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La consommation d'énergie

Le tableau de référence présenté ici :
Consommation finale annuelle d'énergie : 1310 TWh ; consommation de biomasse : 350 TWh ; consommation finale d'électricité 850 TWh dont 150 TWh pour produire de l'hydrogène et du biocarburant, soit 850 TWh - sans compter les pertes en ligne ; 905 TWh en les comptant.


La production d'électricité et d'hydrogène

Une étude, sur la façon de répondre à un besoin de 900 TWh  d'électricité avec 70 GW nucléaire

Le tableau montrant la 
production d'électricité en 2050 avec 70 GW nucléaire





































































































I





Une "note brève" : 
Dans ce monde incertain, une stratégie pour notre souveraineté énergétique

Une prospective de l'énergie - biomasse, électricité, hydrogène - pour 2050-2070
une nouvelle SNBC 
Stratégie nationale bas carbone

Pourquoi cette page
Le travail de prospective de l'électricité fait par RTE repose sur des hypothèses de consommaion d'énergie invraisemblables ; il faut de nouvelles hypothèses de consommation d'énergie et de nouveaux scénarios de production d'électricité.

Pour faire des scénarios prospectifs du système électrique qui soient utiles, il faut dresser un autre tableau de consommation d'énergie.
Il est possible d'éviter les émissions de CO2 du chauffage sans isoler les bâtiments existants autant que le suppose la SNBC et en dépensant beaucoup moins.
Par ailleurs la SNBC a sous-évalué les besoins d'électricité pour l'industrie, pour la production d'hydrogène et pour le numérique.
Remplacer
nombre pour nombre les réacteurs nucléaires actuels par des réacteurs plus puissants permettra d' éviter de très grandes capacités d'éolien et de photovoltaïque. Cela sera possible au-delà de l'année 2050. A cette échance, on suppose ici que la capacité nucléaire sera de 70 GW (contre 60 GW aujourd'hui). Plusieurs hypothèses sont avancées :: plus ou moins de photovoltaïque et  d'éolien ; plus ou moins de production à partir de biométhane ou de gaz fossile ; compensation des émissions en en évitant des quantités égales dans le cadre de programmes de coopération avec quelques pays d'Afrique.

Une nouvelle version du simulateur du système électrique permet de calculer le coût de l'électricité utilisée pour le chauffage
Par ailleurs, j'ai publié une nouvelle version du simulateur du système électrique, SimelSP2, qui  donne à l'utilisateur la possibilité de choisir entre plusieurs profils hotaires de consommation  ; l'une des options permet de distinguer dans la consommation finale, celle qui sert au chauffage. Entre mes hypothèses de consommation et celles de la SNBC retenues par RTE, la différence est de 80 à 100 TWh par an. SimelSP2 permet de calculer le coût de production de ces 80 à 100 TWh : il est de 100 €/MWh. Cela fait environ 130 € rendu sur le lieu de consommation. Si cette électricité alimente une pompe à chaleur, il est aisé de calculer  jusqu'à quel point il est utile de dépenser pour diminuer les pertes thermiques d'un bâtiment. Cela confirme amplement l'hypothèse faite ici sur la consommation d'électricité pour le chauffage.

Aujourd'hui,
Consommation finale annuelle d'énergie : 1700 TWh ; consommation de biomasse :  200 TWh ; consommation finale d'électicité : 440 TWh
il s'agit ici d'une quantité réellement disponible pour la consommation finale, c'est-à-dire après les pertes dues à l'acheminement de l'électricité.

Les objectifs de la SNBC

Consommation finale annuelle d'énergie : 927 TWh. ; consommation de biomasse : 450 TWh ; consommation finale d'électricité : 640 TWh, dont 50 TWh pour produire de l'hydrogène

Le
tableau de référence présenté ici :
Consommation finale annuelle d'énergie : 1310 TWh ; consommation de biomasse : 350 TWh ; consommation finale d'électricité 850 TWh dont 150 TWh pour produire de l'hydrogène et du biocarburant, soit 850 TWh - sans compter les pertes en ligne ; 905 TWh en les comptant.

