Energie électrique d’origine fossile

La chaîne énergétique assurant la production d’énergie électrique à partir de la combustion des combustibles d’origine fossile est la suivante :

Combustion > chaleur > énergie mécanique > énergie électrique

Les performances de cette chaîne énergétique incorpore encore majoritairement la combustion du charbon dans des grand pays comme la Chine et l’Inde et ceci avec de mauvaises intention en ce qui concerne le Mexique . Elle est encore assurée aux USA avec le gaz de schiste prélevé par fracturation hydraulique de son sous-sol. Ceci avec des pompes hydrauliques très haute pression (plusieurs milliers de bar) comme indiqué sur la figure ci-contre. Elle est encore assurée en France avec la combustion du gaz russe mais cela pourrait bien être remis en cause suite à la guerre déclarée par la Russie à l’Ukraine .

En augmentant la température des gaz on arrive en augmentant la température à la source chaude à améliorer les performances des machines thermiques du type turbine à gaz. Ceci grâce à des roues à aubes étagées et des technologies complexes de refroidissement des pales pour solutionner les problèmes métallurgiques mais le rendement reste modeste et ne dépasse guère 50%. Le moteur diesel à combustion interne, autre composant de cette chaîne énergétique est lui aussi capable de délivrer de l’énergie mécanique afin d’entraîner un alternateur. Cette chaîne énergétique n’est pas plus efficace que la précédente. Il y a environ 40 ans, à l’issue d’une thèse sur un moteur diesel 6 cylindres à plats, mon professeur de thermodynamique avait attiré mon attention sur le fait que les moteurs à combustion interne ne pourront guère fournir une énergie mécanique supérieure à 4 kWh par litre de carburant. (150 grammes/cheval. heure). Force est de constater que les événements lui ont donné raison. Si l’on compare cette énergie mécanique aux 10 kWh d’énergie thermique contenus dans ce même litre de gasoil, c’est cette fois sensiblement 60 % de l’énergie totale qui est dissipée sous forme thermique et trop souvent en pure perte vers l’atmosphère par un moteur thermique. Pour éviter leur destruction, les moteurs comprennent d’ailleurs un système de refroidissement qui doit évacuer impérativement cette énergie thermique vers notre environnement. En l’absence de ce dispositif de refroidissement, c’est la surchauffe du moteur et sa destruction ! 

Ceci bien que la performance de cette chaine énergétique soit particulièrement médiocre en raison de ses pertes thermiques c'est pourtant encore environ 10% de l’électricité, soit 50 TWh qui est ainsi produite ainsi en France pendant la période la plus froide de hiver pour alimenter les radiateurs électriques entraînant une surcharge du réseau. En estimant le rendement moyen de cette chaîne énergétique à 50% tout combustible fossile confondu charbon compris, c’est donc une énergie thermique équivalente à l'énergie électrique produite soit  50 TWh  qui est dissipée le plus souvent en pure perte annuellement en France soit  750 kWh par habitant (Compte tenu de la population française de 65 millions d’habitants). Ce chiffre, extrêmement faible par rapport à l’énergie qui nous provient du soleil représente tout de même près de 2 % des 55 000 kWh consommé annuellement par chaque membre des pays de l’OCDE. 

.