Un plan pour décarboner l'économie mondiale

[Picdelamirand-oil]

Introduction

Ce plan est clairement fondée sur l'énergie nucléaire, il me faudra plusieurs posts pour exposer tous les arguments, mais la possibilité même de décarboner l'économie mondiale est discutable, je considère que c'est avec l'énergie nucléaire que les contraintes sont les moins fortes, et pourtant on va voir qu'il faudrait prendre des décisions vraiment difficiles à faire accepter, la retraite à 64 ans, à coté c'est rien. Donc on pourra examiner d'autre plans et discuter des mérites relatifs de ceux ci, mais l'exposé factuel d'un plan est un moyen de prendre conscience de l'effort à fournir.

Mon plan vise à ne pas trop diminuer le PIB Mondial car ce serait une contrainte difficile à accepter, et comme il y a une relation très nette entre le PIB mondial et la consommation mondiale d'énergie, et encore plus nette entre le PIB mondial et la consommation mondiale de pétrole qui est l'énergie qui permet la mobilité et donc les échanges de biens et de personnes, l'énergie nucléaire sera utilisée le plus possible car elle est décarbonée, y compris pour produire des combustibles de synthèse, bien que cette production ait un mauvais rendement énergétique.

En effet, en première approximation il faudra 5 kwh electrique pour produire 1 kwh de carburant qui ensuite produira la même énergie mécanique que 0,3 kwh électrique.... Ceci dit, sauf dans les bornes de recharge, 1 kwh électrique est beaucoup moins cher qu'un kwh de carburant et c'est normal car un kwh de carburant est un réservoir d'énergie beaucoup plus compact qu'un kwh électrique, ce qui explique qu'on l'utilise pour la mobilité.

[Picdelamirand-oil]

Prix du kwh nucléaire en France

J'ai utilisé Chat GPT pour déterminer ce prix, je vous reproduit les parties les plus intéressantes:

 

Quel est le coût de vente imposé par l'état à EDF, pour son électricité nucléaire historique ?

En France, l'Etat impose un tarif réglementé de vente (TRV) à EDF pour l'électricité nucléaire historique. Ce tarif est fixé par les pouvoirs publics et est destiné à couvrir les coûts de production de l'électricité nucléaire ainsi qu'à permettre à EDF de réaliser une marge bénéficiaire.

Le TRV est actuellement fixé à 42 euros/MWh pour l'électricité nucléaire produite par les centrales nucléaires d'EDF en France. Ce tarif est fixé pour une période de quatre ans et est révisé tous les ans pour prendre en compte l'inflation et les évolutions des coûts de production.

[...]

Mais l'état ne peut pas imposer la vente à perte à une entreprise privée, ce serait inconstitutionnel, donc ce prix doit tenir compte des coûts de construction, d'exploitation et de maintenance des centrales nucléaires, ainsi que les coûts de traitement des déchets nucléaires.

Vous avez tout à fait raison. En effet, l'Etat ne peut pas imposer la vente à perte à une entreprise privée, et le tarif réglementé de vente (TRV) imposé à EDF pour son électricité nucléaire historique tient compte des coûts de production de l'électricité nucléaire, y compris les coûts de construction, d'exploitation et de maintenance des centrales nucléaires, ainsi que les coûts de traitement des déchets nucléaires.

Le calcul du TRV est basé sur une méthode de coût complet qui prend en compte l'ensemble des coûts supportés par EDF

[...]

Quelle est la part du coût de distribution dans le coût de l'électricité d'origine nucléaire en France ?

[...]

En général, le coût de distribution représente une partie relativement faible du coût total de l'électricité nucléaire en France. En effet, selon les chiffres publiés par la Commission de régulation de l'énergie (CRE) pour l'année 2020, le coût de distribution de l'électricité représente environ 10% du tarif réglementé de vente (TRV) de l'électricité nucléaire.

[...]

Quel est le chiffre d'affaire de RTE ?

Selon les données publiées par RTE dans son rapport annuel 2020, le chiffre d'affaires de RTE s'élevait à 5,98 milliards d'euros en 2020, en hausse de 1,5% par rapport à l'année précédente. 

Quel a été la production en France d'EDF en 2020 ?

