Marge d’incertitude sur les valeurs des flux d’énergie exogène mondiaux.
Note importante
Le lecteur est prié de considérer les valeurs données dans les exposés 6 et 7 comme des ordres de grandeur, donc pas très précis mais jugés néanmoins raisonnables dans le contexte de ce que nous voulons démontrer ici. Des valeurs allant du simple au double sont possibles dans les estimations des énergies finales. En conséquence, elles ne seront données qu’avec deux chiffres significatifs. Une telle incertitude dans les équivalences énergétiques ne devrait toutefois pas altérer les Réponses aux questions fondamentales de cette série d’exposés.
Voici brièvement décrites les quatre principales sources d’imprécision.
Première source d’imprécision:
La difficulté de présenter des chiffres précis tient au fait que les bases de données à disposition du public se réfèrent tantôt aux énergies primaires, tantôt aux énergies secondaires, et plus rarement aux énergies finales.
Parfois, les statistiques parlent de puissance, parfois de flux d'énergie. Les énergies finales ou utiles sont celles qui affectent directement le fonctionnement de nos sociétés. Cependant, l'ambiguïté de ces définitions, et en particulier la difficulté à obtenir leurs valeurs dans les statistiques mondiales, nous ont obligé d'admettre que, en première approximation, la valeur de l’énergie finale ou utile n’est pas très différente de l'énergie secondaire, compte tenu de la marge d'incertitude sur les valeurs disponibles.
En cliquant sur rapport énergie secondaire/énergie primaire vous saurez comment ce rapport a été obtenu.
La difficulté d’interpréter les données misent à disposition du grand public est encore élargie par le fait que, dans certains cas, il est question d’énergie consommée, alors que dans d'autres cas, il s’agit de production ou de quantité extraite.
Les unités utilisées n’aident guère mieux le non spécialiste. Les grandeurs énergétiques sont exprimées soit en Giga Barils par jour (Gb/j), ou en tonne équivalent pétrole (tep), ou en kWh et en kWhe, en Joules, en Calories, ou en BTU (British Thermal Unit).
Deuxième source d’imprécision:
Pour faciliter la lecture, nous nous tiendrons ici à un seul type d’unité de flux d’énergie, à savoir les multiples d'unité du Wattheure par an, qui sera le plus souvent exprimé en TWh/an c’est-à-dire en milliard de kWh/an. Sans aucun doute le système de conversion d'énergie entre la tonne équivalent pétrole (tep) ou la tonne équivalent charbon (tec) et l’énergie électrique développée par un générateur d’une éolienne ou d’une centrale nucléaire exprimée en kWh apporte un biais dans les calculs.
Troisième source d’imprécision:
Il existe également un biais dans le procédé de la collecte des données puisqu’il diffère d'une source à l'autre, en particulier pour les combustibles fossiles et la biomasse.
Par exemple, l'AIE (Agence internationale de l'énergie) et the Statistical Review of the company British Petroleum (la Revue statistique de la société British Petroleum) utilisent la méthode suivante pour estimer l'énergie primaire des centrales nucléaires exprimées en tep.
«La valeur de l’énergie primaire venant d’une centrale nucléaire est calculée à partir de la quantité d'énergie fossile qu’une centrale thermique devrait consommer pour produire la même quantité d'électricité, en supposant un rendement de conversion de 38% (la moyenne pour la production thermique de l'OCDE des centrales thermiques".
Ainsi, calculé de cette manière, la production mondiale d'énergie nucléaire en 2011 se monte à 7200 TWh tandis que la méthode qui mesure directement le flux d'énergie électrique produite par les centrales nucléaires arrive à un résultat de 2500 TWh. Une différence de près d’un facteur 3.
Quatrième source d’imprécision:
Il a été question dans cet essai d'évaluer les conséquences d’une raréfaction des énergies fossiles sur nos sociétés complexes et leur remplacement par des énergies alternatives.
Il fallait donc pouvoir comparer des énergies finales de sources fossiles, dont le pouvoir énergétique est exprimé en pouvoir calorifique, avec celles d’autres sources, dont l’énergie est mesurée en général par la quantité de courant électrique fournie.
La première difficulté dans ces équivalences est que les énergies fossiles, en particulier celle du pétrole, apportent plus que de l’énergie (produits dérivés) alors que l’hydroélectrique, le nucléaire, les installations d’énergies renouvelables fournissent de l'énergie électrique et rien d'autre. Comment alors exprimer l’équivalence énergétique d’une tonne de pétrole en kWh électriques ?
