Le blog Energie

Pour une chimie raisonnée autour du CO2

Par Raymond Bonnaterrele 10 juillet 2011 | (1) Commentaires | Permalink

L'homme, nous dit-on, produit trop de gaz à effet de serre et parmi ceux-ci trop de CO2. Les activités humaines industrielles et agricoles conduiraient chaque année à la formation d'environ 35 milliards de tonnes de CO2 dont une moitié se retrouve dans l'atmosphère, l'autre moitié étant absorbée par les plantes, les eaux douces et les océans qui peu à peu deviennent plus acides malgré le boulot des diatomées qui s'en nourrissent. Les remèdes imaginés à ce jour pour limiter ces émissions reposent sur deux piliers principaux:

1- limiter les émissions de CO2 par une meilleure efficacité énergétique et si possible, par une sélection des ressources primaires: c'est une décision facile à formuler mais beaucoup plus difficile à mettre en musique surtout lorsque les principaux émetteurs, la Chine et les États-Unis, ne veulent pas mettre en balance leur développement économique. Il faut donc prévoir des émissions de gaz carbonique qui vont croître avec le développement de l'économie mondiale durant les décennies à venir, malgré les multiples congrès internationaux clamant qu'elles vont décroître...promesses d'ivrognes.

2-l'autre option est de capter les émissions de gaz à la sortie des chaudières industrielles et de valoriser cette ressource. Bien sûr l'enfouissement dans des aquifères largement promue par les instances comme l'IEA, est la dernière option à adopter...puisqu'elle n'apporte rien à l'économie mondiale, sinon une dépense d'énergie supplémentaire et donc un appauvrissement. La première utilisation qui devrait absorber utilement des milliards de tonnes de CO2 est la récupération assistée des réserves de pétrole (EOR) des "Residual Oil Zone" dans les puits en phase d'épuisement. C'est une voie qui avec l'accroissement des prix du pétrole va trouver sa pleine rentabilité...dans les grandes régions d'exploitation du pétrole tramées de gazoducs "carboniques". L'autre voie repose sur la chimie du CO2.

Je voudrais ici apporter un simple éclairage de ce qui pourrait être une amorce de chimie du CO2 qui bien sûr pourra se décliner en de multiples procédés plus ou moins pertinents.

Mais tout d'abord quels sont les produits à attendre de cette filière à développer. Pour cela il est utile d'aborder méthodiquement cette chimie à partir des étapes de réduction mono-électroniques successives de la forme la plus oxydée du Carbone qu'est le dioxyde de carbone pour aller vers la forme la plus réduite: le Méthane (FIG.).

La fourniture du premier électron, du troisième, du cinquième et du septième conduit dans ce schéma simple à la formation d'une nouvelle espèce radicalaire qui spontanément se dimérise. C'est la raison pour laquelle apparaissent successivement et de façon contre-intuitive l'acide oxalique, le glyoxal, l'éthylène glycol et l'éthane dans les produits de réduction. Pour les nombres pairs d'électrons apportés au CO2 ce sont les formes monomères que sont l'acide formique, le formaldéhyde, le méthanol et le méthane qui sont stables.

Il est alors possible, fort de cette nomenclature, d'examiner produit par produit ce à quoi la chimie raisonnée du CO2 pourrait conduire.

1- la forme oxydée : il ne faut tout d'abord pas oublier deux produits majeurs dérivés du CO2 que sont:

-le phosgène Cl-CO-Cl formidable intermédiaire majeur de synthèse de la chimie organique (isocyanates, polyuréthanes, polycarbonates,...) obtenu par réaction du monoxyde de carbone CO avec le chlore,

-l'urée NH2-CO-NH2 engrais majeur et plus marginalement réducteur des NOx dans les gaz d'échappement des véhicules (AD-BLUE) qui est obtenu par la réaction de l'ammoniac sur le CO2. La production d'urée est le premier exemple de la chimie du CO2. C'est le japonais MHI qui est le N° 1 mondial dans la maîtrise de ce procédé qui part du méthane pour produire du CO2 et de l'hydrogène. Le CO2 est d'abord capté puis utilisé dans la réaction avec l'ammoniac qui a été synthétisé auparavant à partir de l'hydrogène. C'est un modèle à suivre.

-le dioxyde de carbone est également utilisé dans la synthèse d'une classe de solvants organiques en pleine expansion de types (EC) et autres produits substitués qui sont largement utilisés dans la formulation des électrolytes des accumulateurs Li-Ion. Ce marché annuel des électrolytes représentait en 2010 dans 20 mille tonnes de mélanges complexes. Il atteindra en 2015, grâce au développement des véhicules électriques, dans les 40 à 60 mille tonnes. Le japonais UBE et l'américain Dow Chemical viennent d'annoncer la création d'une JV pour accélérer la croissance des productions d'électrolytes constitués de solvants et de sels fluorés anhydres. Cette JV sera progressivement développée aux Etats-Unis, en Europe et en Chine affirme le Nikkei.

