La meilleure manière de dé-carboner l'économie, le choix entre croissance verte ou décroissance, occuppent une bonne partie du débat sur l'environnement et l'écologie politique. Or, les contraintes physiques, dont on doit comprendre qu'il est impossible de s'en affranchir, sont généralement trop peu connues des décideurs, et ignorée dans de nombreux débats et discours.
L'énergie est un facteur de production essentiel pour lequel :
Concernant une stratégie robuste et pragmatique pour la décarbonisation, je recommande la source bien informée et agnostique The Shift Project. Voir aussi ci-dessous la conférence de Jean-Marc Jancovici, excellent spécialiste des contraines liées à la physique de l'énergie sur l'économie.
Plusieurs physiciens de renom, dont Georges Charpak, ont dénoncé avec force le projet de fusion nucléaire Iter comme horriblement coûteux et irréaliste, comparativement à des techniques alternatives de fission, comme les réacteurs au thorium. Historiquement, la fission a toujours été beaucoup plus facile à déclencher et à maîtriser que la fusion. Voir l'excellent reportage d'Arte ci-dessous, au sujet de la moindre dangerosité du thorium vis à vis des technologies actuelles.
Références :
Tribune : Arrêtons Iter, ce réacteur hors de prix et inutilisable
Pourquoi je crois dans le projet de réacteur Iter
L’absence de dynamique contradictoire a empêché
la création de réacteurs nucléaires vraiment performants et sûrs
Impact du béton sur l'environnement
Notion de taux de retour énergétique d'une source d'énergie
ITER is a showcase … for the drawbacks of fusion energy
Je propose de revenir au ralenti sur une séquence au Parlement, où le Ministre de l'Environnement d'alors, répond à une question sur la technologie thorium. La réponstre du Ministre comprend deux parties. La première, concernant les énergies renouvelables, relate, de son propre aveu, une croyance. Pour la deuxième, où il est visiblement moins à l'aise, il a selon moi été victime de la tactique de l'élimination d'une question ennuyeuse par noyade de l'interlocuteur :
Concernant Iter :
schtroumpf_perplexe
n'est vraiment pas convainquante.
Video 4. Iter sort de terre en Provence (Le Monde)
En dehors du secteurs des énergies fossiles, plusieurs secteurs critiques, comme l'agriculture, sont directement menacés par un usage non durable de resources minérales ou fossiles dont les stocks mondiaux sont en quantité limités. Voir les trois reportages d'Arte ci-dessous. Voici trois exemples, qui ne sont peut-être pas les seuls.
Au delà de l'ugence de cette adaptation dans plusieurs secteurs, il est aussi urgent de refonder tous les modèles d'économie pour introduire une notion d'amortissement des resources naturelles. Mon avis est que les bases mathématiques peuvent se trouver dans la notion de taux d'actualisation du prix d'une resource raréfiée dans le futur, que les propriétaires de matières premières (dans leur sol) devraient prendre en compte avant de décider de céder cette resource. Le fonctionnement reviendrait à organiser une entente sur les les prix (ou les taxes) planétaire sur chaque secteur de matières premières, pour envoyer un signal prix qui ait un sens physique.
Une compensation financière doit être envisagée pour corriger un éventuel accroissement des inégalités (qui posent déjà beaucoup de problèmes humains et sociaux), pour garantir à tous un accès aux resources vitales de base, en éliminant la surconsommation, qui pèse sur les resources, nuit souvent à la santé, mais n'apporte pas réellement d'épanouissement supplémentaire au regard de la frustration.
Le pic du phosphore, de même que pour le pic pétrolier, qui est à nos portes, concerne directement la sécurité alimentaire mondiale.
La recherche scientifique doit apporter des réponses, soit sur la récupération et le recyclage du phosphore, soit sur les modèles agricoles. La surconsommation de viande est aussi un facteur qui augmente la surexploitation des terres arables, et l'agriculture intensive utilisant les sojà comme aliments pour bétail est fortement consommatrice de phosphore. Voir ma page (en anglais) sur l'impact de l'alimentation sur l'environnement.
La raréfaction du sable necessaire pour la construction pose des questions sur la durabilité du secteur de la construction (qui est de loin le plus gros utilisateur de sable), et possiblement d'autres industries à base de sable ou silicone.