Selon les données publiées par EDF dans son rapport annuel 2020, la production d'électricité d'EDF en France s'est élevée à 385,9 térawattheures (TWh) en 2020. Cela représente une baisse de 3,3% par rapport à l'année précédente, principalement en raison d'une réduction de la production nucléaire.

En divisant le chiffre d'affaire de RTE par la production d'EDF (Que RTE distribue) je trouve un coût de distribution de 15,5 € le Mwh

[...]

Cependant, si l'on divise le chiffre d'affaires de RTE en 2020 (5,98 milliards d'euros) par la production d'électricité d'EDF en France en 2020 (385,9 TWh), on obtient un coût de distribution moyen d'environ 15,5 euros/MWh. Ce chiffre peut donner une indication du coût de transport de l'électricité nucléaire en France, mais il ne doit pas être considéré comme un chiffre précis pour tous les cas de figure, car il peut varier en fonction de nombreux paramètres.

Mais c'est bien plus que 10%, Par rapport au tarif réglementé de vente (TRV) de l'électricité nucléaire, cela représente 37 %, où est l'erreur?

Vous avez raison, je m'excuse pour la confusion. En divisant le chiffre d'affaires de RTE en 2020 (5,98 milliards d'euros) par la production d'électricité d'EDF en France en 2020 (385,9 TWh), on obtient un coût de transport moyen d'environ 15,5 euros/MWh, ce qui correspond à environ 37% du Tarif Réglementé de Vente (TRV) de l'électricité nucléaire en France en 2020.

Cela signifie que le coût de transport de l'électricité nucléaire représente une part importante du coût total de l'électricité nucléaire en France. 

[...]

Ma conclusion

J'ai supprimé tous les arguments hors sujet que Chatgpt rajoute quand il arrive à une conclusion qui contredit le sentiment général.

Moi j'arrive à la conclusion que si on a un plan de construction massif de centrales nucléaires du genre 4 ou 5 par an (avec le plan Mesmer, on est monté à 7) et si parmi ces centrales il y en a qui sont dédiées à la production de carburant de synthèse, ce qui évite les coûts de distribution, on peut arriver à un coût de l'électricité de 30 € le Mwh.

[Picdelamirand-oil]

A titre de vérification de mes chiffres j'ai fait un petit calcul de coin de table sur le coût acceptable d'un EPR:

• les coûts d'opération représente 22% du coût de l'électricité
• Il reste donc 23,4 € pour rembourser la centrale
• Un EPR doit produire 12,8 Twh par an pendant 40 ans ce qui fait des ventes de € 11,980 Milliards qui doivent rembourser l'investissement y compris les frais financiers, la déconstruction etc...
• Avec un plan de construction massif il est probable que les premiers seront un peu cher mais que le 100-ème permettra de se rattraper.

[herciv]

il y a 59 minutes, Picdelamirand-oil a dit :

Ma conclusion

J'ai supprimé tous les arguments hors sujet que Chatgpt rajoute quand il arrive à une conclusion qui contredit le sentiment général.

Moi j'arrive à la conclusion que si on a un plan de construction massif de centrales nucléaires du genre 4 ou 5 par an (avec le plan Mesmer, on est monté à 7) et si parmi ces centrales il y en a qui sont dédiées à la production de carburant de synthèse, ce qui évite les coûts de distribution, on peut arriver à un coût de l'électricité de 30 € le Mwh.

C'est un calcul que j'avais fait aussi il y a quelques années. J'avais comparée avec d'autres formes d'énergie comme l'éolien et le solaire ou le gaz et en prenant le temps de production en compte on arrivait à des coûts inférieurs pour le nuke par rapport aux autres énergie. Tu as d'ailleurs pris une hypothèse de durée de vie des EPR limitée à 40 ans. Tes résultats seront encore plus favorable si cette durée est de 80 ans, qui est plausible. 