Le pétrole est surtout utilisé dans les moteurs à explosion, les turboréacteurs, dans la climatisation des bâtiments et dans la production d’électricité. En plus, une tonne de pétrole offre entre 100 et 200 kg de sous-produits et produits dérivés, qu’il faudra d’une manière ou d’une autre remplacer lorsqu’il n’y aura plus de pétrole.
Si, à ce moment, les moteurs thermiques doivent être remplacés par des moteurs électriques, le chauffage par fuel remplacé par un chauffage électrique, les centrales thermiques produisant de l’électricité à partir du pétrole remplacées par des centrales nucléaires et des sources d’énergie renouvelable, les produits dérivés du pétrole remplacés par des produits de synthèse énergivores, alors combien faudra-t-il produire d’énergie finale électrique en kWh pour fournir la même quantité de biens et de services qu’une tonne pétrole ?
Beaucoup de facteurs interviennent dans ce calcul parmi lesquels les rendements des moteurs à explosion et celui des moteurs électriques, le rendement comparé des systèmes de chauffage des habitations et celui de la production d’électricité dans les centrales thermiques et l’énergie nécessaire pour synthétiser les sous-produits du pétrole, etc.
Ce genre de calcul, trop compliqué, n’a pas été retenu par les observatoires et les agences de l’énergie. Ces dernières se concentrent essentiellement sur les énergies primaires. Par exemple, l’AIE (Agence internationale de l’énergie) publie les statistiques d’énergie primaire consommée dans le monde. Elle utilise des « trucs » pour harmoniser différents types d’énergie (hydraulique, éolienne, nucléaire et celles provenant des combustibles fossiles) afin de les présenter sous une seule unité d’énergie. Les facteurs de conversion des énergies caloriques en énergie électrique utilisés par cette agence dépendent de conventions arbitraires qui ne font pas toujours l’unanimité chez les physiciens et les ingénieurs. Elles sont essentiellement à l’usage des économistes de l'énergie. Il faut alors comprendre que ces valeurs ne sont que des ordres de grandeur, surtout lorsqu’elles sont transformées en énergie finale.
Le lecteur est prié de considérer les valeurs données dans les exposés 6 et 7 comme des ordres de grandeur, donc pas très précis mais jugés néanmoins raisonnables dans le contexte de ce que nous voulons démontrer ici. Des valeurs allant du simple au double sont possibles dans les estimations des énergies finales. En conséquence, elles ne seront données qu’avec deux chiffres significatifs. Une telle incertitude dans les équivalences énergétiques ne devrait toutefois pas altérer les Réponses aux questions fondamentales de cette série d’exposés.
Voici brièvement décrites les quatre principales sources d’imprécision.
Première source d’imprécision:
La difficulté de présenter des chiffres précis tient au fait que les bases de données à disposition du public se réfèrent tantôt aux énergies primaires, tantôt aux énergies secondaires, et plus rarement aux énergies finales.
Parfois, les statistiques parlent de puissance, parfois de flux d'énergie. Les énergies finales ou utiles sont celles qui affectent directement le fonctionnement de nos sociétés. Cependant, l'ambiguïté de ces définitions, et en particulier la difficulté à obtenir leurs valeurs dans les statistiques mondiales, nous ont obligé d'admettre que, en première approximation, la valeur de l’énergie finale ou utile n’est pas très différente de l'énergie secondaire, compte tenu de la marge d'incertitude sur les valeurs disponibles.
En cliquant sur rapport énergie secondaire/énergie primaire vous saurez comment ce rapport a été obtenu.
La difficulté d’interpréter les données misent à disposition du grand public est encore élargie par le fait que, dans certains cas, il est question d’énergie consommée, alors que dans d'autres cas, il s’agit de production ou de quantité extraite.
Les unités utilisées n’aident guère mieux le non spécialiste. Les grandeurs énergétiques sont exprimées soit en Giga Barils par jour (Gb/j), ou en tonne équivalent pétrole (tep), ou en kWh et en kWhe, en Joules, en Calories, ou en BTU (British Thermal Unit).
