WHY DO WE NEED TO SAVE ENERGY?

Without Energy No Life

EARTH is a finite system Ainsi formulée, la chose semble évidente. Au quotidien, elle passe pourtant inaperçue, tant les mesures de référence humaines sont distinctes des échelles terrestres. La différence est même si grande que nous avons toujours puisé sans compter dans des ressources imaginées, sinon infinies, du moins très grandes. Si la part que l’humanité prélève sur l’écosystème terrestre a longtemps été négligeable par rapport aux ressources disponibles, il faut bien reconnaître que, après une bonne cinquantaine d’années de croissance exponentielle, l’activité humaine rivalise désormais avec les forces de la nature. Une façon de quantifier cette activité est de considérer l’énergie qu’elle consomme. Du point de vue du physicien, l’énergie représente la grandeur qui exprime la capacité d’un système à modifier l’état d’autres systèmes avec lesquels il est en interaction. Avec les taux de croissance actuels, le temps de doublement de la consommation mondiale d’énergie est voisin de 50 ans. La crise que l’on annonce, et dont on perçoit déjà les premiers symptômes, n’est que la manifestation d’une croissance exponentielle dans un environnement fini. Si la consommation énergétique de l’humanité devait poursuivre sa croissance actuelle sur le long terme, seul le Soleil serait capable d’y pourvoir. Avec, cependant, une date butoir théorique : celle où la croissance de la consommation imposerait de capter toute la puissance qu’il rayonne. Cette date pourrait ne pas être aussi lointaine que nous l’imaginons : 3 200 ans d’une croissance annuelle de 1 % suffisent à l’atteindre. Le Soleil est, lui aussi, fini.

Nothing is created, Nothing is destroyed Everything is transformed énergie électrique  énergie mécanique Antoine Laurent de Lavoisier chimiste, philosophe et économiste français énonça la première version de la loi de conservation de la matière et a repris cette célèbre maxime venant à l’origine de Anaxagore de Clazomènes Philosophe grec ayant introduit la notion du « Nous »

World's proven oil reserves are 1200 billion barrels Source : BP Statistical Review of World Energy 2007

600 billion barrels to extract from tar sands in Canada and Venezuela + 600 billion barrels to extract from tar sands in Canada and Venezuela C’est au nord de l’Alberta que les principaux gisements de sables bitumineux se trouvent. À l’ouest, dans Peace River, au sud, Cold Lake et au nord, près de la rivière de l’Athabasca, plus précisément au Fort McMurray. Les réserves de pétrole de l’Athabasca représentent plus de 300 milliards de barils. Près de 20 entreprises sont situées en Alberta, dont les deux plus importantes : Syncrude et Suncor. De plus, pour comparer à égalité ce bitume avec des réserves de pétrole conventionnel, il faut déduire l'énergie nécessaire à son extraction et sa transformation. Au Venezuela, la "ceinture" de l'Orénoque, probablement la plus grande accumulation contiguë d'hydrocarbures au monde, contient à peu près le même volume. Aussi dense mais plus liquide que le bitume des gisements canadiens, il est souvent classé comme brut extra-lourd et non comme sables bitumineux. Les réserves existant ailleurs dans le monde sont beaucoup plus petites. Il existe un vaste gisement en Sibérie Orientale, dans la région de l'Olenek, mais pratiquement aucune information n'est disponible à son sujet. Il se situe sur la côte arctique, le climat extrême et l'isolement expliquent que son exploitation ne soit pas envisagée pour le moment. Des réserves de petite taille existent dans au moins une cinquantaine de pays.