2- l'acide oxalique: on peut imaginer un procédé électrochimique ou chimique simple qui par une réduction mono-électronique conduirait au radical anion CO2°^-, lequel en se dimérisant conduit à l'anion oxalate. La principale utilisation de l'acide oxalique est très actuelle puisqu'elle sert essentiellement en Chine à récupérer et séparer les terres-rares après chélation. Le est estimé autour de 200 millions de tonnes. Le développement de l'utilisation des terres-rares et de leur extraction en dehors de Chine ouvre la voie à un marché pour ce produit.

3-l'acide formique et son dérivé majeur le monoxyde de carbone:

Outre les élégants travaux d'Ishitani tentant de réduire le CO2 en monoxyde par des voies photochimiques inspirées des réactions enzymatiques naturelles, la chimie des mélanges naturels ou non de CO2 et de méthane est sûrement une voie d'avenir majeure pour arriver au syngas et donc aux carburants liquides synthétiques via les procédés de type Fischer-Tropsch. Nous avons rendu-compte ici des remarquables travaux japonais sur le sujet destinés à valoriser des gisements de gaz naturel très riches en CO2 selon le schéma:

Le CO2 réduit par le méthane (réaction a) conduit à un gaz de synthèse proche du gaz à l'eau (réaction b). Il y a dans ces réactions le schéma d'une future voie GTL très rentable de synthèse des carburants liquides. Le CO2 peut provenir du gisement de gaz naturel soit être volontairement rajouté au gaz pour atteindre la composition de gaz de synthèse désirée.

Dans un contexte à venir où les carburants de synthèse constitueront une part significative des approvisionnements du marché (10% à 20%), il faut imaginer des milliards de tonnes de CO2 impliquées dans ces synthèses.

4- le glyoxal: ce produit ne semble guère passionner les chimistes aujourd'hui.

5- le formaldéhyde: il est à la base de nombreuses résines (urée-formol, mélamines) et autres polyoxyméthylènes c'est un des grands intermédiaires de la chimie organique.

6- l'éthylène glycol et son dérivé l'oxyde d'éthylène qui constitue un des grands intermédiares de la pétrochimie et plus largement de la chimie organique. La chimie du CO2 qui conduirait à ces trois derniers produits présenterait un intérêt économique évident.

7- le méthanol: c'est paradoxalement le produit qui fait le plus fantasmer les prévisionnistes de l'énergie alors qu'il faut tout de même 6 électrons pour l'obtenir. Certains parlent même ...plus c'est gros plus ça impressionne. Tout cela est bien joli mais encore faudrait-il définir des procédés de production rentables.

 Une voie semble cependant attrayante: la conversion directe du CO2 en présence d'eau en méthanol et oxygène par voie photochimique sur catalyseurs de l'Université Marie Curie de Lublin. Mais pour recueillir tout l'intérêt d'un tel procédé photo-catalytique il faudrait traiter directement les gaz de combustion à la sortie des chaudières et s'affranchir ainsi du captage du CO2.

8 et 9- les alcanes: produire de l'éthane ou du méthane par hydrogénation du gaz carbonique semble bien peu attrayant et non rentable. Pour utiliser l'Hydrogène électrolytique produit par les éoliennes en heure creuse autant l'injecter directement dans le réseau de gaz naturel comme le proposent les ingénieurs de Siemens.

En conclusion il apparaît que la chimie du CO2 est une option importante de valorisation de la ressource qui entrera en compétition avec la récupération lucrative du pétrole des "Residual Oil Zone". Les bons procédés seront ceux qui maîtriseront au mieux le niveau de réduction de la ressource, sans forcément aller jusqu'au méthanol.

Le 10 Juillet 2011

Démarrage d'une unité de captage de CO2 à la sortie d'une centrale au charbon en Alabama

Par Raymond Bonnaterrele 22 juin 2011 | (8) Commentaires | Permalink

 Mitsubishi Heavy Industries (MHI) annonce qu'il vient de démarrer une unité de captage de CO2 dans une centrale au charbon de 25 MW en Alabama. Les travaux commencés il ya deux ans de cela en Mai 2009. Cette unité de 500 tonnes de CO2 par jour est capable de capter 90% des émissions de la centrale.

 Malgré sa taille modeste cette unité permet de démontrer la maîtrise du procédé de capture du CO2 à la sortie d'une centrale au charbon. MHI affirme dans ce registre avoir en commande 10 unités de capture de CO2 à la sortie de centrales au gaz naturel dont huit d'entre elles sont déjà en production. 