[clem200]

Pour le moment c'est plutôt franco français et uniquement basé sur la production d'énergie du coup ^^

[Picdelamirand-oil]

Il y a 4 heures, clem200 a dit :

Pour le moment c'est plutôt franco français et uniquement basé sur la production d'énergie du coup ^^

Oui, il n'y a que la France qui a une expérience qui ressemble un peu à l'effort qu'il faudrait faire avec une durée conforme à l'urgence de la situation. Par exemple on verra que pour le monde il faudrait construire 4000 EPR ou leur équivalent et que la part de la France dans cet effort doit être de 100 EPR. Or on a l'expérience de la construction de 54 réacteurs en une vingtaine d'années, ce qui est proche du nouveau défi. Donc je donnerais des chiffres mondiaux, mais l'exemple de la France me servira beaucoup pour juger de la faisabilité, parce que des chiffres mondiaux, on n'est pas habitué, le monde est grand, cela veut dire qu'il y a beaucoup de projets qui peuvent être lancés en parallèle, même la Chine a une dimension à laquelle on est pas habitué: en Chine on construit une grosse centrale au charbon toute les semaines....

[Picdelamirand-oil]

Il y a 5 heures, herciv a dit :

 Tes résultats seront encore plus favorable si cette durée est de 80 ans, qui est plausible. 

Ca je le garde pour tous les imprévus et pour tout ce à quoi je n'ai pas pensé.

[herciv]

SI je me souviens bien mon hypothèse de durée de production annuelle en nuke était de 6000 heures par réacteur et indépendamment de la technologie.

Par contre je différentiais la prod éolienne offshore et la prod terrestre. 

Modifié le 19 mars 2023 par herciv

[Picdelamirand-oil]

Pour produire du carburant synthétique on utilise une installation du genre Fischer-Tropsch mais au lieu de commencer la réaction par l'équation classique :

(2n+1)H₂ + nCO ---> C_nH_2n+2 +nH₂O (équation 1)

On a plutôt :

(3n+1)H₂ + nCO₂ ---> C_nH_2n+2 +2nH₂O (équation 2)

Il est bien évident que pour que la réaction ait lieu il faut rajouter de l'énergie, mais c'est le but de l'exercice d'arriver à stocker de l'énergie nucléaire sous forme de carburant tout en évitant de rajouter du gaz carbonique dans l'atmosphère.

Normalement une installation de type Fischer-Tropsch qui traite naturellement l'équation (1) devrait pouvoir traiter l'équation (2) moyennant quelques réglages, ce fait semble démontré par une expérience pilote rapporté dans le document "Panorama des voies de valorisation du CO2"  de l'ADME § 2.1.4 de sa partie hydrogénation du CO2.

On pourrait aussi se ramener à l'équation 1 par les étapes suivantes:

Avec un catalyseur à l'oxyde de nickel on fait la Méthanisation classique :

CO₂ + 4H₂ ---> CH₄ +2H₂O (équation 3) (Procédé Sabatier)

Avec des catalyseurs courant comme le fer et le cobalt :

CH₄ + 1/2O₂ ----> 2H₂+CO (équation 4)

Réaction facile à mettre en œuvre car l'électrolyse de l'eau nous permet de disposer d'oxygène pur.

On peut ensuite mettre en œuvre l'équation 1 du procédé Fischer-Tropsch classique. 

Pour une tonne de CO₂ c'est-à-dire pour 273 kg de carbone, il faudra 45,5 kg d'hydrogène pour produire 318,5 kg de combustible et en plus 91 kg de H₂ pour éliminer l'oxygène du CO₂ le tout consommera 6675 kWh avec un procédé classique d'électrolyse. Mais le CEA Liten développe un électrolyseur à haute pression et haute température qui économise 30% d'énergie. 

« La technologie d'électrolyse du CEA qu'exploitera Genvia pour produire de l'hydrogène atteint 99% de rendement», se réjouit Julie Mougin du CEA-Liten

Il nous faudra donc 4675 kwh pour produire 319 kg de combustible, c'est à dire 400 l à partir d'une tonne de CO₂.

L'énergie nécessaire pour avoir une température de 150° en entrée de l'électrolyseur résulte de l'utilisation de la vapeur qui est à 7-800° en entrée de la turbine qui produit de l'électricité dans la centrale nucléaire et qui sort à 280° de cette turbine. De même l'énergie nécessaire pour que les réactions chimiques se produisent (et qui est thermique) est obtenue par cogénération et ne coûte rien en terme de consommation électrique.

