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3) Le contexte énergétique

3) Le contexte énergétique

En utilisant massivement la combustion des sources d’énergies fossiles pour nous déplacer, nous chauffer, nous éclairer, pour la fabrication de l’électricité, pour le fonctionnement des industries, etc., nous produisons de grandes quantités de GES en particulier du CO2 rejeté dans les produits de la combustion.

Qu’est ce que la combustion ?
La combustion est une réaction chimique d'oxydo-réduction qui dégage de la chaleur (exothermique) et de la lumière, et qui réunit trois facteurs : deux composés chimiques (un combustible et un comburant) et une source d'énergie (énergie d'activation).

  • Le combustible est le produit qui brûle. Ce peut être un gaz (butane, propane, gaz naturel...), un liquide (fioul...) ou un solide ( charbon…).

  • Le comburant est le produit complémentaire du combustible dans la réaction chimique. La plupart du temps, il s'agit de l'air ambiant, et plus particulièrement de l'un de ses composants principaux, le dioxygène (O2).

  • L'énergie d'activation est le déclencheur du feu. Il s'agit généralement de chaleur. (flamme, étincelle…)

Or, 87 % des besoins énergétiques de l’humanité sont assurés par la transformation de combustibles générateurs de CO2 essentiellement le pétrole (environ 40%), le gaz naturel et les GPL (gaz de pétrole liquéfiés, butane et propane environ 24%) et le charbon (environ 23%).

Le CO2 émis part la combustion représente à lui seul 57% des GES retenus et comptabilisés dans le protocole de Kyoto.

A titre indicatif, pour quelques combustibles, la production de GES en kgeqCO2 pour 1000 [kWh] d’énergie fournie est de

  • Pour le gaz naturel : 234 [kgeqCO2]
  • Pour le GPL type propane : 274 [kgeqCO2]
  • Pour le fioul domestique : 300 [kgeqCO2]
  • Pour le charbon : 384 [kgeqCO2]

Ainsi une maison qui utiliserait le fioul domestique comme combustible pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire et qui consommerait environ 40 000 [kWh] d’énergie par an ( exemple d’un pavillon mal isolé des années 70 pour une surface de 100 [m²] environ dans une zone climatique littorale) rejetterait l’équivalent de 12 tonnes de CO2 par an (40 x 300 ([kgeqCO2] pour 1000 [kWh]).

Il nous sera de plus en plus difficile de continuer à fonder notre développement économique sur un modèle énergétique qui présuppose l’utilisation sans frein de sources d’énergie fossiles abondantes et bon marché.

La raréfaction des énergies fossiles a une incidence directe sur leur prix qui ne cesse d’augmenter dans le temps en valeur constante malgré des fluctuations passagères à la baisse dues aux conditions du marché.

L’impératif est double : limiter les effets du réchauffement climatique tout en assurant le développement durable de nos sociétés.
Relever ce défi nécessite une prise de conscience immédiate et une modification sensible des comportements.

La maîtrise de l'énergie est aujourd'hui nécessaire car la production, la transformation, le transport et la consommation d'énergie sont responsables de la plus grande part des nuisances environnementales dues à l'activité humaine : augmentation de l'effet de serre, pollution atmosphérique, pollutions des sols, des eaux, pluies acides, etc.

La maîtrise de l'énergie doit être menée en parallèle, voire en amont, avec le développement des énergies renouvelables.

Que sont les énergies renouvelables ?
Les énergies renouvelables utilisent des flux d'énergies d'origine naturelle (soleil, vent, eau, croissance végétale, géothermie...). Elles constituent donc une alternative aux énergies fossiles à plusieurs titres : elles sont inépuisables ; elles autorisent une production décentralisée adaptée à la fois aux ressources et aux besoins locaux ; elles préservent l'environnement car elles n'émettent pas de gaz à effet de serre et ne produisent pas de déchets.

Question

Quel est la quantité annuelle de GES en [kgeqCO2] rejetée par le système de chauffage par combustion d’une maison individuelle qui consommerait par an 30 000 [kWh] pour le poste chauffage et sanitaire selon que le générateur est alimenté par les combustibles suivants : charbon, fioul ou gaz naturel.
Charbon :               11 500 [kgeqCO2] an
Fioul :                       9 000 [kgeqCO2] an
Gaz naturel :             7 020 [kgeqCO2] an


Explication : 

La production de GES a été étalonnée pour chaque source d’énergie.
Pour 1000 [kWh] d’énergie :
- Le charbon rejette 384 [kgeqCO2]
- Le fioul rejette 300 [kgeqCO2
- Le gaz naturel rejette 234 [kgeqCO2].

Pour une consommation de 30 000 [kWh] chacune des énergies rejettera 30 fois cette valeur.

Dans les statistiques de comparaison de la production et de l'utilisation de l'énergie, on parle d’énergie primaire et d’énergie finale :

  • L'énergie primaire est l'énergie nécessaire pour fournir l'énergie finale que nous consommons et correspond à des produits énergétiques dans l'état (ou proches de l'état) dans lequel ils sont fournis par la nature : charbon, pétrole, gaz naturel ou bois.

  • L’énergie finale est la forme sous laquelle elle arrive chez l'utilisateur final. Les consommations d’énergie seront toujours converties en énergie primaire pour permettre une comparaison homogène.

Il existe des facteurs de conversion permettant de passer d’une énergie à l’autre. Toute énergie finale qui doit être « fabriquée », comme l’électricité par exemple, aura un facteur de conversion en énergie primaire qui sera pénalisant car de l’énergie est dépensée pour créer de l’énergie. (centrales thermiques, nucléaires)