 L'industriel japonais fort de son expérience acquise dans les usines de production d'urée se positionne comme un des leaders mondiaux dans le captage industriel du CO2. Alstom possède également une solide base technique dans le domaine mais que vers 2015.

 Rappelons que les émissions de CO2 des centrales au charbon dépendent du rendement de la centrale et de la nature du charbon utilisé (FIG.). Une centrale avec un rendement de 40% et utilisant un charbon à 4% d'hydrogène émet autour de 0,86 tonne de CO2 par MWh. Pour une centrale de 25 MW les émissions par jour sont donc de 0,86 x 25 x 24 = 516 Tonnes de CO2.

 Dans une centrale au gaz à cycle combiné de 60% de rendement les émissions de CO2 dues à la combustion du gaz ne seront que de 0,33 tonne de CO2 par MWh, auquel il faut rajouter le CO2 initialement contenu dans le gaz naturel s'il n'est pas lui même capté. Ces simples considérations montrent qu'il reviendra moins cher au MWh produit de décarboner les gaz d'une centrale au gaz que ceux d'une centrale au charbon. Une unité de captage de 500 tonnes de CO2 par jour peut équiper une centrale au gaz de 65 MW.

 Dans tous les cas de figures le coût du captage du CO2 ne sera économiquement acceptable que si le CO2 est revendu au travers d'un vaste réseau de pipelines pour aider à la récupération améliorée du pétrole dans les puits en fin d'exploitation. Ce sera le cas dans le sud des États-Unis.

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Le 22 JUin 2011

Le Japon imagine un doublement de ses productions électronucléaires entre 2007 et 2030

Par Raymond Bonnaterrele 20 juin 2011 | (21) Commentaires | Permalink

 L'équation énergétique japonaise, dans un pays isolé, privé de ressources fossiles et traumatisé par le dernier tsunami et ses conséquences apparaît être d'une grande complexité, balancée entre la crainte nucléaire et la volonté d'indépendance énergétique et de bonne santé économique. Les premiers éléments de réflexion qui paraissent sur ce sujet après le tsunami, semblent montrer une volonté affirmée du Japon de baser son avenir énergétique sur un couplage des énergies renouvelables au nucléaire, seule voie pour lui assurer pour la partie électrique, une large part d'autosuffisance énergétique (70%) dans un contexte géostratégique incertain. L'Institute of Energy Economics (IEEJ) publie les résultats d'une étude qui au-delà des problèmes à court-terme, baserait l'avenir énergétique du Japon à l'horizon 2030 sur la maîtrise des consommations, une forte baisse de l'utilisation des énergies fossiles, un développement du nucléaire et des énergies renouvelables.

L'exemple de la génération d'électricité illustre parfaitement ces objectifs (FIG. et TAB.) avec:

- une génération d'énergie stable, passant de 1024 TWh en 2007 à 1020 TWh en 2030,

- une production des centrales à flamme en baisse de 60% sur la période,

- un doublement des productions électronucléaires par fiabilisation et modernisation des installations existantes et la constructions de 14 nouvelles unités pour plus de 19 GW,

- un fort accroissement des énergies renouvelables globalement multiplié par 2,6 par rapport à 2007 avec un accent tout particulier sur le solaire, l'éolien et la géothermie. Certains chiffres sont impressionnants comme les 12 millions de maisons qui devront être équipées de modules solaires en 2030 ou le triplement des installations géothermiques (1,65 GW en 2030).

 Cet exemple japonais montre bien que pour les pays privés de ressources fossiles et désirant ne pas dépendre pieds et poings liés de leurs fournisseurs d'énergie fossile et de leurs tarifs, la voie nucléaire est incontournable malgré de fortes économies programmées dans les consommations. Le cas de la France est assez proche de celui du Japon (à l'insularité près) et à fait le choix de solutions du même type. L'Allemagne pour des raisons de politique intérieure, fait semblant de tourner le dos au nucléaire mais va dépendre largement de ses ressources en lignite et des fournitures de gaz de son voisin la Russie, situation peu favorable dans le concert écologique et politique des nations.

 L'insularité du Japon, la présence de deux gros voisins (Chine, Russie) aux avenirs politiques incertains sont des arguments forts pour justifier un choix clair d'indépendance énergétique de ce pays qui veut de toute évidence rester un acteur économique puissant dans le monde. Cet exemple est instructif et change des boniments de foire écologiques ressassés en boucle par les médias français.

