Le Texas investit dans les énergies renouvelables - L'EnerGeek

Le Texas, état du pétrole roi, investit dans les énergies renouvelables

Le Texas, état du pétrole roi, investit dans les énergies renouvelables

Souvent citée en exemple pour le développement des énergies vertes, la Californie n’est pas le seul état américain à travailler à sa transition énergétique. La preuve avec le Texas : l’état du pétrole roi investit de plus en plus dans les énergies renouvelables. A tel point qu’en 2023, elles devraient devenir la première source de production d’électricité de l’état.

Au Texas : le boom des énergies renouvelables

L’année 2022 aura marqué un tournant dans la stratégie des investissements énergétiques du Texas. Depuis plusieurs années déjà, l’état amorce sa transition énergétique. Sa priorité : un mix électrique plus vert. Et pour cela, le Texas a décidé d’investir massivement dans le développement des énergies renouvelables.

Jouissant d’un fort taux d’ensoleillement, d’une bonne exposition au vent et de grands espaces, le Texas avait tout pour favoriser le solaire et l’éolien. En 2022, ces deux filières ont bénéficié d’un renfort d’investissements. La capacité de production d’énergie solaire a augmenté de 8,6GW. C’est la seconde plus forte progression parmi les cinquante états américains en 2022. Mieux : avec 30GW de capacités éoliennes installées en 2022, le Texas se hisse au premier rang du classement.

Ces investissements ont une conséquence directe : en 2023, les énergies renouvelables devraient devenir la première source d’électricité du Texas. En effet, d’après l’Electric Reliability Council of Texas, le gestionnaire du principal réseau électrique de l’état, l’électricité verte progresse vite. Toutes sources confondues, les énergies vertes devraient peser 37% de la production d’électricité du Texas en 2023. Et elles devraient ainsi légèrement dépasser le gaz naturel, qui était jusqu’à présent la première source de production électrique de l’état.

Dynamisme économique et soutien des pouvoirs publics

Si les énergies renouvelables fleurissent au Texas, un état pourtant très attaché aux énergies fossiles, c’est parce que le contexte est favorable. En effet, le Texas vit actuellement un véritable boom économique et démographique. A tel point que sa demande en électricité explose. Sur les dix dernières années, l’état a vu sa population augmenter de 4 millions d’habitants pour approcher le seuil des 30 millions. En parallèle, le dynamisme économique requiert d’alimenter les nombreuses industries présentent sur le territoire.

Pour répondre aux enjeux électriques, les pouvoirs publics se sont mobilisés. L’état, dirigé par un gouverneur républicain, bénéficie d’une politique bi-partisane sur la question des énergies. Les démocrates soutiennent l’administration en faveur du développement des énergies renouvelables. Ce qui se traduit concrètement par un cadre fiscal qui encourage les investissements dans l’énergie solaire et éolienne.

Transition énergétique : les collectivités locales donnent l’exemple

En complément, les administrations locales du Texas investissent elles aussi dans les énergies renouvelables. Ainsi en décembre dernier, le journal Dallas Times citait en exemple le comté de Dallas. A partir de janvier 2023, le comté s’engage à alimenter exclusivement en électricité verte les 55 bâtiments dont il est propriétaire. Le comté de Dallas a signé un accord de trois ans. Et la raison de cet accord est avant tout écologique. Alors que le Texas fait face chaque année à des épisodes climatiques extrêmes, les autorités estiment de leur devoir de se mobiliser en faveur des énergies alternatives.

Energies renouvelables au Texas : un enjeu économique pour l’avenir

La filière de l’énergie est un gros pourvoyeur d’emplois au Texas, ainsi que le pilier de l’environnement économique. L’état de l’étoile solitaire est le premier producteur d’énergie de tous les Etats-Unis. A l’heure de la transition énergétique, le Texas est bien décidé à ne pas perdre cette position de leader. Et c’est ce qui explique la forte mobilisation des autorités du Texas en faveur des énergies renouvelables.

