Den elektrifisering av fossile anvendelser innebærer utskifting av et fossilt brensel ved bruk av elektrisk energi . Denne elektrifiseringen brukes på mange felt: transport , varmeutvikling eller syntese av dihydrogen .
Globalt utgjorde elektrisitet i 2018 19,3% av det endelige energiforbruket mot 9,4% i 1973. Elektrisitetsproduksjonen leveres fortsatt i stor grad av kull (38,2%) og gass. Naturlig (23,1%). I følge International Energy Agency (IEA) vil elektrisitet utgjøre 1/3 av det endelige energiforbruket i 2040 . På denne datoen, ifølge IEA, vil fornybar energi være den første energikilden i elektrisitetsproduksjon, og gir 50% av den europeiske blandingen og 30% av den kinesiske blandingen.
Frankrikes endelige energiforbruk i 2018 var 151,4 Mtoe , hvorav 25% var strøm. Denne elektrisiteten brukes hovedsakelig til oppvarming og varmtvannsbereder i boligsektoren så vel som til industrien .
Elektrifisering av fossile bruksområder utgjør en viktig del av avkarboniseringen av økonomien fordi den kan produseres karbonfritt med kjernefysiske eller fornybare energier ( vannkraft , sol , vind osv.). Når det er produsert på disse måtene, kan strøm brukes uten å slippe ut klimagasser. Erstatning av fossile brensler med elektrisitet er bare av økologisk interesse hvis sistnevnte produseres karbonfritt.
Elektrisitet er en edel energi som gjør bruken spesielt effektiv: varmepumper har for eksempel en effektivitet på nesten 300%, elbilmotorer har en effektivitet på 80%, noe som er betydelig mer enn deres termiske kolleger.
I følge British Transport and Environment Agency sparer CO 2 å erstatte en termisk bil med en elektrisk bilrundt 79% i Sverige , 77% i Frankrike , 62% i Storbritannia , 56% i Tyskland og 29% i Polen (til tross for strøm veldig avhengig av kull). Studien er basert på analysen av hele bilens livssyklus (konstruksjon, bruk og resirkulering / livets slutt). Med gjennomsnittlig strøm i EU , spares CO 2er 63% og skal være mye høyere innen 2030 på grunn av avkarbonisering av strømproduksjonen .
Bruken av en elektrisk bil i Frankrike og Sverige er spesielt ren med tanke på avkarboniseringsgraden av elektrisitet.
Tungebiler: lastebil og traktorDe elektriske lastebiler vokser ganske raskt nok på grunn av store avstander og lavt antall ladestasjonen store hastigheter. De California planene til raskt å ekspandere elektriske trucker med 5 til 9% null utslipp lastebiler som selges (elektrisk eller hydrogen) ved 2024, mellom 40 og 75% ved 2035 og 100% ved 2045. Dato 500 000 null utslipp lastebiler vil rulle på deres vei.
De elektriske traktorene er enda mindre utviklet på grunn av den begrensede autonomien til disse arbeidsbilene.
TogI Frankrike er 56,75% av jernbanelinjene elektrifisert, men dette representerer 90% av kms reist av reisende. Den TGV i Frankrike trekkes elektrisk trekkraft i stedet for gassturbinen lokomotivet etter 1973 olje-sjokk i for å begrense landets energi avhengighet av denne sektoren.
Offentlig transportHistorisk sett er noe offentlig transport elektrifisert: trikk , trolleybuss eller metro . Andre, som busser , blir gradvis elektrifiserte i byene.
Trikken hadde sin storhetstid på begynnelsen av XX th århundre før nesten forsvinner. Siden oljekrisen i 1973 har trikken funnet sin mening å kompensere for privatbilen i byen.
En Bloomberg New Energy Finance-rapport forutsier at antallet elektriske busser vil tredobles innen 2025. Dette vil tilsette 1,2 millioner elektriske busser da, eller halvparten av flåten.
FlyGitt det høye energiforbruket til fly og den lave energitettheten til batterier (rundt 80 ganger lavere), er luftfartssektoren spesielt komplisert å elektrifisere. Airbus håper å lansere det første hydrogendrevne flyet innen 2035 .