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Le 20 Juin 2011

Des batteries Sodium-Soufre pour améliorer les performances des centrales thermiques japonaises

Par Raymond Bonnaterrele 18 juin 2011 | (8) Commentaires | Permalink

  Le Japon est à la recherche de puissance électrique dans la région de Tokyo pour suppléer à la destruction de la centrale de Fukushima et à la fermeture volontaire de celle d'Homaoka dont la probabilité d'être secouée par un séisme de force 6 ou plus dans les trente ans à venir est estimée à 84% (). Pour cela le Japon va réactiver toutes les centrales au charbon et pousser à fond ses centrales au gaz naturel afin de pouvoir répondre à la pointe de puissance attendue cet été pour faire marcher les pompes à chaleur de conditionnement d'air et de contrôle de l'humidité des locaux.

 Une approche intéressante concernant la centrale au charbon de 1200MW de Noshiro repose sur la décision de Tohoku Electric Power d'équiper cette centrale d'un ensemble de batteries Sodium-Soufre constitué de 40 unités de 2MW NGK à partir du mois de Janvier 2012. Cette solution permettra de stocker en six heures jusqu'à 480 MWh en heures creuses pour les revendre à bon prix en heure de pointe.

 La technologie Sodium-Soufre faisant appel à des matériaux largement disponibles et peu onéreux (sulfure de sodium, alumine, aluminium) est une des solutions évidentes de stockage d'énergie dans les batteries fixes en charge de la régulation des réseaux ou d'optimisation du fonctionnement des centrales sur des périodes de plusieurs heures. Paradoxalement cette technologie n'est mise en œuvre que par NGK au Japon ce qui tend à démontrer une encore très faible compréhension des possibilités de régulation des réseaux par des batteries en tampon par les industriels. NGK affirme vouloir accroître la puissance de ses batteries pour en réduire la taille et le prix au Watt.

Remarque pour les incrédules: le classement des divers types de batteries en termes de coûts et de disponibilité des matéraux de base réalisé récemment classe le couple Sodium-Soufre en N°1 toutes catégories (TAB.). C'est une évidence! Du sulfure de sodium, de l'aluminium, du carbone pour collecter le courant. La pièce la plus complexe est peut-être la traversée de type verre-métal du couvercle d'aluminium permettant de séparer les polarités.

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Le 18 Juin 2011

La consommation d'un baril de produits pétroliers demande de moins en moins de pétrole brut

Par Raymond Bonnaterrele 15 juin 2011 | (6) Commentaires | Permalink

La tradition américaine utilisant le baril de pétrole comme unité de mesure du pétrole brut extrait et le gallon comme unité de volumes des carburants vendus à la pompe établit les statistiques de production et de consommation en volumes. Cette façon de faire, peu rigoureuse en raison de l'évolution des densités des produits de l'amont vers l'aval de la filière, a été largement reprise dans le monde, alors qu'en toute rigueur il aurait fallu utiliser des unités de masse. On devrait en toute rigueur acheter des kilogrammes de carburants à la pompe, il suffirait d'afficher la mesure au compteur en corrigeant de la densité du liquide après en avoir mesuré la température.

 Cette façon pratique de parler en volumes nécessite de bien intégrer toute la chaîne de transformation du pétrole qui tend à favoriser la production de produits légers et chers (essence, kérosène, gasoil) aux dépens des fonds de barils beaucoup plus lourds et de moindre rapport. L'essence présente une densité de 0,74 alors que l'asphalte présente une densité supérieure à un. Il faut également intégrer les progrès énergétiques des raffineries qui brûlent une part de leur production de moins en moins importante pour produire de l'énergie. Il faut également prendre en compte que les essences et les gasoil sortant des raffineries contiennent des biocarburants dont la part devient de plus en plus importante (l'essence américaine au mois de Mars contenait en moyenne 9,2% d'éthanol dénaturé en volume). Enfin il faut penser aux unités de type GTL et CTL qui produisent des produits pétroliers à partir de gaz naturel ou de charbon.

 Pour porter jugement sur cette évolution fondamentale de la soupe pétrolière il suffit de calculer le rapport entre pétrole produit et produits pétroliers consommés (FIG., BP 2011). Alors que dans les années 70 un baril de pétrole conduisait à 0,95 baril de produits raffinés, en 2010 un baril de pétrole a conduit à la production de 1,064 baril de produits finis et de 1,04 baril hors biocarburants. C'est une progression de rendement de 10% en quarante ans et qui n'est pas près de s'arrêter, en particulier en raison la montée en puissance des biocarburants dans le monde et avec l'arrivée des immenses raffineries de pétrole les plus modernes. Par exemple, en Arabie Saoudite les futures raffineries exploiteront à fond la ressource en pétroles lourds pour en faire des carburants ou des intermédiaires de synthèse pour la pétrochimie. En parallèle les raffineries obsolètes européennes seront fermées.

