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samedi 16 mai 2020

Intermittence et charbon

Évolution des capacités électriques installées en Europe


Où il apparaît que le backup de l’intermittence remplace un charbon par un autre

Jean Pierre Riou et Bernard Durand
Selon les statistiques  Enerdata, la consommation électrique européenne est relativement stable depuis une dizaine d’année, avec 1,7% d’écart entre notamment  3386 TWh en 2008 et 3396 TWh et 2017,.
Cette consommation a peu augmenté depuis 2000 où elle n’était que de 2952 TWh.

La stabilité des incontournables moyens pilotables
Entre 2000 et 2012, les capacités pilotables installées ont progressé de 13%, c'est-à-dire strictement dans la même proportion que cette évolution de la consommation.
Le tableau ci-dessous récapitule les données Eurostat sur l’évolution de ces capacités et montre que non seulement  le formidable développement des énergies intermittentes n’a pas permis la fermeture de la moindre capacité pilotable installée depuis 2000, mais s’est accompagné d’une augmentation de 53,6 GW de celle-ci.
Source https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php?title=File:Maximum_electrical_capacity,_EU-28,_2000-2017_(MW).png

Pour autant, depuis 2012, on assiste à une légère érosion de ces moyens pilotables, avec une réduction de 38,6 GW.
Cette érosion, pour faible qu’elle soit, a été dénoncée le 10 octobre 2018, par les 10 principaux électriciens européens en raison de la menace qu’elle fait peser sur la sécurité de l’alimentation électrique. Leur communiqué de presse mentionnait le risque de la fin de la solidarité européenne en cas de difficulté d’approvisionnement.
En effet, le gestionnaire du réseau européen ENTSO-E prévoyait, dans son Winter Outlook 2019/2020, que l’équilibre ne serait pas assuré en cas de période de froid rigoureux. Et montrait dans l’illustration de la situation que presque la moitié des pays membres (19 sur 43) risquerait alors de dépendre des importations au même moment, notamment en semaine 2 et 3 de janvier, où la France et l’Allemagne connaîtraient en même temps un déficit, importations comprises.

Le charbon caché de l’Union européenne
Cette érosion des moyens pilotables européens et l’augmentation de la part d’intermittence ont amené l’UE à renforcer la puissance de son réseau et développer notamment des interconnexions toujours plus lointaines pour évacuer ses surplus, mais aussi pour sécuriser son approvisionnement.

Le discret retour du charbon
Le système d’échange de quotas d’émissions de l’Union européenne (SEQU-UE) a pour objectif de favoriser la compétitivité des énergies non carbonées. Il concerne les 28 pays de l’UE plus Islande, Lichtenstein et Norvège.
Or l’UE renforce également ses interconnexions hors de ses frontières, vers des pays qui ne payent pas de taxe sur le carbone et où c’est le charbon le plus compétitif.
Selon le rapport Sandbag “Comment le charbon s’infiltre dans l’UE”, plus de 57 GW de centrales à charbon ont été récemment construites ou sont planifiées dans des pays connectés à l’Entsoe ou en passe de l’être, notamment 34 GW en Turquie. Une augmentation de 31% de ces capacités d’interconnexion est programmée avec des pays hors UE.
D’ici 2025, 5 nouveaux pays devraient être connectés à l’Entsoe : Égypte, Tunisie, Libye, Israël et Moldavie, aucun ne paye de taxe carbone.
Une taxe aux frontières semblerait nécessaire pour éviter d’inciter ces pays à produire plus de charbon pour alimenter l’UE, mais surtout, ces échanges doivent éclairer les maigres progrès de l’UE sur sa réduction de moyens pilotables, puisqu’elle se ménage ainsi une réserve de backup pour l’intermittence de sa production, tout en incitant ses voisins à construire de nouvelles centrales à charbon.

