Billet publié initialement en octobre 2009

A Plan to Power 100 Percent of the Planet with Renewables
By Mark Z. Jacobson and Mark A. Delucchi

Mark Z. Jacobson est directeur du département énergie et atmosphère de l'Université de Stanford. Il est notamment l'auteur d'une étude multicritère majeure comparant le bilan des différentes énergies (voir ici ).

Mark A. Dellucchi est chercheur à l'Université de Californie (UC Davis) et spécialiste des systèmes de transport.


Lire le résumé par Scientific American

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Le plan de ces deux auteurs, c'est le WWS : Wind-Water-Solar (Eolien-Hydro-Solaire)
- L'éolien, c'est 50% de la solution
- L'hydro (y compris énergies marines), c'est 10%
- Et le solaire 40% ( dont 30% PV intégré au bâti, le reste, 70% = centrales PV et centrales CSP)

Le plan intègre la conversion intégrale du parc automobile mondial au 100% électrique.
Point très intéressant : le passage de la pétro-charbon-économie à l'électron-économy WWS conduit à consommer moins d'énergie pour un service identique compte-tenu du fait de l'efficacité des chaînes électriques.

- Olivier

Key Concepts / Concept clés :

- Supplies of wind and solar energy on accessible land dwarf the energy consumed by people around the globe.
- Le potentiel en énergie éolienne et solaire sur les terres disponibles rend naine la quantité d'énergie consommée dans le monde par les hommes.

- The authors’ plan calls for 3.8 million large wind turbines, 90,000 solar plants, and numerous geothermal, tidal and rooftop photovoltaic installations worldwide.
Les auteurs appellent dans leur plan l'installation dans le monde entier de 3,8 millions d'éoliennes et 90000 centrales solaires, et également des centrales géothermiques, marée-motrices et l'installation de panneaux photovoltaïques sur les toits [Commentaire : pour mémoire, les USA ont construit 300 000 avions durant la seconde guerre mondiale et aujourd'hui, le monde produit 73 millions de voitures et d'utilitaires chaque année. L'empreinte surfacique de ces 3,8 millions d'éoliennes est inférieure à la surface de Manhattan. En ajoutant les espaces entre les éoliennes, qui peuvent être utilisés pour d'autres activités comme l'agriculture, cela correspond à 1% des surfaces continentales terrestres]

- The cost of generating and transmitting power would be less than the projected cost per kilowatt-hour for fossil-fuel and nuclear power.
Le coût du kWh obtenu, y compris le réseau de distribution de l'électricité sera inférieur au coût projeté pour le kWh en provenance des énergies sales (énergies fossiles et nucléaire).

- Shortages of a few specialty materials, along with lack of political will, loom as the greatest obstacles (...)
La pénurie de quelques matériaux spéciaux, mais également le manque de volonté politique apparaissent comme les plus grands obstacles [Commentaire : ceci pour souligner que les obstacles ne sont pas de nature technique ou économique].


Concernant les matériaux spéciaux, il s'agit 

1 -  Du Néodyme pour les aimants permanents.  Les auteurs soulignent le problème de dépendre, du moins dans un premier temps, de la Chine pour cet élément, étant donné que c'est ce pays qui a aujourd'hui développé les capacités de production en Néodyme (Néodyme que l'on trouve partout sur la planète). Installer de nouvelles capacités de production est possible mais, selon les auteurs, cela pourrait retarder la réalisation du plan WWS (passage au 100% énergies renouvelables dans le monde entier). Page 12 et 13 de l'étude :
http://www.stanford.edu/group/efmh/jacobson/WindWaterSun1009.pdf

Point important, les auteurs indiquent qu' il est tout à fait possible de produire des aimants pour éoliennes sans utiliser de néodyme, il y a trois alternatives. Voir page 14 de l'étude.

"Morcos (2009) presents the most cogent summary of the implications of any limitation in the supply of Nd for permanent magnets:

A possible dwindling of the permanent magnet supply caused by the wind turbine market

"will be self-limiting for the following reasons: large electric generators can employ a

wide variety of magnetic circuit topologies, such as surface permanent magnet, interior

permanent magnet, wound field, switched reluctance, induction and combinations of any

of the above. All of these designs employ large amounts of iron (typically in the form of

silicon steel) and copper wire, but not all require permanent magnets. Electric generator

manufacturers will pursue parallel design and development paths to hedge against raw

material pricing, with certain designs making the best economic sense depending upon

the pricing of copper, steel and permanent magnets. Considering the recent volatility of

sintered NdFeB pricing, there will be a strong economic motivation to develop generator

designs either avoiding permanent magnets or using ferrite magnets with much lower and

more stable pricing than NdFeB."

  
Il s'agit donc d'un faux problème.

2 - D'éléments nécessaires pour le photovoltaïque couche mince (Indium, Gallium etc.). Voir page 14 et 15. Là le problème est sérieux.

3 - Du Lithium pour les batteries des voitures électriques. Mark Jacobson (MJ) souligne à juste titre qu' il convient de penser au recyclage du lithium dès la conception de la batterie. MJ base sa réflexion sur l'étude de William Tahil de l'institut Meridian, un promoteur d'autres batteries, les batteries Zinc-Air.
Voir ici:
http://www.electron-economy.org/article-30668720.html

4 - Du Platine pour les piles à combustibles des voitures à hydrogène. Mark Jacobson conclue que ce n'est pas un problème.


Lire aussi :

U.S. winds and wind power at 80m
http://www.stanford.edu/group/efmh/winds/us_winds.html

Evaluation of global wind power
http://www.stanford.edu/group/efmh/winds/global_winds.html

Supplying baseload power and and reducing transmission requirements by interconnecting wind farms
http://www.stanford.edu/group/efmh/winds/aj07_jamc.pdf
 

Matching Hourly and Peak Demand by Combining

Different Renewable Energy Sources
http://www.stanford.edu/group/efmh/jacobson/HosteFinalDraft.pdf


Californie 2020 - 100% énergies renouvelables

Vert : électricité géothermique
Rouge : éolien
Jaune : solaire
Bleu : hydro



Revue de presse :

Silence radio dans la presse française...

Le tecnologie e le conoscenze per un mondo 100% rinnovabile esistono già
http://www.ecologiae.com/tecnologie-conoscenze-mondo-100-rinnovabile-esistono/9726/

Study: Shifting the world to 100% clean, renewable energy by 2030 – here are the numbers
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2009-10/su-stw101909.php
http://news.stanford.edu/news/2009/october19/jacobson-energy-study-102009.html

Can We Switch to 100% Renewable Energy by 2030?
http://www.fastcompany.com/blog/ariel-schwartz/sustainability/can-we-switch-100-renewable-energy-2030