 Ces courbes montrent qu'il va y avoir de moins en moins de pétrole brut dans les carburants et de plus en plus d'ersatz ou de produits de synthèse. Une telle évolution ira en s'accélérant avec la montée des cours des produits pétroliers qui rendront très rentables les biocarburants et autres produits de synthèse divers, mais aussi avec la pression sur la réduction des émissions de CO2 comme dans l'aviation par exemple qui va mettre en œuvre des mélanges 50/50 de type kérosène et dérivés terpéniques des biocarburants.

Le 15 JUin 2011

L'Arabie Saoudite veut activer un nouveau champ pétrolier géant: Manifa

Par Raymond Bonnaterrele 13 juin 2011 | (2) Commentaires | Permalink

 Les productions mondiales de pétrole (conventionnel, sables bitumineux et condensats des extractions de gaz) ont progressé de 1,06% par an entre 1990 et 2010 (FIG.). La part de l'OPEP qui avait atteint 43% des productions mondiales en 2007, à la demande expresse à l'Arabie Saoudite du président G. Bush qui voulait enrayer la montée des cours américains du pétrole, est depuis retombée avec la baisse volontaire des quotas de production. En 2010 cette part était de 41% des productions mondiales. Les récents évènements Libyens vont faire sûrement chuter un peu plus cette contribution du Cartel à l'approvisionnement mondial en 2011.

 Remarque: certains voient dans ces courbes l'amorce d'un pic de production mondial annoncé par les Oracles du peak-oil. Pour douter de la pertinence de cette prémonition il suffit de savoir qu'en 2009 avec la crise économique mondiale les extractions ont baissé de 102 millions de tonnes et qu'en 2010 elles ont rattrapé 83 millions de tonnes. La production mondiale de pétrole est pilotée par la demande et non par une hypothétique offre rationnée.

  La seule chose censée sur ce sujet qui peut être avancée est qu'entre 2005 et 2010 les appels mondiaux de pétrole et autres "liquides" se sont stabilisés autour des 3900 millions de tonnes sous l'impact de la baisse des consommations des pays OCDE, de la croissance de la part des biocarburants et de la montée des appels des pays non OCDE.

 L’Arabie Saoudite percevant au premier rang les demandes pressantes de l'Asie et tenant compte du manque de fiabilité de certains membres de l'OPEP, la Libye constituant le Membre du Cartel le plus gravement atteint aujourd'hui, a décidé nous informe le Financial Times, de mettre en exploitation le champ géant offshore de Manifa. Ce champ qui renferme du pétrole lourd, approvisionnerait l' immense raffinerie de 400 mille barils/jour en cours de construction de Yanbu (Aramco-Sinopec) qui devrait être opérationnelle en 2014 soit un an après celle de Jubail (Aramco-Total) alimentée par un autre champ et qui devrait produire dès 2013. L'intégration vers l'aval de l'Arabie Saoudite dans le raffinage et la pétrochimie fait partie de sa stratégie de valorisation de ses réserves de pétrole, tout en maintenant un approvisionnement global suffisant vers l'Asie essentiellement.

 Le Champ géant de Manifa devrait être capable de produire 500 mille barils/jour à partir de 2013 et 900 mille barils/jour à partir de 2014. Cette nouvelle n'a pas réjoui les faucons de l'OPEP lors de la dernière réunion à Vienne.

Pour accéder au papier du FT sur le sujet passer par Google avec : Riyadh’s offshore progress marks bid to cool crude

Le 13 Juin 2011

Le non épuisement des ressources pétrolières aux USA mettent à mal les prédictions erronées

Par Raymond Bonnaterrele 12 juin 2011 | (18) Commentaires | Permalink

 L'épuisement d'une ressource recherchée sur un territoire délimité nous apprend que ce phénomène présente une vitesse d'abord croissante (apprentissage, moyens croissants d'exploitation) puis passe par un maximum pour décroître ensuite avec l'épuisement de la ressource et tend vers zéro. Le virus d'une grippe sur une métropole où se déroulent de nombreux échanges et déplacement des populations, diffuse d'abord la maladie avec une fréquence croissante, puis le nombre d'individus non immunisés décroissant, il voit son agressivité se réduire et enfin quasiment disparaître. Ces phénomènes qui ont inspiré la célèbre théorie du peak-oil, hâtivement généralisée aux ressources mondiales de pétrole, de charbon ou de gaz, ont conduit à l'énoncé d'une évidence: les ressources énergétiques fossiles sont limitées et à celui d'un grand nombre de bêtises quantitatives dont les futurs historiens pourront se délecter.

