, a couté 86M€. Selon ses promoteurs, elle permet, une fois chargée, d'alimenter 300 000 foyers pendant 2 heures. Pour fixer les idées, en terme de quantité d'énergie que cette ferme de batteries, à droite, est capable de stocker, soit 196 MWh, voici la quantité équivalente en carburant — à gauche :
Des densités énergétiques... très différentes !
Batteries : un coût d'investissement stratosphérique
L'Allemagne compte 41 millions de foyers, soit 136 fois plus que les 300 000 ménages alimentables par Pillswood. Le calcul de la durée du stockage long est un peu plus compliquée, car les périodes de Dunkelflaute ne sont pas 100% calmes. Il s'agit de périodes presque sans soleil et sans vent entrecoupées de trop brefs épisodes de vent et soleil moyens ne permettant qu'une recharge très partielle des batteries. Des chercheurs https://www.econstor.eu/bitstream/10419/236723/1/Ruhnau-and-Qvist-2021-Storage-requirements-in-a-100-renewable-electricity-system-EconStor.pdf ont remonté 35 ans d'archive météo allemande et ont déterminé que la pire période de Dunkelflaute avait duré 61 jours, avec quelques périodes de recharge partielle intermittentes, nécessitant au moins 18 jours de stockage pour combler les trous. Mais comme un stockage n'est jamais rempli à 100%, ni vidé à 100%, et que peut être, en remontant plus longtemps dans le temps, des Dunkelflaute encore plus longs auraient pu être détectés, 20 jours parait une estimation raisonnable du stockage nécessaire, soit 240 fois la durée de vie du déstockage de Pillswood. Mais évidemment, le déstockage doit alimenter non seulement les ménages, mais aussi tout le reste : industrie, tertiaire, agriculture, etc. En Allemagne, les ménages représentent 34% de la consommation, il faut donc multiplier par 3 le stockage pour alimenter toute l'économie. Une grille allemande 100% " intermittentes + batteries " nécessiterait donc 136 X 240 X 3 stockages comme ceux de Pillswood pour se garantir contre un Dunkelflaute record. Soit quasiment 98 000 fois. Pour être exact, l'hydroélectricité allemande — 11 GW installée — pourrait fournir 1/6 de la demande moyenne du pays en automne-hiver. Le potentiel hydroélectrique Allemand est bien exploité, donc ce pourcentage évoluera peu. Le chiffre ci dessus peut donc être diminué de 17%. Il ne faudrait donc " que " 82 000 Pillswood pour garantir l'Allemagne contre un dunkelflaute record. Soit un investissement de... 7 000 milliards d'Euros. Soit presque 2 fois le PIB annuel de l'Allemagne : ±4100 milliards en 2022.
Une charge insupportable par l'économie La durée de vie de ces batteries serait au mieux de 15 ans, selon le NREL américain, National Renewable Energy Laboratory, et la performance du système de batteries serait légèrement dégradée,même avec une maintenance régulière du parc. L'Allemagne devrait donc investir... 12% de son PIB chaque année pour stocker de l'électricité produite par ses éoliennes. Et pourtant, elle ne serait pas pour autant garantie contre un blackout, si les records météo du plus long Dunkelflaute devaient être battus. Et encore, ce chiffre est probablement sous-estimé. En 2024, au niveau mondial, les déploiements de batteries " Gridscale BESS " vont atteindre 42 GW de puissance et 108 GWh de stockage : source. 82 000 fois Pillswood représentent 16 TWh de stockage. Sur 15 ans, cela représente environ 1TWh/an, soit... 10 fois la production mondiale actuelle de BESS. Pour la seule Allemagne ! En admettant que la population exposée mondialement à ce modèle de fourniture d' électricité atteigne 1 Milliard d'habitants, soit seulement 12% de la population mondiale, mais aussi 12 fois l'Allemagne, c'est à une multiplication de la production par 120 que la filière BESS devrait parvenir. L'explosion de la demande induite sur les matériaux entrant la composition des batteries ferait nécessairement exploser les prix. Et historiquement, aucune supply chain d'aucun secteur n'a réussi un tel saut en volume dans un tel délai. Oh !, et j'ai oublié de signaler que contrairement à la France, où le chauffage électrique est répandu — 38% des logements, dont 8% PAC, celui ci ne représente que 8% des logements allemands, contre 75% de maisons encore chauffées aux énergies fossiles. Le remplacement de ces chauffages par des pompes à chaleur, que le gouvernement allemand appelle de ses vœux, augmenterait la demande d'électricité, et donc de stockage, dans une proportion que je ne calculerai pas ici, je crois que la démonstration de l' impossibilité économique d'un stockage batterie de longue durée à grande échelle, avec les technologies actuelles, est éloquente.