The world consumption of oil…

…continues to growth Million Barrels of Oil a Day Annual Consumption Rest of the World Annual growth Annual Consumption USA Pourquoi est-ce que nous aurons cette augmentation "en continuant comme maintenant" ? Parce que, dans les pays occidentaux : Nous consommons de plus en plus de produits manufacturés dont la fabrication coûte de l'énergie et engendre des émissions de gaz à effet de serre (c'est la fameuse "augmentation de la consommation des ménages", que tout le monde considère généralement comme étant une bonne nouvelle), Nous nous déplaçons plus souvent et plus loin, et considérons cette possibilité comme un droit non négociable, Nous mangeons de plus en plus de viande (enfin cette augmentation semble s'être un peu stabilisée récemment), or la production de viande, étonnamment, requiert une grande consommation d'énergie fossile ; "dans" un kg de boeuf il y a plusieurs kg d'hydrocarbures ! Bref la "croissance économique" (la fameuse croissance, qui est aussi considérée comme une bonne nouvelle) a tendance à nous faire consommer plus d'énergie, même avec la "dématérialisation" de l'économie. Jean-Marc Jancovici http://www.manicore.com/documentation/serre/consommation.html China

With a world oil consumption growth of 1% per year …

… the oil reserves will be exhausted in less than 40 years En 5 ans si la toute la planète vivraient au rythme des américains En 80 ans si toute la planète vivraient au rythme des africains

But… Remember! The only thing that we have to fear, it is that the sky might fall on our heads! … and precisely

In 200 years, we will have released in the atmosphere, the carbon that took nature 600 million years to trap CO2 1850 1900 1950 2000

The sea level has risen 15 to 20 cm over the 20th century and is going to rise another 18 to 59 cm by the year 2100

We are living in a world in exponential growth

6.5 billion in 2005 5 billion in 1987 The world population is increasing 4 billion in 1975 3 billion in 1960 2 billion in 1930 Selon plusieurs prévisions, 9 milliards en 2050 si aucune guerre ou épidémie mondiale ne s’est produit d’ici là 1 billion in 1800 250 million in 1 5 million 10 000 bef. JC 5 000 bef. JC 1000 2005

90% of fossil energy The world energy consumption is increasing Rnv Energy Nuclear Natural gas Oil Coal Millions of toe 90% of fossil energy 1 million tonnes oil equivalent = 11.6 MWh Source : IEA, Mai 2007

Energy cost is increasing

How many Earths do we need ?

In Chinese, "the word « crisis » is made up of two letters In Chinese, "the word « crisis » is made up of two letters. One represents danger and the other opportunity"

In only one day, the sun provides the Earth with the same energy to that consumed by humanity in 35 years

"With Concentrated Solar Power Stations, one thousandth of the deserts surface would be sufficient to cover the world’s need in electricity" Hans Müller-Steinhagen, directeur de l'institut de thermodynamique technique du centre aérospatial allemand DLR Le solaire à concentration est une technologie différente du photovoltaïque. Des miroirs concentrent l’énergie solaire vers un tube contenant un fluide qui chauffe. La chaleur obtenue permet de former de la vapeur d’eau qui entraîne une turbine couplée à un alternateur et de l´électricité est ainsi produite. L´énergie électrique peut être transmise sur de longues distances : avec la technologie HVDC (Hight Voltage Direct Current), la perte au niveau des câbles sous-marins n’est que 3% pour 1000km. Cela signifie par exemple qu’une infime partie du Sahara peut produire l’intégralité de l’électricité consommée en Europe et en Afrique du nord. Et 90% de la population mondiale vit à moins de 2700 km des déserts chauds de la planète. Hans Müller-Steinhagen Head of the Institute of Technical Thermodynamics German Aerospace Center

These are the electric motors that consume the most energy in the industry 70% Electrolysis Other uses Lighting Electric motors 9% 4% 17%

The purchase cost of a motor is nothing in relation to its cost of use Maintenance cost 1.5% Energy cost 96% Global Cost of an electric motor

… and these are mainly the frequency inverters that allow

... to reduce the energy invoice while adapting the demand to the need

A centrifugal pump or a fan is characterized by

A flow proportional to the speed Q α v

Pressure Proportional to the square speed p α v²

Power proportional to the cube speed p α v² P α v3

/ 2 A centrifugal pump or fan working to its nominal speed divided by 2, so, to the half of the maximal flow

/ 8 … has an energy consumption divided by 8

can be realized for a centrifugal pump or a fan 30 up to 40% energy savings can be realized for a centrifugal pump or a fan

With a frequency inverter the working and service costs decrease

As of today, the manufactures consuming the most efficient electric energy …

… will be, the most competitive manufactures tomorrow

Now, you know

Thank You for your attention Philippe Châtel - Lenze