 Pour que cette approche mathématique soit pertinente il existe deux conditions nécessaires fondamentales:

1- que l'espace concerné soit fixe et exploitable: une île séparée en deux parties par une haute chaîne montagneuse interdisant tout échange de populations entre elles n'est pas pour une épidémie de grippe, un espace exploitable ce façon continue. Si vous projetez à toute la population de l'île les phénomènes grippaux qui se déroulent dans une des parties, vous allez raconter des bêtises et commander des vaccins en trop grand nombre.

2- que le processus d'exploitation de la ressource soit constant: une mutation radicale du virus en cours d'épidémie met en péril toute théorie initiale, le nombre de personnes immunisées retombant à zéro.

 Dans l'exemple choisi ici, de l'exploitation pétrolière aux États-Unis, les deux conditions fondamentales ne sont pas respectées. D'une part le territoire américain est scindé entre zones où l'exploitation pétrolière est autorisée et celles où elle ne l'est pas...encore (Exemple illustré par la carte: offshore sur la grande majorité des cotes américaines, réserves d'animaux sauvages en Alaska, partie Est du Golfe du Mexique, etc.). D'autre part, les techniques d'exploitation progressent à grands pas au cours du temps : offshore profond, forages horizontaux, fracturation hydraulique, recouvrement plus à fond de la ressource (EOR) par injection d'eau et maintenant par injection de CO2. Ces progrès rendent le recouvrement du pétrole plus efficace et élargissent la zone de prospection aux zones offshore de plus en plus profondes et autrefois inaccessibles, "les U.S.A. du pétrole s'agrandissent".  De plus, l'accroissement des prix du pétrole rendent ces techniques éminemment rentables et donc appliquées largement.

 Il résulte de ce constat simple et de bon sens qu'il est totalement illusoire de vouloir prédire à partir de l'historique des extractions de pétrole aux USA entre le milieu du XIXème siècle et 1970, année où les productions sont passées par un maximum vers les 9,6 millions de barils/jour, ce qui va se produire au XXIème et XXIIème siècle dans le domaine. Au maximum de 1970 correspondait une production cumulée de 95 milliards de barils de pétrole. Si l'industrie n'avait pas modifié depuis ce temps ses méthodes d'extraction, le pétrole américain connaîtrait une production équivalente à celle de 1930 (symétrique de 2010 par rapport à 1970, FIG.II flêche verte), soit autour de 2,5 millions de barils/jour et la production cumulée se rapprocherait dangereusement des 190 milliards de barils ultimes prévus par les équations (FIG.I).

  Mais aujourd'hui la production américaine de pétrole après 202 milliards de barils extraits est en pleine forme à 5,6 millions de barils par jour ce qui fait dire à Stuart Staniford que la courbe du peak-oil n'est pas symétrique: il constate que la production américaine ne suit plus la théorie qu'il a si longtemps défendue et affinée et qui lui avait permis des réserves ultimes (URR) américaines à 219 + ou - 8 milliards de barils alors que les productions cumulées à fin 2005 atteignaient 192 milliards de barils. Le monde était alors en plein délire peak-oileur. Les hypothèses sous-tendues par cette approche théorique n'étaient pas alors respectées dans la pratique et Stuart qui est un homme objectif et estimable, parle maintenant d'un très long plateau.

 Jusqu'à quel volume cumulé iront les extractions de pétrole américaines? Nul ne le sait, il faudra sûrement attendre le XXIIème siècle après que les gisements offshore de toutes les cotes américaines jusqu'à l'Arctique auront été découvertes et exploitées.

 Dix pour-cent des 4000 milliards de barils de réserves ultimes mondiales imaginées par Richard Nehring cela ferait une contribution autour des 400 milliards de barils de pétrole extraite du territoire américain. Il resterait dans cette hypothèse encore un siècle d'extraction de pétrole aux U.S.A. au rythme moyen annuel actuel de 2 milliards de barils par an. Cela ferait une très longue queue après le mémorable pic de 1970.

Le 12 Juin 2011

OCDE: vers une évolution différenciée des consommations d'énergie

Par Raymond Bonnaterrele 12 juin 2011 | (2) Commentaires | Permalink

 Parier sur l'évolution des consommations d'énergie dans le monde pour les décennies à venir est un exercice périlleux. Il est même quasi certain que tout ce qui est annoncé aujourd'hui par les Agences de tous poils se révèlera farfelu le moment venu. Qui peut pronostiquer d'une évolution future sans à-coups de l'économie de la Chine et de ses voisins asiatiques qui voient les inégalités s'accroître, les libertés individuelles peu évoluer et la machine économique engloutissant d'énormes quantités de matières premières en recrachant à bas prix ses déchets? Qui peut parier sur une stabilité politique sans faille des grands pays pétroliers du Moyen-Orient ou de l'Afrique? Il est par contre un exercice plus aisé et qui n'est pas toujours bien traité qui concerne l'évolution prévisibles des consommations d'énergie des pays de l'OCDE, essentiellement riches, aux activités industrielles traditionnelles souvent délaissées au profit de l'Asie et aux populations plutôt vieillissantes et de plus en plus urbanisées.