La fuite en avant
Dans le cadre de la coopération UE / Méditerranée l’Union européenne étudie une extension des interconnexions afin de permettre des échanges avec 15 voisins de l’UE, au Moyen Orient, Afrique du Nord et Balkans.
Les surplus indésirables des énergies intermittentes trouveront assurément d’autant plus de débouchés que leur valeur s’effondre jusque des taux négatifs dès que le vent souffle, ainsi que l’a dénoncé France Stratégie. Et l’U.E sécurisera, du même coup sa capacité à répondre aux besoins de sa consommation en feignant d’ignorer l’essor du charbon qu’elle suscitera.
La focalisation sur la quantité d’énergie renouvelable produite dans l’Union européenne, ou la part de celle-ci dans le mix électrique occultera assurément la simple délocalisation du problème.

L'excellent site Coal Tracker permet de visualiser un certain nombre de ces centrales à charbon actuellement en fonctionnement, en construction ou en projet.

La fragilisation
Cette mutualisation des problèmes laisse craindre une fuite en avant toujours plus lointaine vers des systèmes de moins en moins stables.
En effet, le système européen subit des déviations de fréquence auxquelles il doit remédier constamment, et qui sont provoquées par les réseaux serbe et kosovar, malgré les injonctions permanentes de l’Union Européenne et de l’Entsoe, qui menaçait déjà de sanctions en 2018 s’il apparaissait que tous les efforts n’étaient pas faits pour résoudre ce problème.
Après la chute de fréquence du réseau européen du 10 janvier 2020 qui a déclenché la procédure automatique de coupure d’alimentation des industriels « interruptibles » RTE a relevé parmi les causes cette déviation en provenance de la Serbie et du Kosovo.
 

Mise à jour du 16/09/2022

A la suite du Brexit, les statistiques européennes « Eurostat » n’ont plus inclus les données du Royaume-Uni dans celles de l’Union européenne. Elles précisent ne plus diffuser de nouvelles données pour le Royaume-Uni, ni par le biais de sa base de données ni dans d'autres produits de diffusion. Ajoutant que les outils et produits existants, produits avant le 1er janvier 2021, sont progressivement adaptés au fur et à mesure que de nouvelles éditions sont publiées.

 

C’est pourquoi les tableaux plus récents de l’évolution des capacités électriques installées dans l’UE démarrent désormais avec une puissance totale de 613 221MW en 2000 au lieu de 691 626MW dans sa version 2000-2017, la différence correspondant exactement à la puissance installée du Royaume Uni.

 

Le plus récent tableau Eurostat est reproduit ci-dessous :

(Pour une meilleure lecture, cliquer sur l’image)

La période 2017-2020 montre que la puissance totale a continué à augmenter, passant de 907,2 GW à 962,6 GW, mais marque une légère érosion des moyens pilotables.

Soit moins 15 GW pilotables de moins (fossile hydraulique géothermie et nucléaire) et 70,2 GW supplémentaires éolien et photovoltaïque.


Malgré une baisse de consommation attendue en raison de la crise sanitaire, le gestionnaire du réseau européen Entsoe annonçait alors une situation tendue dans plusieurs pays, avec un risque accru en France, malgré la reprogrammation des maintenances du parc nucléaire destinée à affronter l’hiver 2020-2021 dans les meilleures conditions.

Ainsi qu’il le décrit en préambule

Cette vulnérabilité française s'explique notamment par l'érosion particulière de la puissance de son parc pilotable, principalement par une réduction du fioul et du charbon, puis du nucléaire en 2020, avec la fermeture de Fessenheim.

En effet, celle-ci est passée de 117,716 MW installés en 2012 à 107,232 MW aujourd’hui, comme l'illustre l'infographie ci dessous reprise des bilans annuels de RTE


 Le grand écart franco-allemand
 
L'infographie ci-dessous montre l'évolution du parc de production allemand, selon les chiffres du Fraunhofer Institute.