Deux outils :
   - pour dresser le tableau croisé de consommation d'énergie (biomasse, hydrogène, électricité)  par type d'énergie et par secteur d'utilisaton
    - pour simuler le système de production d'électricité et d'hydrogène répondant à la demande  SimelSP et la nouvelle version SimelSP2 (qui donne un choix de profils de consommation et permet de distinguer la consommation pour produire de la chaleur).

Un article paru en mai-juin 2021 dans la Revue de l'énergie ; le tableau de consommation d'énergie ; la production d'électricité en 2070 qui minimise contraintes et dépenses, une "note aux lecteurs" de cet article.

Une étude plus récente : pour l'échéance 2050 :  même consommation finale mais une efficacité un peu meilleure ; l'utilisation de la nouvelle version du simulateur, SimeSP2 : le calcul du coût de l'électricité utilisée pour le chauffage, le calcul du coût de production de l'hydrogène  :
l'étude elle-même,   le tableau de consommation d'énergie  pour cette nouvelle SNBC ; la production d'électricité en 2050 avec 70 GW nucléaire




 
Une prospective de l'énergie ouverte sur le monde : en 2070 avec un point en 2050 - en quelques lignes


Les principes : neutralité carbone en 2070 ; en 2050, compenser les émissions résiduelles par une coopération avec des pays d'Afrique. Encombrer aussi peu que possible les paysages par les éoliennes et le sol par le photovoltaïque. Consommer aussi peu de matériau que possible. Dépenser aussi peu que possible. Ne pas créer de contraintes ou de privations inutiles. Renforcer notre potentiel de production nucléaire dont le monde aura besoin pour concilier développement et luttre contre les émissions de CO2.
Résultat : le transport sur route et en avion augmente comme la population ; la surface de logement par habitant ne diminue pas ; il est possible d'avoir des maisons individuelles ; les véhicules électriques ou bien hybrides rechargeables pour une bonne autonomie sans avoir besoin de masses gigantesques de batteries qui ne serviraient presque jamais ; ils consomment du biocarburant ; pour éviter des dépenses inutiles, les logements sont convenablement mais pas excessivement isolés (classe D du DPE) et équipés de pompes à chaleur ; la capacité éolienne sur terre est à peine supérieure à ce qu'elle est aujourd'hui et il y a des éoliennes en mer pour montrer que notre industrie est capable d'en faire et d'en exporter ;  il y a plus de photovoltaïque qu'aujourd'hui sans mordre sur les forêts et en espérant une bonne cohabitation avec l'agriculture ; chaque réacteur nucléaire existant est remplacé par un autre plus puissant. Ce sera possible avant 2070 mais pas avant 2050. En 2050, les émissions françaises dues à l'énergie seraient faciles à compenser en évitant des émissions en Afrique dans le cadre de coopérations pour installer du photovoltaïque et des petits réacteurs nucléaires à sécurité passive au lieu de groupes électrogènes et de centrales au gaz ou au charbon.

Les outils de simulation publiés sur ce site (consommation d'énergie et production et consommation d'électricité) permettent à chacun de tester ses propres hypothèses.


Il faut une vision d'ensemble de l'énergie
Quelques résultats des simulations faites avec les moyens publiés sur ce site
Hypothèses ici retenues pour 2070 avec un point de passage en 2050
Du bon usage de la biomasse : dans une certaine mesure, produire de l'électricité.



Il faut une vision d'ensemble de la production et de la consommation d'énergie et d'hydrogène

De multiples interactions ; les moyens de simulation utilisés ici vérifient la cohérence des hypothèses

Avec une même quantité de biomasse et de biogaz, si l'on produit plus de biocarburant, il y aura moins de biomasse ou de biogaz pour se chauffer ou pour produire de l'électricité ; si, pour produire de l'électricité, on a moins de biogaz et si l'on ne veut pas consommer de gaz fossile, il faut plus de gaz de synthèse, donc plus d'éoliennes, de photovotalïque ou de nucléaire. Si l'on consomme plus d'hydrogène dans le transport, on aura moins besoin d'électricité pour la motricité mais on consommera plus d'électricité ou de biomasse pour produire l'hydrogène. Il est possible de faire plus de biocarburant avec la même quantité de biomasse (en apportant de l'hydrogène), mais il faut pour cela plus d'électricité.  Avec des pompes à chaleur, on consomme moins de bois pour se chauffer mais on doit s'équiper, ce qui coûte plus cher. Les véhicules hybrides rechargeables consomment du biocarburant mais ont besoin de beaucoup moins de batteries, qui utilisent de matériaux dont la mise en forme porte atteinte à l'environnement. Ajoutons que les économies d'énergie de chauffage coûtent cher et consomment des matériaux dont la mise en forme émet du CO2.