Chatgpt me dit:

Citation

En général, la vapeur qui sort de la turbine d'une centrale nucléaire a une température d'environ 280°C et une pression d'environ 6,5 MPa. Cette vapeur est ensuite dirigée vers un échangeur de chaleur où elle est refroidie et condensée en eau liquide, qui est renvoyée vers le circuit de refroidissement pour être réutilisée dans le processus de production d'électricité.

 

Modifié le 19 mars 2023 par Picdelamirand-oil

[Picdelamirand-oil]

On voit que même si l'assertion "il faut 5 kwh d'énergie pour produire 1 kwh de carburant" est sans doute vraie, il s'agit de 5 kwh thermique et non pas électrique car les 400 l de carburant peuvent générer à peu près 4000 kwh d'énergie thermique qui se comparent aux 4675 kwh électrique que l'on a consommé pour leur production. L'énergie supplémentaire nécessaire vient de la cogénération qui est possible avec une centrale nucléaire car celle ci gaspille les 2/3 de la chaleur produite par la réaction nucléaire.

Par contre si on compare les énergies mécaniques que l'on peu extraire de ces valeurs on aura de grandes différences car on aura un rendement de 90 % avec l'énergie électrique et de seulement 30 % avec le carburant soit 4207 kwh mécanique et 1200 kwh mécanique, on perd donc 71,5 % de l'énergie mécanique que l'électricité pourrait générer.

 

[Benoitleg]

Il y a 5 heures, Picdelamirand-oil a dit :

Oui, il n'y a que la France qui a une expérience qui ressemble un peu à l'effort qu'il faudrait faire avec une durée conforme à l'urgence de la situation. Par exemple on verra que pour le monde il faudrait construire 4000 EPR ou leur équivalent et que la part de la France dans cet effort doit être de 100 EPR. Or on a l'expérience de la construction de 54 réacteurs en une vingtaine d'années, ce qui est proche du nouveau défi. Donc je donnerais des chiffres mondiaux, mais l'exemple de la France me servira beaucoup pour juger de la faisabilité, parce que des chiffres mondiaux, on n'est pas habitué, le monde est grand, cela veut dire qu'il y a beaucoup de projets qui peuvent être lancés en parallèle, même la Chine a une dimension à laquelle on est pas habitué: en Chine on construit une grosse centrale au charbon toute les semaines....

Il faudra assurer pour la fiabilité. Le parc actuel de centrales nucléaires (plus de 450) a donné lieu à deux accidents graves et avec 4000 centrales, on peut supposer 17/18 événements comparables sur cette base. Quant on voit l’effet de deux accidents sur l’opinion, 15… La fiabilité devra vraiment être au rendez-vous.

Modifié le 19 mars 2023 par Benoitleg

[Picdelamirand-oil]

il y a 18 minutes, Benoitleg a dit :

Il faudra assurer pour la fiabilité. Le parc actuel de centrales nucléaires (plus de 450) a donné lieu à deux accidents graves et avec 4000 centrales, on peut supposer 15 événements comparables sur cette base. Quant on voit l’effet de deux accidents sur l’opinion, 15… La fiabilité devra vraiment être au rendez-vous.

Je suis entièrement d'accord il faut au minimum augmenter la sécurité d'un facteur de 10 et plutôt 30. On peut améliorer la conception des centrales de ce point de vue, et les procédures d'exploitation ainsi que l'entraînement des opérateurs. Je crois que c'est déjà engagé avec l'EPR pour la conception, mais on peut certainement faire encore mieux. pour les procédures chaque accident nous a permis de nous améliorer mais il faut lutter contre la perte de compétence. Tout cela est coûteux mais il ne faut pas lésiner. De toute façon le coût de mon plan est important, mais bien moins que le coût de ne rien faire.

Modifié le 19 mars 2023 par Picdelamirand-oil

[g4lly]

24 minutes ago, Benoitleg said:

Il faudra assurer pour la fiabilité. Le parc actuel de centrales nucléaires (plus de 450) a donné lieu à deux accidents graves et avec 4000 centrales, on peut supposer 17/18 événements comparables sur cette base. Quant on voit l’effet de deux accidents sur l’opinion, 15… La fiabilité devra vraiment être au rendez-vous.

Quand l'opinion ne pourra plus payer sa facture d'énergie même en claquant un mois de salaire elle va vite arrêter de faire sa danseuse l'opinion...

