Une protéine végétale pour fabriquer de l’électricité

Les panneaux photovoltaïques fabriqués à partir d’éléments végétaux pourraient un jour servir d’alternative simple et peu coûteuse aux capteurs solaires traditionnels.

Un moyen totalement nouveau d’aborder le photovoltaïque vient d’être développé grâce à une étroite collaboration entre le Massachussets Institute of Technology (MIT) et l’EPFL. En utilisant la protéine nécessaire à la photosynthèse chez les végétaux, un chercheur du MIT, Andreas Mershin a mis au point un moyen de produire du courant électrique. Il vient ainsi d’ouvrir la voie à une nouvelle façon simple et peu coûteuse de reproduire l’énergie solaire. Ces recherches viennent compléter les travaux commencés il y a huit ans par Shuguang Zhang dans le Center for Biomedical Engineering du MIT et le professeur Michael Graetzel de l’EPFL. Elles seront publiées cette semaine dans le journal scientifique en libre accès Scientific Reports.

Lors de ses premières recherches, Shuguang Zhang était parvenu à isoler un grand nombre de molécules, regroupées sous le nom de photosystème-I (PS-I), les minuscules structures d’une cellule végétale, qui permettent la photosynthèse. Le chercheur et ses collègues ont extrait le PS-I de plantes et l’ont stabilisé chimiquement, puis ils en ont déposé une couche sur un substrat de verre. Ce dispositif s’est révélé capable de produire du courant électrique lorsqu’il est exposé à la lumière, comme une cellule solaire classique. L’étape suivante consistait à trouver un moyen d’amplifier ce courant.

Dans le laboratoire de Michael Graetzel, Andreas Mershin est arrivé à adapter un substrat photovoltaïque bien plus efficace pour absorber la lumière solaire. Ce substrat est comparable à celui utilisé dans les cellules solaires à colorant, dites « cellules Graetzel », spécialité de ce laboratoire, mais la substance PS-I est radicalement différente du colorant utilisé habituellement. Le défi apporté par une telle modification a permis d’améliorer également ces cellules solaires à colorant, en particulier grâce au développement d’un mécanisme qui transporte les électrons plus efficacement entre les extrémités des pôles, comme dans une pile.

Une « forêt » de nanofils

Andreas Mershin a en effet pu créer une minuscule « forêt » de nanofils d’oxyde de zinc (ZnO), ainsi qu’une nanostructure de dioxyde de titane (TiO2) de type spongieux, enrobée d’une matière organique dérivée de bactéries, chargée de capter la lumière. Les nanofils ont servi non seulement de support pour la matière organique, mais aussi de câbles pour véhiculer les électrons produits par les molécules à l’intérieur de la couche de matière organique, à partir desquels celle-ci pourrait être reliée à un circuit. « C’est une sorte de nano-forêt électrique », explique le chercheur.

Selon lui, le procédé a été tellement simplifié que pratiquement n’importe quel laboratoire pourrait le reproduire – y compris des laboratoires de sciences à l’université, et même dans les écoles – permettant aux chercheurs partout dans le monde de commencer à étudier ce procédé et de proposer d’autres perfectionnements. « L’efficacité du nouveau système est 10 000 fois supérieure à la version précédente, bien qu’il ne convertisse pour l’heure que 0,1% de l’énergie solaire en électricité. Cependant, 1 à 2 pour-cent d’efficacité seront suffisants pour que l’on puisse imaginer une utilisation commerciale, car les ingrédients ne coûtent presque rien et le procédé de fabrication est particulièrement simple », précise Andreas Mershin.

Ces recherches ont été financées en partie par une subvention sans restriction octroyée par la société Intel et ont aussi bénéficié de la participation de chercheurs de l’University of Tennessee.

Nouveau jalon dans la construction du tunnel de Niagara

La construction du tunnel de Niagara – haut comme un immeuble de 4 étages – vient de franchir une étape importante car la moitié de l’ouvrage est maintenant complètement recouverte d’une couche de béton.

Une fois complète, cette doublure lisse en béton assurera pendant les 100 prochaines années l’écoulement efficace – au rythme de 500 mètres cubes à la seconde – et ininterrompu de l’eau de la rivière Niagara dans ce tunnel de 10,2 km qui conduit aux centrales Sir Adam Beck.

Aussi, quand le tunnel de Niagara (un des plus grands projets d’énergie renouvelable en son genre) sera terminé en 2013, il permettra de générer assez d’électricité renouvelable pour alimenter 160 000 maisons.

Le projet emploie actuellement plus de 400 personnes et a déjà rapporté à la région des retombées économiques qui se chiffrent à environ 1 milliard de dollars.

Le renforcement de l’infrastructure hydroélectrique de l’Ontario est un élément important du plan du gouvernement McGuinty qui vise à édifier un réseau d’électricité moderne, propre et fiable produisant l’énergie nécessaire pour alimenter les infrastructures de l’Ontario (foyers, écoles, hôpitaux, etc.)

“Le Projet du tunnel de Niagara est un exemple de la façon dont la Province transforme son réseau d’électricité et investit dans l’économie de l’énergie propre. Nous construisons un système propre, moderne, fiable et abordable qui nous alimente maintenant et nous alimentera pendant encore des générations“, a précisé Chris Bentley, Ministre de l’Énergie.

“Le tunnel de Niagara est un investissement dans notre avenir car il apportera à l’Ontario de l’énergie propre et renouvelable pendant plus de cent ans. Ce qui est tout aussi impressionnant est le fait que des hommes et des femmes puissent construire ce projet en toute sécurité dans des conditions extrêmement difficiles et éprouvantes. Leur travail témoigne de la qualité et de la compétence de la main-d’œuvre ontarienne“, a indiqué Tom Mitchell, Président d’Ontario Power Generation.

