Exploiter le vent des Kerguelen
L'archipel, d'une superficie de 7 215 km2, est constitué d'une île principale, entourée de plus de 300 îles. L'île principale a une superficie de 6 675 km2 soit 92 % de la superficie totale de l'archipel et s'étend sur environ 150 km d'ouest en est et sur 120 km nord au sud.
Elle est recouverte par la calotte glaciaire Cook d'une superficie d'environ 400 km2. Le climat de Kerguelen est de type océanique, froid et extrêmement venteux. Le vent d'ouest, qu'aucune végétation ne coupe, souffle quasi continuellement à une moyenne de 35 km/h, l'archipel se trouvant dans les « quarantièmes rugissants ». Les vents de 150 km/h sont courants et atteignent parfois 200 km/h. Des hauteurs de houle de douze à quinze mètres sont courantes.
L'île est pratiquement déserte bien qu'une station scientifique y soit implantée (45 personnes au maximum) et que des touristes s'y aventurent parfois. De plus c'est une réserve naturelle: on peut donc penser qu'il n'y a aucune chance pour que le projet qui va être décrit soit un jour réalisé. Ce n'est qu'un exercice de style pour tester un cas extrême d'utilisation d'une technologie.
Mise à part l'éloignement et la protection du milieu naturel, il n'y a pas de contre indication pour l'implantation d'éoliennes.
Description du projet
Le but est d'exploiter les conditions naturelles exceptionnelles pour produire un carburant de synthèse dans des conditions économiques qu'on espère favorables.
Les inconvénients
Du fait de l'éloignement le transport du matériel risque d'être coûteux, de plus il faudra créer les infrastructures de transport à l'intérieur des terres.
Les autorisations nécessaires seront difficiles à obtenir du fait du classement en réserve naturelle de l'archipel.
Dans un premier temps, tout doit être importé.
Les avantages
Pour passer de la puissance nominale installée d'une éolienne (en W) à l'énergie fournie sur une année (en W*h) il faut en général multiplier la puissance nominale par un coefficient de l'ordre de 2.000 au lieu de 8.760 si l'éolienne fonctionnait à pleine puissance toute l'année. Dans le cas des Kerguelen le coefficient semble pouvoir atteindre 4000 sans difficultés. Cette particularité réduit d'un facteur 2 le prix du combustible de synthèse et permet d'absorber les conséquences économiques de tous les inconvénients.
L'espace disponible est grandiose.
Le processus
- Capter du gaz carbonique,
- Produire de l'hydrogène,
- Synthétiser un hydrocarbure
- Transporter les produits
C'est un processus analogue à celui que l'on a déjà décrit dans
l'Emirat vertueux, mais où on introduit une composante éolienne. Je propose aussi que l'on garde une composante nucléaire car on en aura besoin pour capter le CO2.
Capter du gaz carbonique
La solution préconisée sur la page en lien est sans doute trop optimiste: les liens sont cassés, on n'a plus de nouvelles du projet et la valeur de 100 kWh d’électricité par tonne de CO2 est contredite par des réalisations qui semblent plus achevées.
On va donc s'appuyer sur les résultats du
démonstrateur de Climeworks, qui a passé des accords avec AUDI afin de l'aider à produire des
carburants de synthèses! On retiendra de ces descriptions la consommation qui est nécessaire pour
régénérer l'absorbant et libérer le CO2 : 1500 , 2000 kwh par tonne de CO2 à une température inférieure à 95°. Cela explique que l'on ait besoin de combiner du nucléaire, car un sous produit de la génération électrique d'une centrale nucléaire est de la chaleur qui a les caractéristiques requises pour la production du CO2.
Produire de l'hydrogène
On reste sur les solutions
déjà décrites cela nous permet un premier bilan d'utilisation de l'énergie:
Il faut 1750 kWh thermique par tonne de CO2 c'est-à-dire pour 273 kg de carbone. Il faudra les combiner avec 45,5 kg d'hydrogène et en produire en plus 91 kg pour éliminer l'oxygène du CO2 le tout consommera 3388 kWh avec le procédé d'électrolyse que l'on préconise.
Si on fait l'hypothèse que les kWh thermiques sont issu d'une centrale nucléaire (en cogénération) celle-ci fournira aussi 875 kWh électrique du fait du rendement de 33% de ce type de centrale, et on demandera aux éoliennes 3388 - 875 = 2513 kWh. L'énergie électrique Nucléaire doit donc représenter 35% de l'énergie électrique renouvelable consacrée à la production de carburant de synthèse.
Synthétiser un hydrocarbure
On peut rester sur les solutions déjà décrites
http://transition.wifeo.com/lemirat-vertueux.php mais on peut aussi envisager de synthétiser
du méthanol. En effet on peut être impressionné par un prix Nobel George A. Olah qui s'investit dans la production du méthanol!
Transporter les produits
Le transport du carburant de synthèse ne pose pas de problèmes, mais on peut vouloir transporter du gaz carbonique si celui-ci est produit par une installation industrielle et récupéré à plus faible coût.
Le transport
par camions ou navires est possible.
Le CO2 est alors transporté sous forme liquide, à une pression de 15 bars et à une température de -30 °C.
Puissance électrique installée
D'après le site Manicore:
"Concrètement la densité de puissance nominale installée dans un champ d'éoliennes situé dans une zone favorable est de l'ordre de 10 MW par km2, soit une production annuelle de l'ordre de 20 GW.h par km2, quelque soit la taille des éoliennes concernées (en fait cela va de 7 à 12 MW par km2, donc 10 est valable pour un calcul en ordre de grandeur)." Ce chiffre est celui qu'il faut utiliser lorsqu'on implante une éolienne typique dans une zone où le nombre d'heures de fonctionnement à plein régime est de 2000 heures par an. Mais aux Kerguelen on a vu qu'il fallait prendre 4000. On pourra donc installer:
- 7000 km2* 10MW/km2 = 70 GW d'éoliennes
- et en conséquence 12.25 GW électrique de nucléaire car les centrales nucléaires fonctionnent 8000h par an contre 4000 pour les éoliennes donc il suffit d'installer 17.5% de la puissance éolienne au lieu de 35% (ce qui fait 8 EPR).
- La production d'électricité sera de 40 Gwh/km2*7000 km2 + 12.25 GW*8000h = 378 000 Gwh.
La production de carburant de synthèse sera de 223 140 496 barils par an soit 611 343 barils par jour ce qui fait 30,57 % de la consommation Française. Comme le transport routier représente 35 % de nos émissions de CO2 et que le pétrole est utilisé principalement pour cet usage, on peut estimer que nos émissions de CO2 baisseraient de 10.7%. On est loin du rapport 4!
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