BåtBåter er nesten utelukkende avhengige av fossile brensler; med unntak av krigsskip (særlig kjernefysiske hangarskip ) og atombrytere . Noen få atomfrakteskip ble utviklet på 1960-tallet til 1970-tallet, men prosjektene ble forlatt fordi lønnsomheten ikke var der. Det er :
Elektriske båter utvikler seg sakte, i flåten på 300.000 lystbåter har bare 6.000 en elektrisk motor. For passasjerskip er 70 elektriske av de 7000 i omløp og 2000 av en flåte på 200 000 små servicebåter. Det viktigste hinderet for utviklingen av disse båtene er at de er 30 til 50% dyrere.
Den beholder Elektrisk vokse svært lite. Et frakteskip som kan bære rundt hundre containere og ha en rekkevidde på 120 km ble bygget i Norge . I Kina , et annet lasteskip med en kapasitet på 1000 tonn, en rekkevidde på 50 km og en energikapasitet på 1 458 kWh. Også i Kina, et lasteskip med en kapasitet på 2000 tonn, en rekkevidde på 80 km og har et litiumionbatteri med en kapasitet på 2400 kWh for en ladetid på 2 timer.
Frankrike blir oppvarmet ganske massivt med strøm siden i 2015 var 38,7% av husene og 32,8% av leilighetene oppvarmet med strøm. Bruk av konvensjonell elektrisk oppvarming reduserer CO 2 -utslippi Frankrike, fordi den bare slipper ut 79 til 149 g CO 2/ kWh mot 205 g for naturgass og 324 g for fyringsolje . Bare tre er renere med 30 g / kWh . Når en varmepumpe brukes, utslipp av CO 2reduseres til 49 g / kWh produsert varme takket være den høye effektiviteten til disse enhetene. CO 2 -utslippved elektrisk oppvarming avhenger av hvordan strømmen produseres. Elektrisk oppvarming kompliserer forvaltningen av strømnettet fordi forbruket hovedsakelig er lokalisert over vinterperioden.
I følge Sfen , i Frankrike: "Selv i topptid slipper elektrisitet til alle formål halvparten så mye CO2 som gass" .
VarmtvannsberederOppvarming av sanitærvann med gass eller fyringsolje kan erstattes av en elektrisk motstand eller en elektrisk varmepumpe.
KoktGassovner kan erstattes av kokeplater av støpejern (med en effektivitet på 60%), keramiske kokeplater (med en effektivitet på 75%) og induksjonstopper (med en effektivitet på 90%).
Andre enheter kan elektrifiseres, for eksempel gassovner til elektriske ovner, vannkokere , grill eller dampbåter som tilsettes spesielt elektriske apparater som mikrobølgeovner .
I følge en studie fra ADEME er produksjon av varme nødvendig i 10 industrielle prosesser:
I følge ADEME er det fremdeles 11 modne teknologier i dag for å erstatte fossile brensler med elektrisk energi:
Hydrogen er mye brukt i dag i industrien for produksjon av gjødsel, metanol, for oljeraffinering og i mindre grad for produksjon av stål. Verden forbruker 60 millioner tonn per år, inkludert 11 millioner for USA og 8,8 millioner for Europa (inkludert 922 000 tonn for Frankrike alene).
Bruken av hydrogen (eller rettere sagt dihydrogen ) i verden fordeles på denne måten:
bruk | Forbruk (i tonn per år) | % |
---|---|---|
Raffinering | 26.4 | 44 |
Produksjon av ammoniakk | 22.8 | 38 |
Andre kjemikalier | 4.8 | 8 |
Diverse | 6 | 10 |
96% av hydrogen kommer fra fossile kilder: 49% for naturgass, 29% fra flytende hydrokarboner og 18% fra kull. Produksjonen av hydrogen har vokst siden 1975, produksjonen krever 6% naturgass og 2% av det globale kullet og forårsaker utslipp av 830 millioner tonn karbondioksid, utslippene fra England og Indonesia tilsammen.
Produksjonen av hydrogen kan gjøres ved elektrolyse av vann, men denne prosessen bruker mye strøm. Ifølge AIE vil det kreve 3600 TWh, enten EU-forbruket eller 7 ganger Frankrike, for å elektrifisere produksjonen.
EU planlegger å utvikle 6GW elektrolysør innen 2024 for å produsere 1 megaton hydrogen per år, og innen 2030 skal 40GW installeres for å produsere de 10 megaton kontinentet trenger.