[Picdelamirand-oil]

Alors maintenant je vais essayer de suivre ce que j'avais préconisé ici:

http://www.air-defense.net/forum/topic/7775-economie-et-climat-co2-or-not-co2/?do=findComment&comment=1210020

Je mets ce post pour pouvoir le retrouver facilement dans les prochains jours quand j'en aurai besoin. 

Et puis je stocke aussi un document sur le captage du CO2

Captage et stockage du gaz carbonique (CSC) Bernard Durand

Modifié le 20 mars 2023 par Picdelamirand-oil

[Shorr kan]

Il y a 3 heures, Picdelamirand-oil a dit :

Pour produire du carburant synthétique on utilise une installation du genre Fischer-Tropsch mais au lieu de commencer la réaction par l'équation classique :

(2n+1)H₂ + nCO ---> C_nH_2n+2 +nH₂O (équation 1)

On a plutôt :

(3n+1)H₂ + nCO₂ ---> C_nH_2n+2 +2nH₂O (équation 2)

Il est bien évident que pour que la réaction ait lieu il faut rajouter de l'énergie, mais c'est le but de l'exercice d'arriver à stocker de l'énergie nucléaire sous forme de carburant tout en évitant de rajouter du gaz carbonique dans l'atmosphère.

Normalement une installation de type Fischer-Tropsch qui traite naturellement l'équation (1) devrait pouvoir traiter l'équation (2) moyennant quelques réglages, ce fait semble démontré par une expérience pilote rapporté dans le document "Panorama des voies de valorisation du CO2"  de l'ADME § 2.1.4 de sa partie hydrogénation du CO2.

On pourrait aussi se ramener à l'équation 1 par les étapes suivantes:

Avec un catalyseur à l'oxyde de nickel on fait la Méthanisation classique :

CO₂ + 4H₂ ---> CH₄ +2H₂O (équation 3) (Procédé Sabatier)

Avec des catalyseurs courant comme le fer et le cobalt :

CH₄ + 1/2O₂ ----> 2H₂+CO (équation 4)

Réaction facile à mettre en œuvre car l'électrolyse de l'eau nous permet de disposer d'oxygène pur.

On peut ensuite mettre en œuvre l'équation 1 du procédé Fischer-Tropsch classique. 

Pour une tonne de CO₂ c'est-à-dire pour 273 kg de carbone, il faudra 45,5 kg d'hydrogène pour produire 318,5 kg de combustible et en plus 91 kg de H₂ pour éliminer l'oxygène du CO₂ le tout consommera 6675 kWh avec un procédé classique d'électrolyse. Mais le CEA Liten développe un électrolyseur à haute pression et haute température qui économise 30% d'énergie. 

« La technologie d'électrolyse du CEA qu'exploitera Genvia pour produire de l'hydrogène atteint 99% de rendement», se réjouit Julie Mougin du CEA-Liten

Il nous faudra donc 4675 kwh pour produire 319 kg de combustible, c'est à dire 400 l à partir d'une tonne de CO₂.

L'énergie nécessaire pour avoir une température de 150° en entrée de l'électrolyseur résulte de l'utilisation de la vapeur qui est à 7-800° en entrée de la turbine qui produit de l'électricité dans la centrale nucléaire et qui sort à 280° de cette turbine. De même l'énergie nécessaire pour que les réactions chimiques se produisent (et qui est thermique) est obtenue par cogénération et ne coûte rien en terme de consommation électrique.

Chatgpt me dit:

 

 

Tu as prospecté du coté des hydrures métalliques ?

[Picdelamirand-oil]

Il y a 9 heures, Shorr kan a dit :

 

Tu as prospecté du coté des hydrures métalliques ?

Non j'avais pas regardé, j'ai regardé rapidement, je ne suis pas convaincu: ça peut marcher un jour, mais pour le moment ça me semble trop expérimental.