(i) Généralités et Secteurs Industriels Concernés
Les stocks de lithium sont très insuffisants pour tenir les promesses de croissance des industriels utilisant des batteries conçues avec la technologie lithium-ion, qui est notamment, et de loin, la principale technologie actuellement utilisée pour les véhiclules éléctriques.
Le lithium est aussi utilisé pour les système de gestion d'énergie embarqués dans les sattellites. Les projets de méga constellations de sattellites en orbite basse devrons embarquer des quantités considérables de lithium, qui est un matériau toxique, sans que les constructeurs n'aient apporté de réelle réponse concernant la durabilité du processus.
Références :
The Trouble with Lithium:
Implications of Future PHEV Production for Lithium Demand
Faut-il avoir peur des batteries lithium-ion ?
Intoxication au lithium (Revue Médicale Suisse)
(ii) Le problème d'insuffisance des resources
La réponse toute faite sera : nous allons recycler et les technologies vont s'améliorer. Quelques calculs de coins de table permettent de montrer que ça ne suffit pas.
Il y a, en effet, des limites théoriques à la capacité de stockage d'énergie des batteries qui sont de l'ordre de 12 kWh par kilogramme de lithium, ce qui, compte tenu de la limite du nombre de recharges possibles par jour, limite la quantité totale d'énergie que les réserves mondiales de lithium, une fois extraites et raffinées, peuvent stocker et libérer sur une année.
En supposant une amélioration fulgurante des technologies et des filières de recyclages (à ce jour inexistantes), avec un recyclage de 100% et une recharge 5 fois par jours, pour des réserves mondiales inférieures à 20 millions de tonnes, toutes les batteries de lithium pourraient stocker et libérer au plus :
(12 kWh/kg)*(20 millions de tonnes)*(5 fois par jour)*(365 jours) = 438 TWh par an
Ceci est à comparer à une demande énergétique mondiale de l'ordre de 200 000 TWh par an. Le potentiel d'impact des technologies lithium-ion sur le secteur de l'énergie est donc, en mettant les choses au mieux, inférieur à 0,22%. Ceci ne repésente bien sûr pas l'énergie économisée, puisque les batteries au lithium doivent être rechargées pas une source d'énergie qui a un impact sur les chaînes de valeurs du secteur de l'énergie. Il faudrait, en outre, ajouter l'énergie consommée sur l'ensemble du cycle de vie, incluant l'extraction du lithium et son recyclage.
L'investissement dans des infrastructures de distribution d'électricité pour recharger des véhicules avec la technologie lithium-ion est irréaliste et irresponsable.
Voici un exemple typique d'un chimiste qui croit un peu trop aux introductions pipeau de ses articles sois-disant scientifiques, et qui annonce que les batteries au lithium ouvrent la voient à un monde d'énergies renouvelables durables, ce qui est grossièrement faux, si on demande à un géologue, ou si on considère le taux de retour énergétique des énergies renouvelables actuelles.
À la suite de quoi, les industriels peuvent continuer à venter des rêves à des investisseurs qui font des bulles de centaines de milliards de dollars avec des promesse de conquérir 50% du marché automobile, un label "développement durable" qui ne vaut rien, et crack ! Et pour les vraies solutions, ben on ne fait rien...
Video 9. Irresponsabilité du comité nobel de chimie 2019
qui se comporte en charlatan et ne publie pas d'erratum
Le constructeur américain Tesla produit des véhicules électriques dont les batteries ont des cellules lithium-ion qui pèsent entre 200 et 300 kilogrammes pour le Model 3. En supposant que ces batteries contiennent 100kg de l'élément lithium (c'est sûrement plus), on peut construire au plus :
(20 millions de tonnes)/(100kg) = 200 millions de voitures de ce type avec toutes les réserves mondiales
Ceci est à comparer à une production mondiale de véhicules de l'ordre de 70 millions par an. Notons que cette hypothèse de 200 millions de voitures en tout et pour tout dans le parc automobile supposerait d'exclure tout autre usage du lithium, d'avoir extrait toutes les réserves de lithium, ce qui coûterait extrêmement cher, et de recycler parfaitement et instantanément toutes les batteries.