Les moyens de simulation  utilisés ici permettent d'assurer une cohérence entre les différentes formes d'énergie et moyens de production, de stockage et de transfert : biomasse, biogaz, nucléaire, éolien, solaire, hydraulique, batteries, Steps (stations de pompage d'eau et de production d'électricité), hydrogène, chaleur, gaz de synthèse, pompes à chaleur, moteurs thermiques, moteurs électriques, chaudières, piles à combustible.

Ces moyens de simulation donnent aussi des informations, encore partielles, sur les dépenses et sur la consommation de matière.

Pour dessiner un tableau de production et de consommation d'énergie en 2070 avec une étape en 2050, j'utilise surtout deux feuilles de calcul, publiées sur ce site  :
- un tableau croisé de consommation d'énergie par secteur d'utilisation et par type d'énergie : voir ici 
- un outil de simulation du système électrique qui équilibre heure par heure fourniture et consommation d'électricité : voir ici


Quelques résultats de l'utilisation de ces moyens de simulation

Du bon usage du biométhane
et de la biomasse (écrit en juin 2021) :
Jusqu'ici, je pensais qu'il n'était pas efficace d'utiliser de la bioamsse ou du biométhane pour produire de l'électricité. C'était une erreur. Pour pallier les fluctuations de la production et de la consommation d'électricité, les moyens de stockage tels que les batteries et les steps ne suffiront pas. Il faudra toujours des moyens de production pilotables. Certains d'entre eux devront pouvoir réagir très rapidement et ne produiront que peu d'électricité dans l'année. Ce ne peut pas être du nucléaire. C'est une production à partir de gaz. Pour éviter les émissions de CO2, ce gaz sera du gaz fossile avec séquestration du CO2 ou du gaz de synthèse ou du biogaz. Le processus P2G2P qui passe de la production d'électricité à la production d'hydrogène puis de méthane de synthèse puis d'électricité a un très mauvais rendement. Il est possible de l'éviter en utilisant du biogaz. Comme il y aura alors moins de biométhane pour se chauffer, il faudra plus d'électricité pour faire fonctionner des pompes à chaleur. Au total, utiliser le biométhane pour produire l'électricité plutôt que pour produire de la chaleur est beaucoup plus efficace. : deux fois plus efficace.
La biomasse et le biométhane peuvent aussi fournir de l'hydrogène avec ou sans séquestration du carbone contenu dans la biomasse.

Du bon usage de l'hydrogène
(écrit en juin 2021) :
Pour éviter les émissions de CO2, la première chose à faire est de produire sans émission de CO2 l'hydrogène dont aura besoin l'industrie. Le raffinage en aura besoin de moins en moins ; de même la production d'engrais. Mais la sidérurgie, la production de ciment et l'industrie chimique  pourraient en consommer de grandes quantités. Un autre usage probablement incontestable est  le transport lourd et le transport collectif de longue distance. Une étude publiée par Sauvons le climat montre que l'hydrogène devient plus intéressant que les batteries si la distance parcourue entre deux recharges est suprieure à 150 ou 200 kilomètres. En deçà , l'hydrogène pourrait trouver sa place lorsque la durée de recharge d'énergie est limitée. Le paragraphe ci-dessus (du bon usage de la biomasse) montre que, si la capacité nucléaire est à un bon niveau,  l'on n'a pas besoin de produire d'hydrogène pour équilibrer l'offre et la demande d'électricité  ; de plus les possibilités excédentaires peuvent être employées pour produire de l'hydrogène qui sera consommé hors du système électrique ou encore du biocarburant ou encore de la chaleur  qui sera stockée.