 
Et illustre le fait qu'en 20 ans, l'Allemagne a réduit sa puissance pilotable installée de 6,89 GW en augmentant sa puissance intermittente de 116,56GW. 
Équivalent à une confiance de production garantie par l'intermittence de 5,9 %
Tandis que les 10,48 GW pilotables français supprimés depuis 2012 n'ont été compensés que par 20,92 GW intermittents.  
Tablant ainsi sur une garantie de disponibilité de 50 % !
 
Mise à jour 2024 des tableaux 1 et 3
En juillet 2023, Eurostat a procédé à la mise à jour de la source des tableaux 1 et 3

Qui permet d'actualiser l'évolution en regard de celle de la production d'électricité en Europe

 
 Qui montre sa parfaite stagnation depuis 2008, avec notamment 4 158 955 MWh en 2021.
Durant cette période, 264,6 GW éolien/Solaire ont été ajoutés parallèlement à une réduction de 29,3 GW pilotables, dont 8 nucléaires.
On sait donc ce que le recours aux moyens exceptionnels lié au déficit de moyens de production a entraîné sur le marché de l'électricité en 2022.




dimanche 31 décembre 2017

La face cachée des émissions allemandes



Arsenic, plomb et oxydes d’azote : la face cachée des émissions allemandes

Jean Pierre Riou


Rappel sur le charbon
Le charbon est la cible des politiques climatiques, notamment allemande, qui en ont limité directement les émissions par plusieurs actions :
La modernisation des centrales électriques à charbon qui permet d’en diminuer la consommation ainsi qu’en réduire les facteurs de pollution.
Sa suppression dans l’autoconsommation électrique des secteurs minier  et manufacturier au sein desquels le charbon a pratiquement disparu avec  0,3 GW en 2015 contre 2,9 GW en 2011, ainsi que le précise le site Energy Charts.
Son remplacement partiel  au sein de filières telles que la cimenterie qui en remplace une part croissante par l’utilisation de déchets économisant autant d’équivalent charbon
Mais aussi au sein de la sidérurgie, où le remplacement des hauts fourneaux par les aciéries électriques, et surtout, la déferlante de l’acier chinois se chargent de diminuer la consommation de charbon du secteur.
La délocalisation, effet « pervers » des contraintes anti pollution et de l’élévation du coût de l’énergie, qui a entraîné la suppression d’une part importante des activités sur les territoires nationaux, permettant une baisse des émissions sur place, mais largement compensée  par celles émises ailleurs, une fois délocalisée.
Cette délocalisation explique, pour une large part, la baisse spectaculaire des émission du secteur de l’industrie manufacturière.

Production d’électricité
Le cas de la production d’électricité demande une attention particulière afin de différencier  la part de réduction des émissions liée à chacun des trois leviers suivants :
La modernisation des centrales le remplacement du charbon par d’autres capacités installées, les effets du couplage avec des moyens intermittents tels qu’éolien et photovoltaïque des centrales à charbon dont on cherche à réduire les émissions.

Car l’intermittent ne remplace toujours pas le pilotable :
En l’absence de technologies de stockage à grande échelle pour un coût acceptable par la collectivité, le développement des énergies intermittentes telles que l’éolien et le solaire n’a jusqu’alors permis que de jouer sur les facteurs de charge des centrales conventionnelles, sans pour autant permettre de fermer la moindre d’entre elle.
Cette conclusion a été mise en évidence dans « Ubu chez les allemands » qui précise les effets sur la seule réduction du facteur de charge des centrales à gaz et à charbon, tandis que celles au lignite continuent à fonctionner en base.
Couplé au nucléaire, l’intermittent augmente les risques et les déchets.
Couplé au fossile l’intermittent biaise les données en augmentant les facteurs de pollution.