Cette politique énergétique s’avère payante puisqu’elle assure l’attractivité de l’état. Grâce au soutien des autorités, le Texas capte d’importants projets de développement en solaire et en éolien. Cette année, deux nouvelles fermes solaires vont entrer en construction : Dove Run et Sun Cactus. Elles sont toutes deux financées par Savion Energy. Et elles permettront l’implantation de pas moins de 400 000 panneaux solaires capables d’alimenter 58 000 logements. Les installations devraient entrer en service en 2025.

Les investisseurs internationaux sont également présents sur le territoire. C’est au Texas que l’entreprise turque Sabanci Holding a choisi d’implanter sa prochaine ferme solaire. Le chantier commencera au premier trimestre 2023. Et il va s’implanter dans le comté de Fort Bend.

Rédigé par : La Rédaction

La Rédaction
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COMMENTAIRES

  • Efficacité du stockage géothermique de la chaleur tout en réaffectant des puits de pétrole et de gaz abandonnés

    Si en plus on utilise une pompe à chaleur très haute température (550°C) à Cop de 3,5 comme Airthium le fait en France, je vous laisse calculer le bilan final encore meilleur !

    Beaucoup des mêmes propriétés qui rendent une formation rocheuse souterraine idéale pour l’extraction de pétrole et de gaz la rendent également idéale pour le stockage géothermique et les anciens puits de gaz ont souvent déjà la plupart des infrastructures nécessaires en place.

    Si les bassins à basse température ne produisent pas naturellement d’énergie géothermique pour générer de l’électricité, les formations du sous-sol plus profond ont par contre et en effet les propriétés thermiques et hydrauliques nécessaires pour établir un réservoir géothermique artificiel.

    Ces bassins contiennent généralement des unités rocheuses ressemblant à des éponges avec des pores ouverts et des minéraux avec une conductivité thermique optimale pris en sandwich entre des couches isolantes, fournissant l’espace et l’isolation nécessaires pour établir un réservoir de chaleur artificiel capable de retenir les fluides suffisamment chauds pour générer de l’électricité.

    Les résultats sur le terrain montrent que le processus peut maintenir une efficacité de stockage thermique de 82 %.

    Il n’y a quasiment pas de pertes d’énergie au fil du temps c’est donc du stockage très longue durée.

    Le coût net global moyen de production d’électricité calculé est de 0,138 $ par kilowattheure soit 0,127 euros / kWh ou 127 euros / MWh ce qui rend le système économiquement viable et rentable.

    Certains bassins peuvent être un moyen efficace de stocker l’énergie thermique excédentaire provenant de sources industrielles et de sources plus durables comme l’éolien et le solaire.

    Le réservoir souterrain agit essentiellement comme une grande batterie souterraine tout en réaffectant les puits de pétrole et de gaz abandonnés. C’est une situation gagnant-gagnant.

    https://news.illinois.edu/view/6367/626315322

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  • Développement et commercialisation prochaine d’un système de pompe à chaleur très haute température (100-550°C selon les besoins) à moteur stirling optimisé avec stockage d’énergie saisonnier, capable de stocker l’énergie solaire l’été pour la restituer l’hiver, également destiné aux industries, bâtiments, réseaux de chaleurs, artisans (on peut penser à la boulangerie etc), maisons etc

    Airthium (France) start-up créée en 2019 sur le site de Polytechnique, partenaire d’Air Liquide compte sortir son prototype d’1 kW cette année puis 1 MW en 2025 et 20MW en 2027-2028

    L’entreprise envisage, tout comme le consensus scientifique mondial à présent majoritaire, un monde alimenté à 100 % par des énergies renouvelables, où l’électricité serait facilement accessible et moins chère qu’aujourd’hui – moins chère que tous les combustibles fossiles ou le nucléaire.

    Pour concrétiser cette vision, Airthium construit une batterie saisonnière à faible coût qui peut stocker de l’énergie renouvelable pendant des années au lieu de plusieurs heures, et qui est jusqu’à 100 fois moins chère que les solutions actuelles, y compris les batteries lithium-ion.

    Il vise à garantir la disponibilité d’électricité solaire et éolienne à faible coût 24 heures sur 24, 365 jours par an.

