Critique du marché electrique actuel, incoherence et prospective pour les ENR

[SebastienL]

Bonjour,

j'ai eu envie d'ecrire un long article sur le marché de l'electricité europeen, son absence de coherence en matiere d'energie renouvelable notament sur l'absence de modele economique du stockage energetique tout à fait necessaire si on veut serieusement faire du renouvelable!
J'ai donc exposer une proposition de statut "batterie virtuelle distribuée" en expliquant ce que çà changerait.
Pour exposer un cas concret et appliqué j'ai devoilé une prospective technique de stockage de masse thermique autour d'un nouveau complexe nucleaire à batir pour montrer que c'est fortement probable que ce soit l'avenir de la filliaire.

si je parle de nucleaire c'est seulement parce qu'il est capable de faire une batterie ultra efficace pour les ENRs.
C'est essentielment du au fait qu'une centrale nucleaire à un mauvais rendement energetique primaire, 34% qui peut etre largement ameilioré avec un stockage thermique chauffé par les ENR, ainsi grace à une augmentation du rendement primaire par une augmentation de la temperature de la source chaude, on peut restituer en electrique l'integralité des ENR qui ont été injectées dans le chauffage du stockage, ce qui n'est vraiment pas banal!

C'est une reflexion importante à avoir, rapidement, avant que les nouveaux chantiers nucleaires commencent!
C'est determinant pour le devellopement des ENR mais aussi de la rentabilité du nucleaire pour avoir de la sureté


Bemol, c'est tres technique, surement chiant à lire et en plus j'ecris mal j'ai pas fait bac lettre donc à vous de voir, en tout cas il ya de quoi surprendre plus d'un avec ma vision de la transition energetique!

https://medium.com/@nonoceb/paradoxe-du-marché-de-lelectricité-europeen-b8c2eceb0dfb

L'article peut encore est modifié dans le but etant d'avoir une prospective realiste physiquement et economiquement, parmi d'autres.
Neanmoins techniquement je crois qu'il est stable et que çà bougera pas fondamentalement.

Bonne lecture!
Sebastien

[sicetaitsimple]

si je parle de nucleaire c'est seulement parce qu'il est capable de faire une batterie ultra efficace pour les ENRs. 
Sebastien

Mon Dieu!
J'ai parcouru ton article.
Au delà du fait que ce soit techniquement impossible de faire fonctionner une turbine sur une telle gamme de température, as -tu juste calculé le volume de stockage qui serait nécessaire pour passer d'une puissance de 1000MW (nucléaire pur) à une puissance de 1600MW (nucléaire + stockage) , ceci 24/24? Lequel stockage serait chauffé à l'électrique renouvelable, pour être ensuite reconverti en électricité avec un rendement de 30 à 40%? Avec quelle électricité renouvelable, produite quand?

Bon....je pense que tu rêves, et qu'en plus tu n'y connais pas grand chose. Désolé.

[SebastienL]

Salut sicetaitsisimple

Merci tout d'abord pour ton interet, on rentre directement dans les sujets habituelement clivants et c'est compliqué techniquement.

Conscernant ce qui est possible d'atteindre en temperature de source chaude vapeur j'ai choisi une valeur assez realite de 500°c, certaine turbine vapeur pour les centrales charbon fonctionnent à 550°c. En fait la limitation de la temperature provient essenciellement de la capacité à ne pas oxyder le metal utilisé par la turbine et ne conscerne que l'etage haute pression.
Pour les etages basse pression la limitation vient de la force centrifuge sur les dernieres pales de detente tres basse pression, on est même passé de turbine à 3000tr/min à 1500tr/min pour repondre à cette limite malgre les couts augmentés pour fabriquer la generatrice AC qui est plus lourde et plus chere que la version 3000tr/min.

Ici on parle même de turbine vapeur eau à 610°c https://www.tlv.com/global/FR/steam-the ... steam.html

Conscernant le volume de stockage thermique, oui le calcul a été fait l'ordre de grandeur c'est la dizaine de GWh à court terme 24H-48H, il ny a aucune difference entre une entrée d'électricité ENR ou une entree d'electricité d'origine nucleaire. Celà permet d'ailleurs un pouvoir d'écretage massif de la centrale nucleaire dans les situations ou les ENR depassent la demande.
Evidement la decharge du stockage n'est pas 24H/24, il ya des phases de charge et des phases de decharge mais le genie c'est qu'il est techniquement possible de restituer l'integralité de l'electricité stockée par rehaussement du rendement nucleaire lors de la decharge, à cette etape on utilise mieux la thermie nucleaire et çà compense les pertes du cycle vapeur du destockage... Faut regarder çà de pres, je sais c'est compliqué

[Obamot]

Bonjour et bienvenue Sébastien,

Ne prenez pas ombrage des réactions cinglantes de certains membres (connus ici pour ça et qui comptent souvent pour crème), et merci d'avoir accepté le jeu de la confrontation des idées Par votre approche originale et son aspect inventif.

Si on comprend bien et si on prolonge votre idée, pourquoi en effet ne pas installer des sites de stockage de chaleur, pour en faire par ex. des STEP d'un nouveau genre — soit des Stations de transfert d’énergie par pompage (en l'occurrence pompage de chaleur en heures creuses — et jouxtant les centrales avec des turbines supplémentaires dédiées, et permettraient nettement d'augmenter (voire de doubler?) leur capacité à répondre au facteur de charge du réseau, et ainsi d'augmenter le parc de production des EnR... ( de façon proportionnelle)

Pour les calculs, l'optimum sera trouvé! Qu'importe! Mais l'idée est très bonne, grâce à sa proximité avec une source de chaleur, on comprend tout de suite pourquoi... Et pourquoi pas y inclure un stockage géothermique dans la même perspective ?