La production de chaleur (chauffage et eau chaude) dans les secteurs résidentiel et tertiaire (écrit en septembre 2021)
Le moyen privilégié est la pompe à chaleur. Celle-ci peut être couplée à une production à partir de biogaz ou de biofioul ; c'est un solution efficace, surtout si l'on peut utiliser une chaudière existante. Il est également possible de stocker dans les roches de la  chaleur produite avec les possibilités de production d'électricité excédentaires ; elle sera produite avec une pompe à chaleur si le facteur de charge est suffisant ou avec une simple résistance électrique (très peu coûteuse) si le facteur de charge est de quelques centaines d'heures par an. Le coût de l'électricité de chauffage est facile à calculer avec le simulateur SimelP2 : si la consommation anuelle est supérieure de 80 à 100 TWh à ce que suppose la SNBC, la différence de dépenses de production et de 8 à 10 milliards d'euros par an, soit 100 €/MWh - voir l'étude publiée en octobre 2021.

La production de biocarburant avec ou sans apport d'hydrogène
L'efficacité énergétique d'un véhicule électrique à batteries est bien meilleure que celle d'un véhicule hybride rechargeable utilisant du biocarburant. Mais le biocarburant consommé par des véhicules hybrides évite le besoin de quantités considérables de batteries qui seraient nécessaires mais ne serviraient que très peu. De plus, les avions auront besoin de biokérosène.
Sans apport d'hydrogène une quantité de biomasse dont le pouvoir calorifique est de 1 MWh peut produire 0,4 MWh de biocarburant ; avec un apport d'hydrogène et de chaleur fourni par 1 MWh d'électricité, la production de biocarburant est de 1 MWh. Entre ces deux bornes, les moyens de simulation utilisés ici supposent une relation linéaire entre le "rendement massique" et la quantité d'électricité consommée. Si la capacité de production électrique est limitée, il semble plus intéressant de produire du biocarburant sans apport d'hydogène.
Dans notre scénaro de référence avec 70 GW nucléaire en 2050, la production de biocarburant et de biofioul est de 4,2 Metp. Avec plus d'électricité, elle pourra augmenter  avec la même quanttié de biomasse et apport d'hydrogène.

La consommation d'électricité : la consommation finale et trois modes de consommation différents pour produire de l'hydrogène
Les moyens de simulation utilisés ici distinguent 1- la consommation finale d'électricité  2- une consommation d'électricité pour faire de l'hydrogène avec de l'électricité prélevée sur le réseau sauf dans les périodes où il est nécessaire de faire fonctionner des turbines à combustible (TAC) ou des groupes électrogènes 3- la consommation d'électricité pour produire de l'hydrogène qui servira à produire de l'électricité distribuée sur le réseau  4- la consommation d'électricité pour produire de l'hydrogène, du biocarburant ou de la chaleur  à partir de possibilités de production qui, heure par heure, dépassent ce dont a besoin la consommation finale, c'est-à-dire à partir des possibilités de production hydraulique, éolienne, photovoltaïque et nucléaire excédentaires.
L'utilisateur de ces moyens de simulation donne au simulateur la consommation finale annuelle, la consommation par les électrolyseurs qui prélèvent l'électricité sur le réseau, la capacité de l'électrolyse pour la production de gaz de synthèse, la capacité de l'électrolyse (et des pompes à chaleur) consommant des possibilités de production excédentaires. Le simulateur calcule la capacité de l'électrolyse qui prélève sur le réseau, la production d'électricité à partir de gaz de synthèse, la consommation de l'électrolyse (et éventuellement des pompes à chaleur) utilisant les possibilités de production excédentaire.

Le profil horaire de la consommation finale d'électricité
Le modèle de simulation publié jusqu'ici suppose que le profil de la consommation finale est, heure par heure, proportionnel à ce qu'il fut pendant l'année 2013, qui est une année moyenne. Une variante SimelSP2 offre plusieurs options. Selon celle qui est utilisée ici, l'utilisateur introduit son hypothèse de consommation annuelle d'électricité et aussi son hypothèse de consommation d'électricité pour le chauffage ; SimelSP2 utilise alors le profil horaire retenu par  l'ADEME en appliquant heure par heure un facteur multiplicateur à la consommation totale d'électricité et un autre à la consommation pour le chauffage.