L’intermittent et facteurs de pollution
En effet, les régimes chaotiques imposés aux centrales thermiques ne s’accompagnent pas de la réduction des émissions qu’un calcul sommaire pourrait évoquer en se contentant de prendre en compte la seule quantité d’électricité produite et non la réalité des émissions lorsque ces centrales fonctionnent par à coups et en régimes partiels.
Or, ces émissions ont des conséquences bien plus immédiates que le réchauffement de la planète

Mortelle pollution
La seule centrale allemande au lignite de Jänschwalde, en effet, rejette chaque année dans l’atmosphère quelques  570 tonnes de particules fines d’un diamètre inférieure à 10 microns (PM 10), 18 000 tonnes d’oxydes d’azote, autant d’oxydes de souffre, 12 000 tonnes de monoxyde de carbone, 80 tonnes de chlore,  et quantité de métaux lourds tels que 130 kg d’arsenic, 900 kg de plomb, 400 kg de mercure et autant de nickel, cuivre ou chrome.
Sans préjudice des gaz spécifiquement considérés « à effet de serre », comme ses 23 millions de tonnes de CO2, soit, pour ce dernier, plus à elle seule que l’ensemble du système électrique français.

L’OMS dénonce le « lien étroit et quantitatif entre l’exposition à des concentrations élevées en particules (PM10 et PM10 et PM2,5 ) et un accroissement des taux de mortalité et de morbidité, au quotidien aussi bien qu’à plus long terme »
Le lien entre la concentration en oxydes de souffre et la mortalité a été mis en évidence.
On sait également que les métaux lourds s’accumulent dans l’organisme et affectent le système nerveux, les fonctions rénales, hépatiques et respiratoires et que l’arsenic, comme le nickel ou le cadmium sont reconnus « cancérogènes certains »
Pour l’OMS, le plomb se diffuse dans l’organisme pour atteindre le cerveau, le foie les reins, les os … Il n’y aurait pas de seuil en dessous duquel lequel l’exposition au plomb serait sans danger.
On sait également que l’absorption simultanée de plomb, cuivre ou zinc accroit la nocivité du mercure, lui-même déjà toxique à très faibles doses.

Pour la petite histoire, EPH, la compagnie tchèque qui a récemment racheté la centrale de Jänschwalde, a formé une action en justice contre les nouvelles règles antipollution destinées à protéger le climat, mais surtout la santé des allemands.

La mort par le charbon
Le rapport Europe’s Dark Cloud, évalue à 22 900 le nombre de décès provoqués en 2013 par le charbon en Europe.
Chiffre considérable à mettre en parallèle avec les 26 000 décès provoqués par les accidents de la route.
Le charbon allemand serait responsable de 1860 décès sur son propre sol et 2490 hors de ses frontières, dont 490 rien qu’en France, chaque année.

Car ce n’est pas, en effet, aux environs immédiats, mais après avoir voyagé en se combinant avec d’autres polluants environnementaux tels que l’ammoniac, que les émissions du charbon sont les plus toxiques, ainsi que l’a montré une étude de l’Institut de Stutgart, comptabilisant les polluants spécifiques de chaque centrale allemande.
L’étude considérait l’augmentation de la mortalité dans un rayon de 700 km.

Et tandis que l’OMS préconise notamment pour les particules inférieures à 10 microns (PM 10), les seuils critiques à ne pas dépasser, de quelques microgrammes par mètre cube d’air (µg/m3), c’est par centaines de tonnes que chaque centrale au lignite déverse ces particules chaque année.


Zones à évacuer
Quantité de méta-analyses couvrant des centaines de villes ont mis en évidence un lien étroit entre l’augmentation de différents polluants atmosphériques et l’accroissement de la mortalité.
Bertrand Barré en analyse plusieurs dans son étude pour Sauvons le Climat et mentionne une augmentation comprise entre 0,4% et 1,5% de mortalité lors d’une augmentation de 10µg/m3 de PM2. Ou 20µg/m3 de PM10.
D’autres études mettent en évidence le même type de corrélation avec SO2 ou NO2.
Une telle augmentation du risque de décès prématuré est bien supérieure à celle retenue pour entrainer l’évacuation en cas d’accident nucléaire.
A Fukushima, c’est le seuil de 20 mSv qui a été retenu pour évacuer des zones entières, tandis que 6 ans après, aucun indice ne permet toujours de constater la moindre anomalie statistique sur les millions de personnes suivies, ni sur les 300 000 thyroïdes d’enfants.