J'ai examiné l'idée d'avoir un processus relativement simple dans un véhicule complété par un processus plus complexe dans l'industrie qui ferme le cycle. Pour moi ça ressemble à l'utilisation des hydrures métalliques et le cycle Iode-Soufre qui est assez complexe du point de vue chimique m'avait séduit. Il semble avoir été prouvé du point de vue de la viabilité. Les réactions chimiques qui le caractérisent sont les suivantes :

(1) 9 I₂ + SO₂ + 16 H₂O→ (2HI + 10H₂O + 8I₂) + (H₂SO₄ + 4H₂O) -- [120°C]
(2) 2 HI → H₂ + I₂ -- [220-330°C]
(3) H₂SO₄ → SO₂ + H₂O + ½ O₂ -- [850°C]

La réaction (2) qui est légèrement endothermique pourrait être réalisée dans un véhicule. Il suffirait de chauffer l’hydrure d’iode jusqu’à la température requise pour produire l’hydrogène nécessaire à la propulsion. On récupèrerait alors le di-iode (I2) pour le recycler.

La faisabilité industrielle semble avoir été prouvée par le japon qui a construit une unité pilote sur ce principe [H. Nakajima, K. Ikenoya, K. Onuki et al. – “Closed-Cycle Continuous Hydrogen Production Test by Thermochemical S_I Process”, Kagaku Kogaku Ronbunshu, 24 (1998) 352 (en Japonais)].

Ce procédé ne nécessite pas d'électrolyse et donc évite les pertes dues au passage de la chaleur à l’électricité. C’est un des procédés qui serait compatible avec l’utilisation directe de la chaleur d’un réacteur nucléaire. Il peut aussi utiliser la chaleur d’un four solaire.

 

Modifié le 20 mars 2023 par Picdelamirand-oil

[Picdelamirand-oil]

Alors maintenant je vais exploiter le tableau que j'ai posté ici:

http://www.air-defense.net/forum/topic/11521-avenir-du-nucléaire-civil-en-france-et-dans-le-monde/?do=findComment&comment=1616940

L'idée est de faire la somme des carburants liquides dont on a besoin, de faire la somme des émissions de gaz carbonique rejetées par les installations industrielles et de les utiliser en priorité pour produire des carburants de synthèse. Les installations industrielles rejettent du gaz carbonique plus concentré que celui qui est dans l'air donc c'est plus intéressant de le récupérer, mais il faut voir si on couvre les besoins en carburant et quel est le volume de gaz carbonique que l'on peut éviter de rejeter.

D'abord le total de toutes les émission de CO₂ est de 51300 Mt soit 51,3 Gt. Ce que l'on peut éviter c'est 10 Gt en remplaçant l'électricité d'origine fossile par de l'électricité nucléaire et 13,5 Gt de CO₂ de récupération, soit 23,5 Gt au total.

Les besoins en carburants sont de 3580 G l de carburants.

Comme 1 t de gaz carbonique permet de produire 400 l de carburant 13,5 Gt  permettent de produire 5400 Gl de carburant et on a donc presque 2000 G l excédentaire. Cela signifie qu'il faudra faire du stockage profond pour une partie du CO₂ récupéré !

Il y a bien une incidence sur le CO2 rejeté dans l'atmosphère car on laisse en terre du pétrole naturel qui aurait été consommé si on avait pas produit du carburant de synthèse.

Il faut 4675 kwh pour produire 400l de carburant donc pour 3580 G l il faut 41841,250 Twh et comme un EPR produit 12,8 Twh par an il en faut 3269. Pour remplacer l'électricité d'origine fossile il faut produire 17000 Twh soit 1328 EPR. Le total nous fait donc 4600 EPR.

Modifié le 20 mars 2023 par Picdelamirand-oil

[Picdelamirand-oil]

Si on se contente de construire des centrales nucléaires pour remplacer l'électricité d'origine fossile et qu'on arrive à  limiter les autres émissions au niveau actuel on a un graphique des émissions qui ressemble à ceci:

Avec une résultante pour le taux de CO2 dans l'atmosphère qui devient ceci:

Tandis que si on construit aussi les centrales qui permettent de produire des carburants de synthèse et qu'on arrive à  limiter les autres émissions au niveau actuel on a un graphique des émissions qui ressemble à ceci:

Avec une résultante pour le taux de CO2 dans l'atmosphère qui devient ceci:

Bon ce n'est pas l'idéal, mais cela laisse un peu de temps pour trouver des améliorations.

