Centrale Energie Desert


Centrales solaires dans le désert


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Introduction

L'un des piliers de Construire l'Avenir est la décarbonisation, notamment du secteur électrique en se reposant sur un mix nucléaire et énergies renouvelables (en particulier l'hydraulique).

Cependant il existe d'autres méthodes pour décarboner la production électrique qui peuvent être adaptées aux pays se situant sur des déserts. C'est le cas de systèmes de centrales solaires géantes dans le désert. Comme celui du Saraha, par exemple.

C'est ce que propose le projet Desertec, qui vise à alimenter l'Europe et l'Afrique du Nord en énergie renouvelable (à terme à 100%) en utilisant des centrales solaires dans le désert de sable le plus grand du monde, le Saraha.

Si nous pensons que ce projet est peu adapté à l'alimentation électrique de l'Europe (le nucléaire est bien plus adapté, et ce projet créerait une dépendance de l'Europe vis-à-vis des pays du Saraha), il est intéressant de s'y pencher car l'installation de centrales solaires dans des déserts, notamment de solaire à concentration, est intéressante pour les pays qui disposent de grandes superficies désertiques (pays autour du Saraha, ou Chine avec le désert de Gobi, par exemple).

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Ci-dessus une centrale solaire au Saraha.

Alors, comment faire, et est-ce viable ? C'est ce que nous allons voir.

I. Efficacité énergétique

Chaque km2 de désert reçoit annuellement une énergie solaire équivalent à 1,5 million de barils de pétrole.
La surface totale des déserts sur la planète entière fournirait plusieurs centaines de fois l'énergie utilisée actuellement dans le monde.
Mais il n'est pas question de couvrir tous les déserts du monde en panneaux solaires. Un tel projet relève de la science fiction. En revanche couvrir 0.3% de la superficie des déserts du monde suffirait à alimenter toute l'humanité en énergie renouvelable à hauteur de sa consommation énergétique actuelle, soit environ 18 000 TWh/an (chiffres de 2009). Rappelons encore que ces projets ne sont pas étudiés pour alimenter le monde entier, mais les pays "désertiques".

De plus, il est également possible de tirer partie de la chaleur du désert via la thermoélectricité.

II. Projet Desertec

C'est sur ce principe que repose le projet Desertec dont nous avions parlé en introduction à notre propos.

Voici une représentation schématique du projet :

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Ce projet consiste en une multitude de centrales solaires aux bords du désert du Saraha jumelées à des centrales éoliennes, hydrauliques, de biomasse etc.

Outre la question énergétique, un tel projet permettrait la création de nombreux emplois locaux.

III. Faisabilité technique

1) Ressources

Ce genre de projet nécessite la construction de très nombreuses infrastructures photovoltaïques. Mais avons-nous les ressources suffisantes ? Oui.

Pour ce qui est du silicium, on en a encore en très nombreuse quantités (il s'agit du deuxième élément le plus abondant sur Terre). Nous savons en outre le substituer par du graphène ou encore les pérovskites facile à produire pour un coût vingt fois moindre que le silicium.

Les panneaux solaires nécessitent également du verre, là encore disponible en grande quantité et recyclable à 100%, à l'infini.

Le plastique peut être produit à partir d'algues, et constitue donc une ressource durable.

Des connexions en cuivre et en argent sont également nécessaires, là encore recyclables et surtout substituables.

2) Stockage d'énergie

Si une centrale solaire au désert présente beaucoup d'avantages, il faut savoir stocker l'énergie. Ce qui peut être un problème.

En revanche des techniques existent comme les STEP, ou encore le stockage thermique.
La Banque mondiale présente comme source de stockage optimale pour le solaire thermique à concentration la chaleur. Ce rapport explique ainsi qu'ne centrale solaire à concentration peut stocker la chaleur obtenue par concentration du rayonnement solaire dans de grandes cuves remplies de sels fondus. Cette chaleur peut être stockée pendant plusieurs heures ou plusieurs jours, et être transformée en électricité quand le temps est nuageux ou lors des pics de consommation.

De plus, le solaire à concentration est assez bien modulable.

3) Transport de l'énergie

De tels dispositifs nécessitent de pouvoir transporter cette énergie sur de longues distances.
Pour le transport de l'énergie, des lignes à Haute Tension de nouvelle génération (CCHT ou HVDC) permettent de transporter l'électricité sur de longues distances avec beaucoup moins de pertes en ligne (3% pour 1000 km) et presque sans pollution électromagnétique sont envisagées.
Les lignes HVDC sont par ailleurs les lignes les plus adaptées en ce qui concerne le transport d'électricité sous la mer.

Ces lignes sont utilisées notamment en Chine (barrages des Trois Gorges) pour relier des barrages entre eux, et leur efficacité a été prouvée.

Pour en apprendre plus sur cette technologie nous vous conseillons de consulter la page Wikipédia qui y est dédiée.

IV. Impact sur le désert

Déployer des parcs éoliens et solaires au désert aiderait ce dernier à verdir.
C'est ce qu'affirme une étude publiée dans le magazine Science.

La modélisation montre en effet qu'installer trois millions d'éoliennes et panneaux solaires sur 20 % de la surface du désert du Sahara causerait un doublement des précipitations.

Les éoliennes modifient en effet les masses d'air, et les centrales solaires augmentent la température au niveau du sol. Les énergies renouvelables pourraient ainsi conduire à une augmentation des pluies au Sahara, les précipitations passant de 0,24 à 0,59 mm par jour. Ce qui induit beaucoup de conséquences écologiques positives.

V. Géopolitique

Un tel projet suppose la coopération entre de nombreux d'Afrique du Nord. Un point positif est que le projet étant très diversifié, les pays seraient inter-dépendants : il n'y a pas qu'une seule grosse centrale mais de très nombreuses petites un peu partout.

En outre, les centrales énergétiques dans le désert peuvent être envisagées à l'échelle uniquement nationale.

VI. Tempêtes de sable

Les tempêtes de sable peuvent représenter un obstacle à ces projets. En revanche on peut créer des murs des panneaux de protection autour. En outre, le projet Macc, mené par le programme européen de surveillance de la Terre, vise à améliorer la productivité des parcs photovoltaïques grâce à une meilleure connaissance de ces tempêtes de poussière. Ou, plus précisément, de leur “comportement”. Les chercheurs, qui estiment pouvoir prévoir le déplacement de ces nuages de sable sur “trois, quatre ou cinq jours”, comptent ainsi minimiser leur impact sur le rendement des installations photovoltaïques.
Si l’on sait quelques jours à l’avance de l’arrivée d’une tempête nous allons stocker l’excédent d'énergie afin de pouvoir produire les jours de tempête donc les jours où il n’y pas d'énergie solaire suffisante pour faire fonctionner l’installation.

VII. Conclusion

Ainsi avons-nous vu des solutions innovantes pour faire face à la fin des hydrocarbures et pour produire une énergie sans émettre de gaz à effet de serre adaptée à certains pays disposant de ressources désertiques. Ces solutions, comme nous l'avons vu, présentent beaucoup d'avantages et sont tout à fait réalisables dans un futur proche.

Mais ce n'est pas la seule technique envisagée pour faire face à ces enjeux. Pour certaines îles volcaniques, la géothermie est indiquée, et le nucléaire demeure une énergie d'avenir, notamment avec les réacteurs de nouvelle génération (neutrons rapides, sels fondus…) ou les petits réacteurs modulaires (SMR).




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