 Afin d'éviter de tomber dans le pot-pourri des statistiques énergétiques globales il me semble plus pertinent d'examiner deux paramètres: la consommation de pétrole (transport, pétrochimie) et la consommation d'électricité (activités urbaines, électrométallurgie, industrie). Les données utilisées sont issues du dernier rapport BP 2011 et des données de PIB à prix constants, CVS, de l'OCDE.

I- Les consommations de produits pétroliers et autres biocarburants décroissent fortement depuis 2005:

 Un examen des consommations de produits pétroliers et de biocarburants issus des raffineries ("liquides") entre 1990 et 2010 montre que cette consommation durant le début des années 90 était étroitement corrélée aux variations du PIB (0,3 Mbl/jour par point de PIB). Cette consommation a atteint un maximum en 2005 à 50 millions de barils/jour pour une consommation mondiale de 84 millions de barils/jour à cette époque. En raison de la montée des prix du pétrole avec l'arrivée de la croissance chinoise depuis 2004, les consommations en 2006 et 2007 ont commencé à décroître pour en 2008 chuter à 48 millions de barils/jour sous l'impact de l'envolée des cours cette année là et de la stagnation du PIB. En 2009 en raison de la crise économique, la consommation des pays OCDE a reculé de 2 millions de barils/jour supplémentaires. 2010 marque une légère reprise et 2011 avec la lente reprise économique aux États-Unis et en Europe devrait confirmer cette tendance et aller friser les 47 millions de barils/jour. En dehors de ce processus de rattrapage d'après crise il faut anticiper dans les pays de l'OCDE une baisse tendancielle des consommations de pétrole durant les décennies à venir.

 Le principal paramètre qui va agir sur cette consommation sont les prix des carburants qui dépendent à la fois des cours du brut, des marges de raffinage et de distribution et des taxes appliquées par chaque pays. La certitude partagée d'une faible marge disponible de production supplémentaire de pétrole, la fragilité politique des régimes de certains pays producteurs, la nécessité pour de nombreux États des pays de l'OCDE d'accroître leurs rentées fiscales et de limiter les déficits, laissent à penser que la pression des prix à la pompe sur les consommations va se poursuivre. Cette pression s'exerce surtout sur les baisses de consommations à moyen-terme avec l'arrivée sur le marché de véhicules toujours plus économes en carburants.

 Remarque: la montée en puissance des biocarburants non abordée ici, participe également à la baisse des consommations de produits pétroliers.

II - Les productions d'électricité accompagnent la croissance du PIB:

 Il avait été montré ici que les consommations d'électricité aux États-Unis tout comme en France étaient directement reliées au PIB. Il en est bien sûr de même pour l'ensemble des pays de l'OCDE. Il est possible d'estimer cette relation en 2011 aux environs de 47 TWh par point de pour-cent de PIB (FIG.II). Pour une croissance moyenne en volume du PIB de l'ordre de 2,5% par an, il faut donc prévoir une croissance de la consommation d'électricité des pays de l'OCDE de l'ordre de 120 TWh par an. Ceci représente l'énergie générée par 5000 éoliennes de 6 ou 7 MW en mer du Nord (3500 heures par an) ou de façon plus réaliste, de 34 générateurs thermiques de 500 MW fonctionnant 7000 heures par an.

  Cet exemple de l'OCDE montre que les évolutions de consommations d'énergie dépendent beaucoup du type d'énergie examinée. Les consommations de pétrole plombées par la montée des prix à la pompe décroissent avec des véhicules à l'efficacité énergétique accrue, un parc automobile stable et des trajets moyens plus limités. A l'inverse, les consommations d'électricité dans un contexte de plus en plus urbain et communiquant suivent la croissance du PIB.

Le 12 Juin 2011

BP : quelques extraits de la Statistical Review of World Energy 2011

Par Raymond Bonnaterrele 8 juin 2011 | (0) Commentaires | Permalink

 La revue annuelle 2011 des données énergétiques mondiales publiées par BP dans la Statistical Review of World Energy vient de paraître. Ce document de référence publié par un professionnel, rassemble un grand nombre de données indispensables pour aborder objectivement les problèmes énergétiques.

Il est possible de noter un certain nombre de faits marquants que je voudrais illustrer ici.

1- Les réserves prouvées de pétrole poursuivent leur ascension:

  Les réserves prouvées de pétrole dans le monde concernent des quantités de pétroles récupérables avec une bonne probabilité, situées dans des champs connus et pouvant être récupérées aux conditions de prix et grâce aux techniques du moment. L'accroissement des prix, l'intensification des recherches et la mise en œuvre de techniques d'exploration et de production de plus en plus sophistiquées se concrétise par une montée continue des réserves prouvées (FIG.I).