 

Modifié le 20 mars 2023 par Picdelamirand-oil

[Picdelamirand-oil]

Ceci dit toutes ces centrales sont financées:

• Celles qui remplacent l'électricité d'origine fossile sont financées par la vente de l'électricité
• Celles qui permettent de produire du carburant de synthèse sont financées par la vente du carburant

Prix du carburant de synthèse

Il faut 4675 kwh pour produire 400l de carburant et on a vu que des centrales dédiées permettent d'avoir un coût du Mwh de 30€, l'électricité contenue dans un baril de carburant synthétique vaut donc 55,75 €, il faut rajouter la construction de l'usine spécifique et son opération, mais on n'a pas besoin de raffinage, on voit donc qu'on va arriver à un prix raisonnable et qu'on pourra même le taxer comme le carburant naturel.

Le gaz carbonique à un prix du fait du coût de son captage et de son transport, mais il est négligeable comparé au coût de l'hydrogène qui a été pris en compte.

Le problème c'est l'acceptabilité sociale de toutes ces centrales. D'où l'importance d'améliorer la sécurité.

Modifié le 20 mars 2023 par Picdelamirand-oil

[g4lly]

Interdiction d’installation de chaudière gaz neuve pour bientôt.

https://www.senat.fr/questions/base/2023/qSEQ230305770.html

[Shorr kan]

Il y a 5 heures, Picdelamirand-oil a dit :

Alors maintenant je vais exploiter le tableau que j'ai posté ici:

http://www.air-defense.net/forum/topic/11521-avenir-du-nucléaire-civil-en-france-et-dans-le-monde/?do=findComment&comment=1616940

L'idée est de faire la somme des carburants liquides dont on a besoin, de faire la somme des émissions de gaz carbonique rejetées par les installations industrielles et de les utiliser en priorité pour produire des carburants de synthèse. Les installations industrielles rejettent du gaz carbonique plus concentré que celui qui est dans l'air donc c'est plus intéressant de le récupérer, mais il faut voir si on couvre les besoins en carburant et quel est le volume de gaz carbonique que l'on peut éviter de rejeter.

D'abord le total de toutes les émission de CO₂ est de 51300 Mt soit 51,3 Gt. Ce que l'on peut éviter c'est 10 Gt en remplaçant l'électricité d'origine fossile par de l'électricité nucléaire et 13,5 Gt de CO₂ de récupération, soit 23,5 Gt au total.

Les besoins en carburants sont de 3580 G l de carburants.

Comme 1 t de gaz carbonique permet de produire 400 l de carburant 13,5 Gt  permettent de produire 5400 Gl de carburant et on a donc presque 2000 G l excédentaire. Cela signifie qu'il faudra faire du stockage profond pour une partie du CO₂ récupéré !

Il y a bien une incidence sur le CO2 rejeté dans l'atmosphère car on laisse en terre du pétrole naturel qui aurait été consommé si on avait pas produit du carburant de synthèse.

Il faut 4675 kwh pour produire 400l de carburant donc pour 3580 G l il faut 41841,250 Twh et comme un EPR produit 12,8 Twh par an il en faut 3269. Pour remplacer l'électricité d'origine fossile il faut produire 17000 Twh soit 1328 EPR. Le total nous fait donc 4600 EPR.

Je me souviens avoir fait ce genre de calcul d'ordres de grandeurs avec du nucléaire et des renouvelables, mais juste pour les Etats-Unis. 

à la fin, face à l'ampleur de la tache, je me suis mis à pleurer....

[Picdelamirand-oil]

Alors la bonne nouvelle c'est qu'on a retiré 10 Gt de CO2 correspondant à l'électricité fossile, et les 2/3 des 13,5 Gt que l'on pouvait retirer en équipant l'industrie de système de captage du CO2 il reste le dernier tiers qu'on peut capter mais qu'on n'a pas utilisé parce que le besoin en carburant de synthèse ne le justifiait pas. Or notre plan s'arrête vers 2062 et on peut penser que d'ici là on aura pris conscience qu'il faut retirer aussi ce dernier tiers soit en l'enfouissant dans des structures profondes soit en modifiant les procédés pour qu'ils émettent moins de CO2 (par exemple en utilisant de l'hydrogène). Je ne fais pas d'hypothèse à si long terme mais on pourrait voir ce que cela donnerait:

Pour les émissions

Et pour le CO2 dans l'atmosphère:

Voilà, ça prolonge le plan jusqu'à 2070 et c'est encore un peu mieux.