Une charge insupportable par l'économie La durée de vie de ces batteries serait au mieux de 15 ans, selon le NREL américain, National Renewable Energy Laboratory, et la performance du système de batteries serait légèrement dégradée,même avec une maintenance régulière du parc. L'Allemagne devrait donc investir... 12% de son PIB chaque année pour stocker de l'électricité produite par ses éoliennes. Et pourtant, elle ne serait pas pour autant garantie contre un blackout, si les records météo du plus long Dunkelflaute devaient être battus. Et encore, ce chiffre est probablement sous-estimé. En 2024, au niveau mondial, les déploiements de batteries " Gridscale BESS " vont atteindre 42 GW de puissance et 108 GWh de stockage : source. 82 000 fois Pillswood représentent 16 TWh de stockage. Sur 15 ans, cela représente environ 1TWh/an, soit... 10 fois la production mondiale actuelle de BESS. Pour la seule Allemagne ! En admettant que la population exposée mondialement à ce modèle de fourniture d' électricité atteigne 1 Milliard d'habitants, soit seulement 12% de la population mondiale, mais aussi 12 fois l'Allemagne, c'est à une multiplication de la production par 120 que la filière BESS devrait parvenir. L'explosion de la demande induite sur les matériaux entrant la composition des batteries ferait nécessairement exploser les prix. Et historiquement, aucune supply chain d'aucun secteur n'a réussi un tel saut en volume dans un tel délai. Oh !, et j'ai oublié de signaler que contrairement à la France, où le chauffage électrique est répandu — 38% des logements, dont 8% PAC, celui ci ne représente que 8% des logements allemands, contre 75% de maisons encore chauffées aux énergies fossiles. Le remplacement de ces chauffages par des pompes à chaleur, que le gouvernement allemand appelle de ses vœux, augmenterait la demande d'électricité, et donc de stockage, dans une proportion que je ne calculerai pas ici, je crois que la démonstration de l' impossibilité économique d'un stockage batterie de longue durée à grande échelle, avec les technologies actuelles, est éloquente.
" Oui, mais le coût des batteries va baisser ? "
La baisse des prix des batteries peut elle à terme les rendre envisageables ? Le NREL estime que la technologie devenant mature, les progrès vont se ralentir, et que le potentiel de baisse de prix entre 2023 et 2050 est compris entre un facteur 1,5 et 3 : source https://www.nrel.gov/docs/fy23osti/85332.pdf . En supposant, bien sûr, que la demande exponentielle de batteries ne fasse pas exploser le coût des matériaux qui les composent, ce qui parait peu vraisemblable. Mais admettons.
En supposant que l'hypothèse la plus optimiste se réalise, soyons fous, les 7 000 milliards à investir tous les 15 ans en Allemagne deviendraient entre 2 000 et 2 500 en 2050, soit " seulement " 150 milliards d'Euros annuels, à consommation électrique constante.
Pour le même prix, combien de réacteurs nucléaires ?
Aux prix actuels — 450 Mds/an, aujourd'hui, on peut construire entre 30 et 45 GW de réacteurs nucléaires, qui dureront 60 ans au moins, et dont le potentiel de réduction du prix futur en 2050 est également de l'ordre de X2 à X3 micro réacteurs, le ratio de coût entre nucléaire et batteries devrait donc rester à peu près constant. La demande de pointe record de l'Allemagne est de 83 GW : le 6/12/2021. Par conséquent, seules 2 à 3 années " d'investissement équivalent batteries " permettraient de satisfaire une demande 100% décarbonée pour 60 ans et plus.
Et rappelons qu'à l'investissement en batteries, il faut également ajouter le renouvellement des fermes électriques et solaires, dont les éléments ont une durée de vie utile de l'ordre de 20 ans seulement. Enfin, la dispersion géographique de la production éolienne implique un renforcement des lignes électriques bien supérieur à celui lié au remplacement de centrales fossiles par des centrales nucléaires obéissant à la même répartition spatiale sur le territoire. Bref, la seule prise en compte des batteries est loin d'intégrer tous les coûts systémiques d'une transition vers des énergies intermittentes.
Même si les coûts d'opération d'une centrale nucléaire sont supérieurs à ceux d'un parc éolien ou photovoltaïque, le bilan économique comparé de ces deux modes de production, une fois tous les coûts d'intégration à la grille pris en compte, est très nettement en faveur du nucléaire. Bonus, l'Allemagne a encore 4,2 GW de réacteurs arrêtés mais pas démantelés qui pourraient être relancés en 2028 si la décision de le faire était prise en 2025, à un prix bien moindre que des réacteurs neufs.
Et rappelons qu'à l'investissement en batteries, il faut également ajouter le renouvellement des fermes électriques et solaires, dont les éléments ont une durée de vie utile de l'ordre de 20 ans seulement. Enfin, la dispersion géographique de la production éolienne implique un renforcement des lignes électriques bien supérieur à celui lié au remplacement de centrales fossiles par des centrales nucléaires obéissant à la même répartition spatiale sur le territoire. Bref, la seule prise en compte des batteries est loin d'intégrer tous les coûts systémiques d'une transition vers des énergies intermittentes.