On se demande même pourquoi l'idée ne serait pas déjà concrétisée? Peut-être à cause de l'opposition historique entre nuke VS EnR...?

[SebastienL]

Je viens de faire le calcul plus precis du rendement electrique du stockage-destockage thermique, il est de 88.6%

A partir d'une vapeur saturée 70bar 285.80°c 
Specific enthalpy of liquid water 1267.48kj/kg 
Specific enthalpy of steam 2773.51kj/kg 
Latent heat of vaporization 1506.03kj 
Specific heat 5.0348kj/kg
la vapeur à 70bars à 500°c possede une enthalpie de 3411.4kj/kg, on doit alors ajouter 638kj/kg sur un total de 3411kj/kg = 18.7% de chaleur en surchauffe.
Puissance primaire pour 1GW à n=34% = 2.94GW
Puissance primaire pour 1.6GW à n=44.2% = 3.62GW
Puissance de surchauffe 3.62Gw x 18.7% = 0.677GW
Puissance du reacteur 3.62Gw x 81.3% = 2.94GW
Donc on a un rendement global de decharge thermique (hors pertes dissipatives du reservoir HT) vers electricité de 600MW/677MW = 88.6%
Si çà se trouve çà sera encore meilleur, puisqu'il yaura moins de soutirage à recycler grace à une vapeur vraiment seche à l'entree du cycle.

[SebastienL]

Si on calcule l'augmentation du volume de la vapeur surchauffée à 70bars avec PV = nRT soit un ratio de 773K/558K soit 38.5% de travail disponible en plus à la turbine, en injectant 18.7% d'energie en surchauffe.
On sait par ailleurs que le rendement réel de la turbine vapeur est de 34% à 285°C, mais il est difficile d'estimer precisement le rendement à 500°c surchauffé.

On peut calculer le rapport des rendement de carnot aux 2 points de temperature chaude :
1-323/558=42%
1-323/773=58%
Soit un ratio d'augmentation de rendement de 38%, valeur qui correspond à l'augmentation du volume de la vapeur en gaz parfait. Logique.
On peut alors estimer grossierement le nouveau rendement à 0.34 x 1.38 = 46.9% et refaire le bilan :

Puissance primaire pour 1.6GW electrique à n=46.9% = 3.426GW
Puissance de surchauffe 3.426Gw x 18.7% = 0.64GW
Puissance du reacteur 3.426Gw x 81.3% = 2.785GW

Donc si on a injecté 640MW dans le stockage thermique precedement, on recupere 600MW soit un rendement de stockage de 93.75%, c'est ouf

[sicetaitsimple]

De la turbine à géométrie variable.....

Si j'ai bien compris, la turbine est utilisée:
- à 70bar et 286°C pour 1000MW en mode ""nucléaire seul"
- à 70bar et 500°C pour 1600MW en mode "nucléaire + déstockage"
Quel scénario? Disons 90% du temps en mode nucléaire seul et 10% du temps pour le reste?

Ce qui est ballot, c'est que la turbine et le reste du cycle eau-vapeur vont devoir être dimensionnés pour les conditions les plus élevées, soit 500°C et 1600MW.
Alors quand tu vas lui envoyer de la vapeur à 70bar 286°C, la turbine va être complètement désadaptée et fonctionner avec un rendement minable (en comparaison des 34% de rendement de cycle que tu évoques pour une turbine adaptée aux valeurs de 70bar 286°C). Ceci uniquement sous l'aspect thermodynamique, encore faudrait-il qu'elle fonctionne dans la durée.
Une dégradation importante 90% du temps, pour 10% du temps où il sera un peu meilleur.
Sauf à inventer la turbine de 1600MW à géométrie variable....

[Obamot]

N'ais-je pas modestement suggéré une turbine dédiée?
Est-ce si difficile d'argumenter dans un sens constructif / inventif / positif, en rendant la technique 'au service des ldées et des objectifs' (dans la mesure de leurs propres limites, ça va sans dire) et non pas un peu systématiquement à leur encontre?

[sicetaitsimple]

N'ais-je pas modestement suggéré une turbine dédiée?

Bah, modestement, si tu pars sur une turbine dédiée, tu retombes sur le rendement classique d'un cycle eau-vapeur aux température/pression assez habituelles, disons entre 35 et 40% de rendement.
Mais comme tu le disais pertinemment un peu au-dessus, la vraie question c'est "On se demande même pourquoi l'idée ne serait pas déjà concrétisée? "
C'est un mystère....

[Obamot]

Bah si, stocker de l'énergie par déphasage, sous forme de chaleur, ça se fait et ça fonctionne!

Tu ne nous forceras pas vers un énième syllogisme !
[s'ils ne l'ont pas fait "c'est donc bien QUE]:"
(bla-bla-bla)

Tu réponds pas au fond de mon post, puisque tu ne fais AUCUN effort pour te montrer CONSTRUCTIF (j'ai aussi suggéré de le coupler à de la géothermie* et ça existe sous le concept CCF => couplage chaleur-force => produit simultanément de la chaleur et de l'électricité. C'est donc pas tant qu'il n'y ont pas pensé, que le concept de cogénération doit être étendu / adapté...
(même si ce n'est pas exactement ce à quoi nous pensions jusque-là) je salue "l'effort inventif" exprimé par Sébastien.


*) Qu'en sais-tu? peut-être qu'à une époque d'abondance, les concepteurs n'y ont pas pensé ou pour une question de coûts. Alors qu'aujourd'hui il faut trouver d'autres solutions dans le disponible du mix énergétique ?