[Picdelamirand-oil]

Il y a quand même un problème qui est la disponibilité des ressources. En effet tant que l'on reste à 400 centrales nucléaires dans le monde, le problème des ressources était lointain, mais avec 4600 centrales, ça vaut la peine de regarder.

Les scénarios de référence pour la consommation mondiale de l’énergie prévoient de l’ordre de 16,5 GTEP en 2030, cela va permettre des comparaisons avec les réserves connues des différentes sources d'énergie.

La plupart des chiffres sont issus du "BP Statistical Review of World Energy June 2011", ils sont donc plutôt inférieurs aujourd'hui car la consommation a été supérieure aux découvertes.

Sources                                 Réserves en Gtep

• Uranium en réacteur à eau                           80
• Gaz                                                                168,4
• Pétrole                                                           169
• Lignite et sub-bitumeux                               290
• Charbon                                                         257
• Schistes bitumineux

+ sables asphaltiques                                ≈ 500

• Hydrates de méthane                               > 1000
• Uranium en réacteur surgénérateur          11200
• Thorium en réacteur surgénérateur          33600
• Thorium et

uranium faible teneur              Plus de 40000000

• Deutérium eau de mer                  407588000000

On voit que l'énergie accessible via l'uranium 235 est de l'ordre de la moitié de celle du pétrole qui restait en 2011. On peut se dire que c'est toujours  ça de pris, mais non, cela fait peu car je rappelle qu'on utilise de l'électricité qui est une énergie qui permet de bons rendements pour faire du carburent qui est une énergie qu'on utilisera avec un rendement de 30% et qu'on perd au passage 71,5% de l'énergie du minerais et donc les 80 GTep ne représente plus que 22,8 GTep !

Pour que le plan soit viable il faut assez vite passer au surgénérateur. Et pas n'importe comment.

Utilisé dans des surgénérateurs l'énergie disponible est multiplié par 140. Si on utilise le thorium également dans les surgénérateurs on multiplie encore par 4 l'énergie disponible (3 pour le thorium et 1 pour l'uranium) ce qui fait 280 fois 22,8 Gtep soit 6384 Gtep.

Mais il est bien évident que si on utilisait des surgénérateurs il deviendrait rentable de traiter des minerais plus pauvres que 1kg par tonne. Par exemple si on se limitait à 50g par tonne, l'équivalent énergétique d'une tonne d'un tel minerais serait encore de 150t de charbon ou de 650 barils de pétrole (contre 20t de charbon pour l'uranium 235 contenu dans du minerais à 1kg par tonne). Cette considération multiplierait par un facteur de l'ordre de 1000 la quantité de combustible nucléaire disponible du fait de l'exploitation, rendue possible, de minerais plus pauvres.

Par comparaison pour la fusion le deutérium contenu dans un mètre cube d'eau est équivalent à 433 t de charbon ou 1870 Barils de pétrole et le volume des océans est de 1,37 10⁹ Km³.

Donc si on passe au surgénérateur on respire un peu, mais ça ne suffit pas, il faut le faire bien, parce que pour démarrer un surgénérateur il faut un inventaire de matière fissible et donc une stratégie de déploiement qui combine des EPR, des surgénérateurs et des Réacteurs à Sels Fondus (RSF) qui utilisent le cycle Thorium 232/Uranium 233. En conclusion le problème de la quantité d’énergie nucléaire disponible n’est pas un problème trivial, mais n’est pas non plus sans solutions.

[Deres]

Si on passait a 4600 reacteur tu pourrais probablement appliquer la logique de modularite et de serie des SMR sur des reacteurs de taille conventionelle de facon a faire diminuer drastiquement le prix.

[Picdelamirand-oil]

Il y a 13 heures, Deres a dit :

Si on passait a 4600 réacteur tu pourrais probablement appliquer la logique de modularité et de série des SMR sur des réacteurs de taille conventionnelle de façon a faire diminuer drastiquement le prix.

Oui mais c'est des "équivalent EPR" le marché sera partagé par plusieurs types y compris des SMR, et des surgénérateurs de toutes tailles, ceci dit il y a de quoi faire ce que tu dis.