La capacité de production d'électricité à partir de gaz ; le "coût de la pointe"
Dans toutes les hypothèses étudiées ici, la capacité de production à partir de gaz est très élevée : 50 GW  ou davantage alors que la production annuelle est de quelques dizaines de TWh. Ces valeurs ne doivent pourtant pas étonner. Elles sont calculées en supposant qu'il n'y a pas d'importation d'électricité. Or RTE dans ses scénarios (avec moins de consommation et moins de nucléaire qu'ici) suppose que la capacité des lignes d'interconnexion serait de 40 GW ce qui laisse entendre que la pointe de la demande faite à des moyens de production autres que le nucléaire, l'hydraulique, l'éolien et le photovoltaïque pourrait dépasser 50 GW. La pointe de la puissance électrique demandée à la production à partir de gaz pourrait être diminuée si l'on utilisait de la chaleur produite en été et mise en stock mais elle restera de toute façon très élevée N'éanmoins, comme on utilisera des moyens de production peu coûteux, le coût de "la pointe" ne représente que 2 ou 3 % des dépenses totales de production d'électricité. Il ne faudrait pas faire de cette pointe une montagne.






Hypothèses ici retenues pour 2070 et 2050
selon l'étude d'octobre 2021

La disponibilité en bioénergie, sous forme de biomasse ou de biogaz : 31 Mtep (millions de tep) soit 354 TWh

La consommation finale d'énergie : 1300 TWh

Les bâtiments mal isolés ne sont pas rendus "basse consommation" c'est-à-dire mis en classe B du DPE (diagnostic de performance énergétique) comme le suppose la SNBC, stratégie nationale bas carbone. Ils sont mis en classe D du DPE. L'étude sur le sujet faite en 2020  a été confirmée en avril 2021 par l'Observatoire BBC - cf. dans  un articl
La circulation sur route et en avion augmente de 9 %, au même rythme que la population. 73 % de la motricité hors rail se fait avec de l'électricité. La consommation d'électricité des transports sur rail augmente de 80 %.
La consommation finale est alors de 1300 TWh - ou 113 Mtep (millions de teps) en comptant la chaleur pompée par les pompes à chaleur et sans compter les pertes de réseau
Industrie : 410 TWh ou 35,4 Mtep.
Transport : 230 TWh ou 19.5 Mtep.
Dans le résidentiel et tertiaire :
      chauffage et eau chaude  : 490 TWh (42,2 Mtep) y/c la chaleur pompée par les PAC.
      électricité spécifique (cuisson, éclairage, électroménager, climatisation, électronique et numérique) : 186 TWh. (16 Mtep)

    La production d'électricité et d'hydrogène en 2070

voir ici  le système de production d'électricité et d'hydrogène  

La consommation d'électricité :
La consommation finale est de  700 TWh. Pour produire de l'hydrogène elle est de 150 TWh.
Il faut donc mettre sur le réseau 905 TWh.

La production d'électricité
Si l'on remplaçait nombre pour nombre les réacteurs existants par des réacteurs plus puissants tels que les EPR, il ne serait pas nécessaire d'ouvrir de nouveaux sites. La capacité serait de 96 GW ; il suffit de 93 GW nucléaire.
.
Voici une possibilité

93 GW de nucléaire
, 30 TWh à partir de biomasse et biométhane, 20 GW d'éolien sur terre et 20 GW en mer, 30 GW de photovoltaïque

Pour produire de l'hydrogène, 30 TWh sont prélevés sur le réseau électrique avec une capacité d'électrolye de 4 GW et 120 TWh sont pris sur les excédents de production avec une capacité d'électrolyse de 30 GW.


     La production d'électricité et d'hydrogène en 2050 :

Supposons que la consommation soit la même que dans notre hypothèse pour l'année 2070 et que la capacité nucléaire ne puisse pas être supérieure à 70 GW.

Il y a de multiples façons de répondre à la demande d'électricité sans CO2, toujours avec 30 TWh à partir de biogaz.

Par exemple : 40 GW d'éolien sur terre et 36 GW en mer et 80 GW photovoltaïque

Avec une production à partir de bioénergie de 31 TWh, il n'y a pas besoin de gaz de synthèse pour équlibrer à tout moment le réseau.
POurproduire de l'hydrogène, 30 TWh sont prélevés sur le réseau (sauf les moments de pointe) et 125 TWh sont prix sur les excédents de possibilité de production.

