Renouvelable

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Généralités

 

Pour toute production électrique utilisant une énergie primaire renouvelable (vent, soleil, bois, géothermie, etc), la convention prise est de ne tenir compte que des émissions « amont » pour l’énergie, et des émissions liées à la fabrication et à la maintenance du dispositif de production. L’utilisation de l’énergie primaire en elle-même est considérée comme sans émissions. Cette convention ne s’applique pas à la valorisation de déchets (qui ne sont pas tous renouvelables, notamment les plastiques), bien que certains organismes (l’AIE notamment) incluent la valorisation de déchets dans les énergies renouvelables.

 

Les facteurs d’émission présentés ci-dessous ne tiennent pas compte de l’intermittence induite.

 

Eolien

 

Une Analyse de Cycle de Vie réalisée pour l'ADEME en 2017 a permis de fournir des données précises sur les impacts environnementaux de la production éolienne avec les spécificités du parc français installé sur terre et prévu en mer [331]. Les différentes étapes du cycle de vie d’une installation éolienne sont incluses dans les frontières du système :

•Fabrication des composants du système

•Installation du système éolien

•Utilisation

•Maintenance

•Désinstallation, traitement en fin de vie

 

Différentes unités fonctionnelles ont été considérées selon la localisation de l'éolienne :

- sur terre : «1 kilowattheure issu de la capacité de production éolienne française terrestre en 2013, délivré sur le réseau électrique, avec un facteur de charge moyen calculé sur les 5 dernières années (2010-2014), pour une durée de vie de parc de 20 ans»

- en mer : «1 kilowattheure issu de la capacité de production éolienne française maritime entre 2020 et 2023, délivré sur le réseau électrique, avec un facteur de charge moyen fondé sur les estimations futures, pour une durée de vie de parc de 20 ans»

 

Les résultats* calculés pour l’ensemble des parcs éoliens terrestres et maritimes français, sur les phases de fabrication et d’usage / production d’énergie confirment les faibles émissions de CO2 :

- Eolienne terrestre : taux d'émission de 14,1 g CO2 eq / kWh

- Eolien en mer : taux d'émission de 15,6 g CO2 eq / kWh

Ces émissions caractérisant les parcs français sont analogues à celles rapportées par les études internationales. La phase de fabrication des composants est la principale source des impacts, no-tamment en raison de la consommation d’énergie.

 

(*) Remarque : afin d’assurer une cohérence de périmètre de comptabilisation avec les autres facteurs d’émissions « énergie » présents dans la Base Carbone®, les phases de démantèlement et fin de vie des ouvrages ne sont pas intégrées dans les facteurs d’émission retenus.

 

 

Photovoltaïque

 

Le projet INCER-ACV332, soutenu par l’ADEME dans le cadre de l’appel Energie durable vise à contribuer à la consolidation des méthodes de quantification d’impacts environnementaux compte-tenu des possibles variations des paramètres d’entrée par rapport à des scénarios moyens. Pour aboutir à ces résultats, le partenaire scientifique de ce projet (ARMINES) a appliqué le protocole développé à la filière énergétiques photovoltaïque à base de silicium cristallin.

L’analyse d’incertitude au cas spécifique de la filière compte-tenu des fonctions de distribution de paramètres d’entrée définies est proposée sur une plateforme web ouverte : http://viewer.webservice-energy.org/incer-acv/app/. Les valeurs proposées utilisent une distribution statistique proche de l’état actuel de la technologie et du marché pour le productible annuel (entre 600 et 1500 kWh/kWp/an), l’intensité électrique silicium (entre 10 et 110 kWh/kg) et l’efficacité du module (entre 0.15 et 0.22 kWp/m2). La durée de vie est fixée à 25,2 ans, cette durée est conforme aux garanties des fabricants mais les panneaux ont une durée de vie plus importante.

Le facteur non technologique sur lequel il est possible de faire évoluer l’empreinte carbone du photovoltaïque est le mix électrique utilisé pour la production du module. Pour un mix électrique chinois, l’empreinte carbone du photovoltaïque est de 43,9 gCO2eq/kWh, pour un mix électrique européen 32,3 gCO2eq/kWh et 25,2 gCO2eq/kWh pour un mix électrique de fabrication français. La majorité des panneaux installé en France provenant d’usine de fabrication en Chine, la valeur par défaut est 43,9 gCO2eq/kWh.

 

 

Autres filières

 

A titre informatif, un papier publié dans Energy Policy en 2008 (Valuing the greenhouse gas emissions from nuclear power: A critical survey. B K Sovacool) dresse - au travers d’un bilan des études ACV existantes sur la filière nucléaire dans le monde - un tableau récapitulatif des résultats d’autres études sur les autres filières de production d’électricité. Les résultats des filières ENR sont proches de ceux proposés auparavant.

Attention : la valeur affichée ci-dessous pour la filière nucléaire (66 gCO2e/kWh) est une moyenne « monde », issue d’une publication de 2008. Elle n’est pas représentative du cas français pour le contenu GES du kWh nucléaire en France, merci de vous référer au chapitre « Moyens conventionnels ». Pour des valeurs « monde » plus récentes, merci de vous référer aux données de l’annexe III de l’AR5 du GIEC.

 

Lifecycle estimates for electricity generators*

Technology

Capacity/configuration/fuel

Estimate

(gCO2e/KWh)

Wind

2.5 MW, offshore

9

Hydroelectric

3.1 MW, reservoir

10

Wind

1.5 MW, onshore

10

Biogas

Anaerobic digestion

11

Hydroelectric

300 kW, run-of-river

13

Solar thermal

80MW, parabolic trough

13

Biomass

Forest wood Co-combustion with hard coal

14

Biomass

forest wood steam turbine

22

Biomass

Short rotation forestry Co-conbustion with hard coal

23

Biomass

FOREST WOOD reciprocating engine

27

Biomass

Waste wood steam turbine

31

Solar PV

Polycrystalline silicone

32

Biomass

Short rotation forestry steam turbine

35

Geothermal

80MW, hot dry rock

38

Biomass

Short rotation forestry reciprocating engine

41

Nuclear

Various reactor types

66

Natural gas

Various combined cycle turbines

443

Fuel cell

Hydrogen from gaz reforming

664

Diesel

Various generator and turbine types

778

Heavy oil

Various generator and turbine types

778

Coal

Various generator types with scrubbing

960

Coal

Various generator types without scrubbing

1050

*Wind, hydroelectric, biogas, solar thermal, biomass, and geothermal, estimates taken from Pehnt (2006). Diesel, heavy oil, coal with scrubbing, coal without scrubbing, natural gaz, and fuel cell estimates taken and Gangon et al. (2002). Solar PV estimates taken from Ftehenakis et al. (2008). Nuclear is taken from this study. Estimates have been rounded to the nearest whole number.

 

 

 

 

Sources :

[330] Solar resources and carbon footprint of photovoltaic power in different regions in Europe, De Wild-Scholten, SmartGreenScans, 2014

[331] Impacts environnementaux de l’éolien français, Données 2015, ADEME, 2017