La potentialité des énergies renouvelables thermiques

Le lecteur peut prendre connaissance du fichier concernant les différentes formes d’énergie  pour se faire une idée du potentiel en énergies naturelles disponibles sur terre.

En allant du petit vers le grand, c’est-à-dire en examinant la région parisienne en premier lieu puis l’hexagone français et enfin l’aspect mondial le potentiel en énergies thermiques naturelles peu s’évaluer ainsi :

A)  Pour la région parisienne (Ile de France)

Energie soleil
On a vu qu’à raison d’une densité urbaine de 20 000 habitants au km² chaque parisien ne dispose que de 50 m² au sol. Sur la base de 100 kWh électrique disponible annuellement par m² avec le voltaïque chaque parisien ne peut disposer annuellement « que de »  5000 kWh électrique.
Ce qui correspond vu qu’un an c'est 8760 h à une puissance moyenne de 5000/8760 = 0,57kW *  

1      Energie électromagnétique
Débit moyen de la Seine à Paris 300 m3/s ou  300 x 3600  = 1 080 000 m3/h soit pour un abaissement de température de 5°C une puissance disponible de
1 080 000 x 5 x 1,16 = 6,26 millions de kW,  soit compte tenu de la population de la région IDF voisine de 12 millions d’habitants en 2019 une puissance thermique disponible journellement par parisien voisine de 0,5 kW

2       Energie géothermique
sur la base d’un doublet de 250 m3/h et d’un ∆T de 40°C comparable à celui de Villejuif (70 à 30°C) c’est une puissance constante de 250 x 40 x 1,16 = 11 600 kW qui est disponible pour 40 000 parisiens (2 km² de surface doublet à raison de 20 000 parisiens au km²). Cela correspond à une puissance par parisien de 11 600 / 40 000 = 0,29 kW
Si le BRGM estimait qu’il n’est pas possible de percer plus profond ou d’augmenter le débit du doublet géothermique, la puissance disponible pourrait être doublée et passer à 0,58 kW la majeure partie de l’année. Ceci étant donné que les énergies électromagnétiques et géothermiques s'additionnent avec un circuit comme celui envisagé par le CSLT.  Dans ce cas c'est une puissance thermique proche de 1 kilowatt qui serait disponible en valeur moyenne pour chaque parisien soit annuellement près de 8760 kWh.

 

* indépendamment des performances des panneaux voltaïques qui augmentent régulièrement il lui faudra probablement en raison du manque de surface en ville adjoindre des centrales voltaïques en Beauce pour des raisons pratiques.

B) Pour l’hexagone français

Voir le livre sur l’énergie page 66

 

C) Approche de la potentialité des énergies renouvelables à l’échelle mondiale

Changeons maintenant d’échelle et observons le potentiel des énergies renouvelables à l’échelle mondiale.

Les énergies existantes sur terre à l’état latent sous les formes électromagnétiques type 2 et géothermiques type 3 dues à la radioactivité du sous-sol peuvent être récupérées conjointement par l’homme pour assurer ses besoins thermiques grâce à la thermodynamique.

La potentialité de la mer est considérable, particulièrement grâce à l’énergie électromagnétique associée à la chaleur spécifique de l’eau.

Quant à la potentialité de l’eau douce par rapport à nos besoins celle-ci est loin d’être négligeable et d’autant plus intéressante pour homo sapiens qu'avec un COP de 5 relativement facile à obtenir avec un chauffage thermodynamique échangeant sur l'eau la quantité d’énergie électrique nécessaire pour produire cette énergie thermique dans les logements est 5 fois plus faible que l’énergie thermique reçue.

Ceci alors qu’il est très difficile de diviser économiquement par deux le besoin en énergie avec une l’isolation à minima des bâtiments existants. L’énergie la moins chère est certes celle que l’on ne consomme pas mais le RSI doit rester raisonnable et inférieur à 10 ans. On peut espérer qu’il le restera dans le cas des chaînes énergétiques associées à la « Solar Water Economy »

1  Energie soleil

 

 

 

Surface terrestre 30%

150,000,000,000,000

 

Energie électrique moyenne par (voltaïque)

100

kWh/m²

 

Energie électrique totale

15,000,000,000,000,000

kWh

 

Energie par habitant

2,142,857

kWh

 

Puissance moyenne par habitant

245

kW

 

Besoin total par habitant (sensiblement ½ elec ½ thermique

11000

kWh

 

Surface utile %

0,5

% de la surface terrestre

 

 

 

 

 

 

 

 

2  Energie électromagnétique

 

 

 

Volume totale d'eau disponible annnuellement

105,000,000,000,000

m3

 

Débit disponible en m3/h

11,986,301,370

m3/h

 

Puissance totale disponible pour T  de 5°C

69,520,547,945

kW

 

NB d'habitant

7,000,000,000

 

 

Puissance disponible par habitant pour T  de 10°C

10

kW

 

Energie disponible dans l'année par habitant

87000

kWh thermique

 

 

 

 

 

 

 

 

3  Energie géothermique

 

 

 

Surface d'un doublet géothermale

2

km²

 

Débit du doublet

200

m3/h

 

Ppuissance disponible par doublet pour T  de 60°C (80-20)

13920

kW

 

Puissance disponible par habitant pour 20000 habitant au km²

0.35

kW

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5  Energie nucléaire

 

 

 

Energie thermique perdue par habitant

22000

kWh

 

Energie thermique totale réchauffant l’environnement

150,000,000,000,000

kWh

 

 

Soit 10%

 

 

7  Energie barrages

 

 

 

Surface totale de notre planète

500,000,000

km²

 

Surface des océans 70%

350,000,000

km²

 

Surface terrestre 30%

150,000,000

km²

 

Altitude moyenne

840

m

 

Hauteur moyenne précipitations

0.70

m

 

volume évaporé total

350,000,000,000,000

m3

 

volume précipitation sur surface terrestre

105,000,000,000,000

m3

 

Masse

105,000,000,000,000,000

kg

 

Energie potentielle en joules  mgh

865,242,000,000,000,000,000

joules

 

Energie potentielle en kWh

240,345,000,000,000

kWh

 

NB d'habitants

7,000,000,000

 

 

Energie par habitant

34335

kWh

 

Puissance moyenne par habitant

4

kW

 

Besoin moyen

22000

kWh thermique