Voir tous les détails sur ce tableau qui a été dressé à l'aide de SimelSP2, version de SimelSP publiée fin septembre 2021.


L'usage de la biomasse énergie
  
écrit début juin 2021
Une réflexion à propos de l'hydrogène conduit à hiérarchiser les utilisations de la biomasse.

- En priorité produire de l'électricité "de pointe", c'est à dire avec des turbines à gaz qui fonctionnent seulement quelques centaines d'heures par an, de façon à diminuer le besoin de production de gaz de synthèse dont le rendement est très mauvais. Voir ici.
- Produire du biocarburant pour les véhicules hybrides rechargeables (de façon à limiter le besoin de batteries et de recharges rapides) et pour les avions.
- Pour le chauffage, privilégier systématiquement les pompes à chaleur et limiter l'utilisation directe de la biomasse là où l'usage des PAC serait trop coûteux ; la biomasse peut produire du biofioul ou de biméthane pour des chauffages hybrides combinant une PAC et une chaudière.
-
Produire de l'hydrogène avec la biomasse qui ne peut pas être utilisée pour autre chose



Le biométhane, deux fois plus efficace lorsqu'il produit de l'électricité que lorsqu'il produit de la chaleur

Utiliser du biométhane pour éviter d'avoir à produire du méthane de synthèse : voici un calcul de coin de table que confirme la simulation du système de l'énergie (chaleur, hydrogène et électricité)

Supposons que l'on dispose de 100 TWh thermiques de biométhane et de 100 TWh d'excédents de possibilités de production d'électricité. Comparons deux utilisations possibles du biométhane

Solution A : le méthane est brûlé pour produire de la chaleur a la demande ; au total 100 TWh thermiques ; les possibilités excédentaires d'électricité produisent de l'hydrogène qui sert à produire 50 TWh de méthane de synthèse qui permettent de produire 25 TWh d'électricité lorsque l'on en a besoin par manque de vent et de soleil et lorsue les batteries sont vides. C'est le procédé P2G2P, dont le rendement global est de l'ordre de 25 %

Solution B : avec les 100 TWh de biométhane, on produit 50 TWh d'électricité pour faire l'appoint lorsque c'est nécessaire ; les 100 TWh d'électricité excédentaires sont consomms par des PAC, pompes à chaleur, qui produisent 300 TWh de chaleur qui seront stockés dans des roches. Cette chaleur sera reprise pour chauffer l'eau de réseau de chauffage urbain. Si la perte est d'un tiers, la quantité récupérée est de 200 TWh.

Les quantités de chaleur d'une part, d'électricité d'autre part founries lorsque l'on en a besoin sont donc deux fois supérieures ave la solution B qu'avec la solution A

Note :

Je pensais que le meilleur usage de la bioénergie serait de produire de la chaleur. Or, en simulant toutes sortes de jeux d'hypothèses avec les moyens de simulation publiés sur ce site,  je me suis rendu compte que, dans une certaine mesure, son usage prioritaire devrait être de produire de l'électricité. Une fois qu'on y a pensé, cela apparaît évident !
Mais attention ! Ce n'est exact que pour éviter d'avoir à produire du méthane de synthèse. Au-delà, à mon avis, la biomasse est bien utilisée pour produire du biocarburant pour le transport lourd et pour des véhicules hybrides rechargeables. Le biocaburant présente un double avantage : il permet d'utiliser les systèmes de distribution d'énergie existants et, utilisé par les VHR, il donne une grande autonomie sans avoir besoin de quantités considérables de batteries qui ne seraient presque jamais utilisées.



















La SNBC, stratégie nationale bas carbone est constuite à paritr des scénarios préarés par l'ADEME et Négawatt.

Elle suppse que la consommation d'énergie sera d'ici 2050 divisée par deux.
Pour cela elle suppose que les bâtiments existants seront aussi bien isolés que les bâtiements neufs. Cela coûterait très cher.

Voir la page "chaleur" assez bien nourrie.