Deuxième source d’imprécision:
Pour faciliter la lecture, nous nous tiendrons ici à un seul type d’unité de flux d’énergie, à savoir les multiples d'unité du Wattheure par an, qui sera le plus souvent exprimé en TWh/an c’est-à-dire en milliard de kWh/an. Sans aucun doute le système de conversion d'énergie entre la tonne équivalent pétrole (tep) ou la tonne équivalent charbon (tec) et l’énergie électrique développée par un générateur d’une éolienne ou d’une centrale nucléaire exprimée en kWh apporte un biais dans les calculs.
Troisième source d’imprécision:
Il existe également un biais dans le procédé de la collecte des données puisqu’il diffère d'une source à l'autre, en particulier pour les combustibles fossiles et la biomasse.
Par exemple, l'AIE (Agence internationale de l'énergie) et the Statistical Review of the company British Petroleum (la Revue statistique de la société British Petroleum) utilisent la méthode suivante pour estimer l'énergie primaire des centrales nucléaires exprimées en tep.
«La valeur de l’énergie primaire venant d’une centrale nucléaire est calculée à partir de la quantité d'énergie fossile qu’une centrale thermique devrait consommer pour produire la même quantité d'électricité, en supposant un rendement de conversion de 38% (la moyenne pour la production thermique de l'OCDE des centrales thermiques".
Ainsi, calculé de cette manière, la production mondiale d'énergie nucléaire en 2011 se monte à 7200 TWh tandis que la méthode qui mesure directement le flux d'énergie électrique produite par les centrales nucléaires arrive à un résultat de 2500 TWh. Une différence de près d’un facteur 3.
Quatrième source d’imprécision:
Il a été question dans cet essai d'évaluer les conséquences d’une raréfaction des énergies fossiles sur nos sociétés complexes et leur remplacement par des énergies alternatives.
Il fallait donc pouvoir comparer des énergies finales de sources fossiles, dont le pouvoir énergétique est exprimé en pouvoir calorifique, avec celles d’autres sources, dont l’énergie est mesurée en général par la quantité de courant électrique fournie.
La première difficulté dans ces équivalences est que les énergies fossiles, en particulier celle du pétrole, apportent plus que de l’énergie (produits dérivés) alors que l’hydroélectrique, le nucléaire, les installations d’énergies renouvelables fournissent de l'énergie électrique et rien d'autre. Comment alors exprimer l’équivalence énergétique d’une tonne de pétrole en kWh électriques ?
Le pétrole est surtout utilisé dans les moteurs à explosion, les turboréacteurs, dans la climatisation des bâtiments et dans la production d’électricité. En plus, une tonne de pétrole offre entre 100 et 200 kg de sous-produits et produits dérivés, qu’il faudra d’une manière ou d’une autre remplacer lorsqu’il n’y aura plus de pétrole.
Si, à ce moment, les moteurs thermiques doivent être remplacés par des moteurs électriques, le chauffage par fuel remplacé par un chauffage électrique, les centrales thermiques produisant de l’électricité à partir du pétrole remplacées par des centrales nucléaires et des sources d’énergie renouvelable, les produits dérivés du pétrole remplacés par des produits de synthèse énergivores, alors combien faudra-t-il produire d’énergie finale électrique en kWh pour fournir la même quantité de biens et de services qu’une tonne pétrole ?
Beaucoup de facteurs interviennent dans ce calcul parmi lesquels les rendements des moteurs à explosion et celui des moteurs électriques, le rendement comparé des systèmes de chauffage des habitations et celui de la production d’électricité dans les centrales thermiques et l’énergie nécessaire pour synthétiser les sous-produits du pétrole, etc.
Ce genre de calcul, trop compliqué, n’a pas été retenu par les observatoires et les agences de l’énergie. Ces dernières se concentrent essentiellement sur les énergies primaires. Par exemple, l’AIE (Agence internationale de l’énergie) publie les statistiques d’énergie primaire consommée dans le monde. Elle utilise des « trucs » pour harmoniser différents types d’énergie (hydraulique, éolienne, nucléaire et celles provenant des combustibles fossiles) afin de les présenter sous une seule unité d’énergie. Les facteurs de conversion des énergies caloriques en énergie électrique utilisés par cette agence dépendent de conventions arbitraires qui ne font pas toujours l’unanimité chez les physiciens et les ingénieurs. Elles sont essentiellement à l’usage des économistes de l'énergie. Il faut alors comprendre que ces valeurs ne sont que des ordres de grandeur, surtout lorsqu’elles sont transformées en énergie finale.
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