    Une “batterie saisonnière à faible coût” signifie pouvoir stocker l’énergie solaire en été et la livrer en hiver, sans augmenter le coût moyen annuel de l’énergie solaire au-delà des prix des combustibles fossiles. On peut même compenser quelques “années de mauvais temps” en utilisant des réserves constituées lors des meilleures années. De cette façon, les centrales électriques à combustible fossile, qui sont utilisées aujourd’hui comme alimentation de secours lorsqu’il n’y a pas de soleil ou de vent pendant de longues durées, peuvent être arrêtées.

    Schéma de principe :

    https://airthium.com/applications/seasonal_energy_storage

    .

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  • (Airthium suite)

    Le cœur de la technologie d’Airthium est un moteur de Stirling à haut rendement propriétaire (à hélium) dont on connaît la robustesse. Il convertit l’électricité en chaleur et la chaleur en électricité, à des températures très élevées de 100 à 550°C selon les besoins. Il le fait avec une efficacité record (Coefficient de performance quasi constant de 3,5 et rendement égal à 86% du rendement maximal théorique de Carnot, contre 64% pour les pompes à chaleur courantes), un faible coût, très peu d’entretien et maintenance et aucune émission de carbone. Il n’y a pas d’hélice de compression donc 5 fois moins d’entretien et une plus longue durée de vie

    Ce dernier peut également brûler des carburants neutres en carbone (méthanol ou ammoniac produits à partir d’hydrogène vert issu de l’électrolyse de l’eau) pour produire de l’électricité.

    Il peut aussi agir comme une pompe à chaleur et transformer l’électricité renouvelable en chaleur pour la stocker dans du nitrate de sodium-potassium (sels fondus à 550°C). La chaleur stockée est ensuite à nouveau convertie en électricité par le moteur, le tout avec 70 % de rendement aller/retour. Ce principe (stockage thermodynamique) réduit le recours aux carburants synthétiques de 3 à 5 fois sur une année, divisant ainsi par 2 le coût d’une électricité renouvelable à disponibilité garantie toute l’année.

    Le stockage de chaleur durable est très courant par voie thermique (matériaux à changement de phase, sels fondus etc), y compris sans perte de chaleur sur plusieurs mois (stockage thermochimique)

    Les utilisateurs vont pouvoir pleinement en bénéficier en annulant leurs émissions de C02 et devenir Zero Carbone en réduisant les coûts d’un facteur 3,5 – et plus compte tenu des prix actuels plus élevés du gaz importé, en obtenant des prix d’énergie stables, et avec des rendements énergétiques supérieurs.

    Cela change complètement la donne, tant pour la chaleur industrielle que pour la production d’électricité.

    Présentation générale en vidéo :

    https://www.youtube.com/embed/cNDXVZ_VW5A

    .

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  • (Airthium suite)

    Les utilisateurs industriels ou certains artisans (boulangerie etc) ont besoin d’un moteur générant de la chaleur efficace qui peut produire des températures élevées – suffisamment chaudes pour générer de la vapeur ou cuire des aliments, sécher des matériaux. Cependant, la technologie d’aujourd’hui les oblige à brûler du gaz naturel, pétrole ou charbon, ou à faire passer de grandes quantités d’électricité à travers une résistance.

    En remplaçant les chaudières par des chaudières à pompe à chaleur Airthium, les utilisateurs industriels comme les artisans (boulangerie etc) et des bâtiments ou réseaux de chaleur vont pouvoir atteindre leurs objectifs de faibles émissions et économiser de l’argent dans la plupart des zones géographiques.

    Cette pompe à chaleur n’a actuellement aucun concurrent établi dans son segment 160-550°C, qui représente 3% de toutes les émissions mondiales de CO2. C’est aussi un marché de 13 milliards de dollars.

    Les secteurs du papier, de l’agroalimentaire, de la chimie, de l’automobile sont parmi les secteurs ayant le plus besoin de chaleur dans le segment 160-550°C

    Sous forme de “batterie” Airthium utilise une combinaison de combustion d’ammoniac synthétique sans CO2 et de stockage d’énergie thermique pompée (PHES) dans des sels fondus ou du sable. Cette architecture permet d’atteindre un coût en capital de stockage 100 fois inférieur à celui des batteries lithium-ion, à 2 $/kWh, et des milliers d’heures de durée de stockage, suffisamment pour remplacer entièrement les combustibles fossiles comme alimentation de secours.