 A 1383 milliards de barils, elles progressent en 2010 de près de 7 milliards de barils après une extraction annuelle de 30 milliards de barils. Ces bons progrès proviennent entre autres des révisions à la hausse des réserves prouvées au Brésil, en Colombie, dans certains pays africains et en Inde. Les réserves prouvées des sables bitumineux canadiens sont estimées à ce jour à 143 milliards de barils.

Remarque: compte tenu des quantités cumulées de pétrole déjà extraites depuis les premiers barils du XIXème Siècle jusqu'à fin 2010 que l'on peut estimer à 1235 milliards de barils, il est possible d'en déduire que les réserves ultimes de pétrole qui seront connues un jour lointain lors de l'arrêt du dernier puits de pétrole encore en activité, seront supérieures à 2761 milliards de barils.

2- Les réserves prouvées de gaz naturel se maintiennent à 187 trillions de m3 (Tcm):

 Bien sûr avec la révolution des gaz non conventionnels, ces réserves seront appelées à fortement progresser dans les décennies à venir.

3- La production mondiale d'électricité croît de 3% par an depuis vingt ans:

La production mondiale d'électricité s'est accrue de 5,9% en 2010 et a atteint 21325 TWh ce qui lui a permis de rattraper la moindre croissance des deux années de crise précédentes. Depuis 1990 la production croît en moyenne de 3% par an (FIG.III).

Une simple extrapolation quadratique de cette tendance longue justifiée par le développement économique, la croissance de la population mondiale et son urbanisation, permet d'envisager une production mondiale d'électricité de 30 000 TWh aux environs de l'an 2020.

Pour produire les 9000 TWh qui font défaut d'ici à 2020 il faudrait installer 367 000 éoliennes de 7MW avec le facteur de charge de 40% de la mer Baltique. Il est évident que les nouveaux moyens de productions vont faire largement appel au charbon, au gaz naturel et au nucléaire. Ce sont 2500 turbines de 500 MW avec un facteur de charge de 80% ou leur équivalent qui devront être installées d'ici à 2020.

Des réserves prouvées de pétrole et de gaz en croissance, des productions d'électricité qui poursuivent leur progression, tels sont les enseignements que l'on peut retirer de la lecture de . Cette lecture est absolument indispensable pour placer dans leur contexte les scénarios les plus délirants de certains de nos contemporains appelant au rationnement ...seule alternative, selon eux, à la Punition Divine de la pénurie et des foudres climatiques.

Le 8 Juin 2011

L'IEA élabore un scénario qui annonce un nouvel "âge d'or du gaz naturel"

Par Raymond Bonnaterrele 6 juin 2011 | (9) Commentaires | Permalink

 L'Agence Internationale de l’Énergie passe beaucoup de temps à élaborer des scénarios énergétiques pour les pays membres de l'OCDE qui la financent. Ses travaux se retrouvant rapidement dépassés ou démentis, tactiquement, il ne reste plus à cette institution qu'à publier très fréquemment de nouvelles prévisions qui annulent les précédentes. C'est ainsi qu'elle vient de publier un nouveau scénario énergétique mondial annonçant un nouvel "Age d'Or du Gaz Naturel" qui annule et remplace les prévisions de 2010 dont nous avions rendu-compte ici, tout en soulignant un possible impact des croissances de gaz naturel sur le caractère précaire de ces "prévisions".

 Dans ce nouveau scénario, l'Agence minore l'utilisation du charbon et majore celle du gaz naturel dont les réserves récupérables mondiales s'avèrent être considérables et largement réparties ...ce qui était déjà connu six mois auparavant (TAB.).

 Le fanatique de prévisions pourra lire ce nouveau papier accessible à tous (c'est nouveau et nous en remercions l'Agence) mais il doit savoir que ces données ont un caractère éminemment provisoire... en attendant la prochaine mouture.

 Pour les lecteurs écolo-dépendants il faut noter le formidable saut des énergies renouvelables dont la part dans le mix énergétique mondial devrait passer de 1% en 2008 à 4% en 2035. Mais pour les consoler, je pense que l'IEA sous-estime la croissance de la biomasse et des biocarburants en n'intégrant pas un possible sinon probable développement massif des agricultures africaines et sud-américaines durant le quart de siècle à venir. La consommation de pétrole dans le monde en 2035 ne sera pas 12% au-dessus de celle qu'elle était en 2008, elle sera plutôt 12% en-dessous. Mais ce sera pour la prochaine fois.

LIRE .

Le 6 Juin 2011