Même si les coûts d'opération d'une centrale nucléaire sont supérieurs à ceux d'un parc éolien ou photovoltaïque, le bilan économique comparé de ces deux modes de production, une fois tous les coûts d'intégration à la grille pris en compte, est très nettement en faveur du nucléaire. Bonus, l'Allemagne a encore 4,2 GW de réacteurs arrêtés mais pas démantelés qui pourraient être relancés en 2028 si la décision de le faire était prise en 2025, à un prix bien moindre que des réacteurs neufs.
" Oui mais de nouvelles technologies de batterie vont apparaître et vont changer la donne ? "
Je ne suis pas madame soleil, c'est le cas de le dire, mais ces technologies annoncées régulièrement à grand renfort de bruit médiatique, aujourd'hui, sont encore pleines d'inconnues, et les quelques alternatives étudiées pour des BESS — exemple ici, les batteries au Vanadium " Redox Flow ", VRFB : https://capital10x.com/battery-tech-report-lithium-ion-vs-vrfbs/ , opèreront au mieux dans les mêmes ordres de grandeur économiques. Bien sûr, une " invention miracle " peut survenir et changer complètement tous les ordres de grandeur ci dessus énoncés. Mais à ce stade, ladite invention miracle n'est pas encore survenue — en tout cas pas encore sortie d'un laboratoire vers les médias, et rappelons que même la plus brillante des inventions met plusieurs années pour passer du stade de la découverte à celui de l'industrialisation. On rappellera que la batterie Li-ion a été développée en labo de recherche en 1976, que sa première application industrielle dans des appareils de petite taille a attendu 1991, et sa première utilisation dans l'automobile au milieu des années 2000. Bref, aucune politique énergétique ne peut être conduite en pariant sur un tel " miracle " hautement spéculatif.
" Mais si les batteries sont aussi coûteuses, pourquoi en déploie-t-on ? "
Aujourd'hui, le principal " Back up " des éoliennes et panneaux solaires est fourni par des centrales au gaz, émettrices de GES. De plus, l'introduction d'énergies particulièrement capricieuses en termes de variation de puissance fournie — la puissance éolienne peut passer de 100% à presque zéro en 1 à 2 heures quand le vent s'arrête — rend le travail de ces centrales de backup compliqué. Aussi les batteries telles que celles de Pillswood servent elles principalement à répondre aux pics de demande du matin et du soir lorsqu'ils coïncident avec une baisse des ENRi. Elles font d'ores et déjà très bien ce travail, mais à un prix très supérieur à celui des centrales au gaz, sauf quand le prix du gaz connait un pic haussier à la suite d'un choc externe comme la guerre en Ukraine. Les fermes de BESS répondent donc à un prix tout à fait prohibitif, à des problématiques qui n'existeraient pas si on n'avait pas introduit d' ENRi dans nos grilles.
" Oui mais les STEP ? et l'Hydrogène ? "
Nous avons vu qu'un pays comme l'Allemagne avait déjà bien exploité son potentiel hydroélectrique, et il en va de même pour la France. Ajoutons que la création de barrages ou même de simples bassines n'y est guère populaire, et que la politique de l'Europe est plutôt à l'effacement de barrages pour restaurer la biodiversité des cours d'eau. En France, les exploitants d'hydroélectricité estiment que son potentiel peut être augmenté de 20%. Pas négligeable, mais loin des niveaux requis. Et même si les STEP coûtent nettement moins cher que les batteries, elles n'en sont pas moins d'une rentabilité plus que douteuse, comme l'exemple de l'île espagnole d' El Hierro, que j'ai développé dans deux anciens threads, [1], [2], l'a amplement démontré. Quant à l'hydrogène, le rendement de la chaine de conversion vent => production d'hydrogène => électricité est désastreux, autour de 25%. Les stockages calculés précédemment devraient être augmentés en conséquence — les universitaires allemands dont j'ai cité l'étude précédemment parlent de 36 TWh au lieu de 20, mais également le nombre d'éoliennes ou de panneaux capable d'alimenter ces stockages devrait être bien plus élevé. Enfin, l'hydrogène est un matériau difficile à stocker et à transporter à cause des risques de fuite et de corrosion, ce qui induit des coûts d'infrastructure tellement stratosphériques que personne n'a jugé utile d'en estimer le coût précis à grande échelle, tant ceux ci sont irréalistes.
Conclusion
Les chiffres sont formels : les batteries ne sont pas du tout envisageables ni aujourd'hui, ni en 2050, pour palier de longues périodes de paresse des vents et du soleil telles que nous venons d'en vivre fin octobre et début novembre. Et les autres technologies de stockage sont une vue de l'esprit à court et moyen terme. Voilà pourquoi les énergies renouvelables intermittentes, pour ne pas dire aléatoires ou chaotiques, auront donc besoin encore longtemps d'usines de production électrique au gaz pour assurer leur backup.
1. La centrale éolienne d' El Hierro et sa STEP, un projet idéal sur le papier, et au final
un ratage monumental
un ratage monumental
Pour approfondir :
Quelques vieux threads ou articles sur le sujet :
Cet article est l'œuvre de la
source indiquée. Les opinions qui y sont exprimées ne sont pas
nécessairement celles de Les vues imprenables et PHP.
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