Un regard sur la seule pollution aux PM 2,5 (et le calcul de correspondance de son indice) met en évidence qu’une telle précaution exigerait l’évacuation immédiate de la quasi-totalité de l’Asie, le risque sanitaire y étant bien plus grand que dans les zones évacuées de Fukushima.
Il faudrait également évacuer une bonne partie de l'Europe, notamment la plupart des grandes villes.
On sait parfaitement que les centrales allemandes augmentent significativement la mortalité dans un rayon considérable.
A partir de combien d’années de vie perdues dans la zone considérée devrait on notamment évacuer  les environs de chacune d’elle ?
(Illustration : estimation des années de vies perdues autour de la centrale à charbon de Datteln en raison de ses émissions : Université de Stutgart)






jeudi 4 août 2016

L'Allemagne et le charbon

L'Allemagne pointée du doigt,

Par l'envoyée des Nations Unies, Mary Robinson, qui accuse, selon "The Gardian", l'Angleterre d'avoir supprimé des taxes sur le pétrole et le gaz et l'Allemagne d'avoir carrément subventionné le charbon. 
Ce qui ne correspond pas au respect de l'esprit de la COP 21.

"OILCHANGE international" avait déjà publié les chiffres de ces subventions, précisant, dans son rapport, que depuis 4 décennies, l'Allemagne avait consacré la somme de 538 milliards de dollars aux subventions du charbon. 
Soit 3 fois plus que pour les subventions aux énergies renouvelables, estimées à 130 milliards de dollars.

Selon le journal suisse "Bilan", 10 milliards d'euros de subventions par an  seraient attribués au charbon dans l'Union européenne. 

Avec les seules subventions allemandes, sommes nous si loin du compte?

Les énergies renouvelables, qui battent des records quand il y a du vent ou du soleil  sont capables d'interrompre pratiquement toute production lorsque les conditions sont défavorables, c'est à dire chaque soir sans vent, comme le 25 mai dernier.
https://www.energy-charts.de/power.htm 

Ce qui explique pourquoi la présence de centrales conventionnelles prêtes à produire reste indispensable, puisqu'on ne sait toujours pas stocker l'électricité à grande échelle pour un coût acceptable par la collectivité.

Mais malgré les subventions, la centrale à gaz (CCG) d'Irshing, pourtant bien moins polluante, a dû recourir à la justice pour tenter d'obtenir le droit de fermer ses portes: (voir http://lemontchampot.blogspot.fr/2016/03/grace-aux-eoliennes-lallemagne-va.html).
Contraint de suivre les aléas imposés par les EnR intermittentes, le métier de producteur d'électricité non subventionnée n'étant plus économiquement viable.

Bloomberg vient de révéler un document préparé par la Chancellerie pour Angela Merkel, qui montre les hésitations à respecter les engagements concernant la sortie du charbon d'ici 2050, tandis que charbon et lignite ont encore fourni 43% de la production électrique allemande cette année.
(contre 1.6% en France: bilan RTE 2015)

En tout état de cause, et bien qu'on connaisse la mortalité liée aux centrales à charbon allemandes, responsables notamment de 490 morts en France chaque année, de nouvelles centrales sont prévues en Allemagne : 1760 MW de nouvelles centrales au lignite, 4555 MW au charbon (et 12960 MW au gaz), selon le site  officiel BDEW  Auswertung der BDEW-Kraftwerksliste.


Il est difficile d'anticiper l'ampleur des progrès technologiques d'ici 2050.
Mais il n'est pas anodin de savoir que c'est l'Allemagne qui est en tête de la course mondiale à la fusion nucléaire (Les raisons d'un désastre:partie 2).

D'ici la fin du siècle, quel rôle auront joué les éoliennes dans la sortie du charbon de l'Allemagne, compte tenu des centaines de milliards d'euros d'argent public qui leur auront été consacrées?