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Note aux lecteurs de l'article paru dans la Revue de l'énergie (mais-juin 2021) :
la neutralité carbone sans trop de contraintes ni de dépenses

Tout d'abord des excuses pour quelques incohérences de rédaction, sans effet sur le contenu, certes, mais malvenues.
- Le moyen de simulation que j'utilise est une variante de celui qui est publié. Celui-ci s'appuie sur une seule chronique horaire de consommation d'électricité et d'activité éolienne. La variante que j'utilise permet de s'appuyer sur diverses chroniques.
- Le coût de l'électricité de chauffage est donné ici pour 100 €/MWh et là pour 120 €/MWh
. C'est entre les deux, plus proche de 120 €/MWh. D'une façon générale, les résultats dépendent beaucoup des hypothèses ; plus que les valeurs absolues, ce sont les comparaisons entre les jeux d'hypothèses qui sont intéressantes.
-  Un paragraphe (p 57) est trop long  car il manque un retour à la ligne.  Ce paragraphe commence par dees commentaires sur l'étude  ADEME-RTE . Après 
"C'est donc une invitation à compléter cette étude", on change de sujet et l'on  aborde la question des moyens de production en l'absence de vent et de soleil.


Un tableau montrant l'ensemble des hypothèses faites sur les ressources en énergie et la consommation par secteur d'utilisation et par type dénergie :
Un tableau montrant  les hypothèses sur la production d'électricité et d'hydrogène avec 20 GW d'éoliennes sur terre et 32 GW en mer et 30 GW de photovoltaïque et en remplaçant nombre pour nombre des réacteurs nucléaires existants, soit 94 GW. La consommation finale est, hors les pertes en ligne, de 730 TWh ; pour produire de l'hydrogène, elle est de 130 TWh.
C'est ici.
Le profil horaire de consommation est construit à partir des hypothèses de l'ADEME en appliquant un coefficient mutiplicateur pour le chauffage et un autre pour les autres utilisations. Ici la consommation pour le chauffage est très supérieure car l'ADEME suppose que tous les logements sont BBC. Si l'on introduit ces hypothèses dans la version d'origine du simulateur, SimelSP, qui est publiée, où le profil horaire de consommation est semblable à celui de l'année 2013, on verra que les résultats sont peu différents, sauf la capacité (en GW) demandée aux moyens de production de pointe. Ces moyens produisent très peu ; ils peuvent donc être pour une grande partie des TAC ou des groupes électrogènes, relativement peu coûteux ; les dépenses de ces moyens de pointe s'élèvent à 2,5 % du total des dépenses, comme on le voit en dernière ligne du tableau.

La consommation d'énergie 
: le cas de la consommation d'énergie pour le chauffage des bâtiments

Cela fait près de vingt ans que l'on tente de nous faire croire que l'économie d'énergie est une obligation qui va de soi, que l'énergie la moins chère est celle que l'on ne consomme pas, qu'il faut isoler parfaitement les bâtiments existants pour éviter le gaspillage et pour lutter contre la "précarité énergétique", bref qu'il s'agit là d'un devoir moral de "sobriété" qui ne se discute pas. Et l'on voit se rejoindre dans ce mouvement d'opinion ceux qui luttent honnêtement et sincèrement contre une "économie du gaspillage" et contre une consommation effrénée, ceux qui s'opposent à la production d'électricité nucléaire, les entreprises qui produisent des matériaux de construction pour l'isolation thermique et toutes sortes d'équipement permettant de consommer moins d'énergie.
Je me suis longuement attardé sur cette question car l'enjeu est d'importance alors que l'étude ADEME-RTE voudrait nous faire croire que, somme toute, ce n'est pas si coûteux que cela. RTE nous a annoncé au cours d'une de ses réunions de concertation que son étude serait complétée.

L'hypothèses de consommation d'électricité : une convergence vers un doublement de la consommation 
  
Dans cet article, la consommation d'électricité est de 730 TWh hors pertes en ligne à quoi s'ajoute 130 TWh pour la production d'hydrogène. Elle est donc un peu supérieure à l'évaluation faite par l'Académie des technologies : 727 TWh par an avant les pertes en ligne à quoi s'ajoute une consommation pour la production d'hydrogène. La différence est de 50 TWh, due sans doute à une différente évaluation des besoins d'électricité pour le chauffage. L'Académie des sciences parle d'un doublement de la production d'électricité, rejoignant ce qu'écrit l'Agence internationale de l'énergie dans son scénario sans émissions de CO2.
De son côté RTE, qui a du mal à s'écarter des hypothèses de la SNBC, envisage d'étudier des variantes ou bien avec moins d'efficacité énergétique ou bien avec plus de consommation pour l'industrie ou bien pour l'électrification. S'il considérait ensemble toutes ces variantes, il arriverait lui aussi à un doublement de la consommation.