    En déployant ce stockage saisonnier à faible coût à proximité de parcs solaires et éoliens à grande échelle, les développeurs économiseront sur les coûts de transmission, qui représentent généralement 25 à 50 % du coût en capital des grandes fermes renouvelables. Ensuite, en généralisant cette solution énergies renouvelables + stockage saisonnier, plus aucune énergie fossile de secours ne sera nécessaire dans la plupart des régions du monde, éliminant ainsi la majorité des 30 % d’émissions mondiales de CO2 produites aujourd’hui par les énergies fossiles de secours.

    Caractéristiques générales

    – jusqu’à 10 000 heures d’autonomie
    – coût inférieur à 0,05€/kWh (50 €/MWh)
    – capacité de 1 MW à 1 GW, soit jusqu’à la consommation de 10 immeubles de 7 étages
    – 100 fois moins chère que les batteries lithium-ion existantes et 15 fois plus petite
    – pas d’émission de C02
    – pas d’émissions de Nox (pour l’ammoniac NH3) grâce à un brûleur sans flamme
    – le moteur Stirling est par nature silencieux et peu soumis aux contraintes mécaniques, ce qui le rend utile où l’on dispose de chaleur, de froid et où les vibrations sont indésirables (il est notamment employé dans les sous-marins nucléaires qui nécessitent un silence absolu)

    https://www.polytechnique.edu/fondation/actualites/toutes-les-actualites/airthium-la-start-qui-revolutionne-le-stockage-de-lenergie

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  • (Airthium suite)

    Les pompes à chaleur haute température pour l’industrie montent pour les plus avancées jusqu’à environ +200°C et pour le chauffage peuvent potentiellement pour les plus avancées d’entre elles fonctionner sans résistance jusqu’à des températures de moins 30°C en gardant un Cop autour de 2 (voir entre autres Johnson Controls, Carrier, Trane, Bosch etc dans le cadre du Cold Climate Heat Pump Challenge)

    https://www.energy.gov/eere/buildings/residential-cold-climate-heat-pump-challenge

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  • (Airthium suite)

    Dans le monde , environ 50 % des émissions directes de CO2 proviennent de la production d’électricité et de chaleur industrielle car elles reposent encore principalement sur la combustion de gaz naturel ou de charbon. Dans le détail, environ 30 % des émissions directes de CO2 proviennent de la production d’électricité pour tous les cas d’utilisation (pas seulement l’industrie), et 20 % proviennent de la combustion directe de combustibles fossiles pour la chaleur dans l’industrie.

    Avantages comparés de la pompe à chaleur Airthium, actuellement seule pompe à chaleur au monde montant à des températures de 550°C par rapport aux autres approches, chauffage résistif, gaz, pétrole, charbon, autres pompes à chaleur très hautes températures :

    https://airthium.com/applications/industrial_heat

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  • (Airthium suite)

    Marché des pompes à chaleur très hautes températures

    Le marché des pompes à chaleurs industrielles est anticipé à environ 17 milliards d’euros par an. Airthium, qui couvre avec son système la plage de températures de 160°C à 550°C (soit une part de 17% de la chaleur industrielle) se positionne sur un marché de 30 milliards $ par an (selon données IEA)

    Par ailleurs le marché du stockage saisonnier est d’environ 125 milliards de $ par an

    Après avoir été hébergée jusqu’en 2019 à l’École polytechnique dont elle est en partie issue, l’équipe d’Airthium a rejoint le Campus Innovation d’Air Liquide dont les infrastructures lui permettent notamment de mener des expériences sous pression pour poursuivre le développement de son prototype. La start-up espère pouvoir créer un démonstrateur cette année puis construire à l’horizon 2027 ses premières centrales de stockage à proximité des centres de consommation et/ou de production d’énergie.

    Site d’Airthium

    https://airthium.com/

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