La capacité de production d'électricité à partir de gaz ; le "coût de la pointe"
Voir ici

La consommation et la production d'hydrogène par électrolyse

Dans cet article, il y a de l'hydrogène produit par électrolyse pour remplacer l'hydrogène produit à partir de gaz fossile ; il y aussi de l'hydrogène pour le transport lourd (avec des piles à hydrogène) et pour produire du biocarburant pour tirer un meilleur parti de la biomasse. De plus, j'ai supposé que la production d'électricité se fait sans biomasse ni biogaz ; il faut donc une production de gaz de synthèse qui demande une production d'hydrogène. Après avoir rédigé cet article, j'ai étudié une autre hypothèse : utiliser du biogaz plutôt que du gaz de synthèse. Il y aura alors moins de biomasse ou de biogaz pour le chauffage, donc plus de pompes à chaleur, donc plus de consommation d'électricité pour se chauffer. Comme les pompes à chaleur permettent d'utiliser la chaleur de l'environnement alors que la production à partir de méthane de synthèse a un mauvais rendement, il apparaît qu'il vaut mieux utiliser en priorité le biogaz de façon à éviter d'avoir besoin de gaz de synthèse. Alors, pour équilibrer le réseau électrique, on n'aurait besoin d'hydrogène que dans le cas où la capacité nucléaire serait très basse.

Par ailleurs, il serait possible d'utiliser les possibilités de production d'électricité excédentaires pour produire avec des PAC de la chaleur qui serait stockée dans les roches et utilisée quelques mois plus tard par des réseaux de chauffage urbain. Cela éviterait de passer par la production d'hydrogène. De plus, des chaudière électriques, fort peu coûteuses, pourraient  récupérer des excédents de production d'électricité qui n'apparaissent que quelques centaines d'heures par an.

Il faut garder à l'esprit qu'il est également possible de produire de l'hydrogène à partir de biomasse.

Considérer ensemble la production et la consommation d'électricité et d'hydrogène ; comment calculer le coût de l'hydrogène

L'hydrogène peut être produit par une électricité prélevée sur le réseau électrique en continu sauf pendant les périodes de tension, ou seulement sur les possibilités de production qui dépassent ce que demande la consommation finale. Il peut servir, directement ou indirectement, à produire de l'électricité. Il peut remplacer l'électricité notamment dans le transport.
Il y a donc une telle imbrication entre la production et la consommation d'électricité et d'hydrogène qu'on ne peut plus considérer séparément l'un et l'autre. C'est donc en les considérant ensemble que l'on doit mesurer les flux, les capacités de production et de stockage et aussi les dépenses.
Par exemple la capacité d'électrolyse se trouve en ajustant une capacité utilisant l'électricité du réseau et une capacité utilisant les excédents de façon à minimiser le total des dépenses de production d'électricité et d'hydrogène. Quant au "coût de l'hydrogène", si on veut l'évaluer du point de vue de la collectivité, c'est la différence de dépenses totales de production d'électricité et d'hydrogène avec une même consommation finale d'électricité et plus ou moins d'hydrogène : on mesure là le coût de l'hydrogène "en plus". Cette façon de calculer le coût de l'hydrogène évite d'avoir à dire quelle est la valeur de l'électricité consommée par l'électrolyse, ce qui serait un exercice très difficile et, de toute façon, contestable.

Considérer ensemble les différents usages de la bioénergie : biomasse solide et biogaz

Les utilisations possibles de la bioénergie sont nombreuses : production d'électricité, production de chaleur, production de biogaz, production de biocarburant, production d'hydrogène. Or les disponibilités sont limitées. Le tableau croisé de consommation d'énergie par secteur d'utilisation et par type d'énergie publié sur ce site a été complété pour représenter les diverses utilisations de la biomasse : différents paramètres, notamment les rendements, sont introduits pas l'utilisateur du tableau.