Alstom s’associe à SSE et se renforce dans l’énergie marine

Le premier producteur écossais d’énergie marine, SSE Renewables et l’industriel français Alstom ont annoncé mardi la création d’une société commune chargée de développer le projet Costa Head, qui aura pour objectif d’atteindre une capacité de production de 200 mégawatts (MW) en utilisant l’énergie des vagues.

Ce projet est situé au nord de Mainland, île principale de l’archipel des Orcades, dans la zone stratégique de Pentland Firth and Orkney Waters, qui fait partie du Domaine de la Couronne britannique (The Crown Estate).

Alstom et SSE Renewables travailleront ensemble pour équiper le site de convertisseurs d’énergie de la houle AWS-III, après avoir obtenu les autorisations nécessaires. Le développement de cette technologie est assuré par la société écossaise AWS Ocean Energy, dans laquelle Alstom a acquis une participation de 40 % en juin 2011.

Le site de Costa Head se situe à 5 km au nord de Mainland, et a une profondeur d’environ 60-75m. SSE Renewables et Alstom prévoient de réaliser des analyses détaillées du site ainsi qu’une étude d’impact environnemental. L’objectif est de développer le site en commençant par une phase initiale de 10 MW environ, avant de passer à sa pleine capacité.

Créée en 2004, AWS Ocean Energy se consacre au développement et à la fourniture de son générateur houlomoteur AWS-III, un dispositif flottant dont la puissance nominale s’élève à 2,5 MW. Un prototype de l’AWS-III à l’échelle 1/9e a été testé dans le Loch Ness en 2010. Les essais à grande échelle du composant débuteront en 2012 avec le soutien de WATERS (Wave and Tidal Energy : Research, Development and Demonstration Support), un fonds géré par Scottish Enterprise. Le déploiement du prototype à grande échelle est prévu pour 2014 au Centre européen de l’énergie marine (EMEC).

Au niveau mondial, l’énergie des vagues constitue un gisement potentiel de production d’électricité estimé à 200-300 gigawatts (GW). Elle est utilisable à proximité des régions densément peuplées d’Europe et d’Amérique du Nord, ce qui en fait une nouvelle source d’énergie renouvelable attractive. La technologie AWS-III est basée sur des convertisseurs composés de cellules interconnectées à membrane flexible, qui transforment la force des vagues en énergie pneumatique par compression de l’air. Des turbo-alternateurs convertissent ensuite cette énergie pneumatique en électricité.

[ Echelle 1:9 de l'AWS-III en cours de test sur le Loch Ness, Juin 2010 ]

Un convertisseur type est un ensemble de 12 cellules, d’une largeur de près de 16 m et d’une profondeur de 8 m, disposées autour d’une structure circulaire d’un diamètre extérieur pouvant atteindre jusqu’à 60 m. Ce dispositif a une capacité de 2,5 MW, le profilé de construction en acier pesant moins de 1 300 tonnes. Le système AWS-III sera mouillé à des profondeurs de 65 à 150 m, au moyen d’extensions d’amarrage standard.

Ces convertisseurs seront regroupés par ensembles ou « fermes », d’une puissance totale pouvant atteindre plusieurs centaines de mégawatts. Chaque AWS-III sera relié à une sous-station centrale offshore via une ligne à haute tension. « Le choix de l’AWS-III pour ce projet exaltant et innovant constitue une reconnaissance majeure de la qualité de notre technologie et de nos équipes. Nous sommes fermement convaincus que l’AWS-III deviendra le choix par excellence pour la production d’électricité offshore à grande échelle à partir de l’énergie des vagues. Nous nous réjouissons de pouvoir travailler en partenariat avec Alstom et SSE sur le projet Costa Head », a déclaré Simon Grey, Directeur Général d’AWS Ocean Energy.

« Nous sommes très heureux d’annoncer l’accord signé avec SSE Renewables, un des leaders du développement de l’énergie marine dans le monde, pour le projet de Costa Head, le plus grand site de récupération de l’énergie des vagues actuellement en développement. Une fois achevé, il contribuera significativement aux objectifs que s’est fixés le Royaume-Uni dans le domaine des énergies renouvelables, a déclaré Jérôme Pécresse, Président du secteur Alstom Renewable Power. Ce projet place Alstom à l’avant-garde du domaine en forte croissance de l’énergie marine, aux côtés de nos activités dans la production d’électricité éolienne offshore et marémotrice. Il témoigne de la diversité de notre offre en tant que fournisseur leader de solutions d’énergie propre, ainsi que de l’engagement d’Alstom dans toutes les sources d’énergie renouvelable en Ecosse, dont le potentiel à cet égard est considérable. »

SSE Renewables, spécialisé dans le développement de projets d’énergie houlomotrice et marémotrice d’Ecosse, s’est vu confier en 2010 par le Crown Estate les droits de développement exclusifs du site de Costa Head. Il développe actuellement, avec ses partenaires, la moitié des 1,6 GW de capacité des sites de récupération d’énergie houlomotrice et marémotrice concédés par le Domaine de la Couronne britannique dans le cadre d’un programme de concessions commerciales dédié aux projets d’énergie marine.

« Nous sommes ravis d’être partenaires d’Alstom sur le projet Costa Head. En tant que fournisseur leader de solutions énergétiques et développeur de technologies marines, Alstom, qui dispose d’une participation dans AWS Ocean Energy, représente en effet un partenaire très solide pour ce projet. Ce partenariat constitue une étape majeure du projet Costa Head et nous sommes impatients de travailler avec Alstom en vue d’assurer la réussite du développement de ce site important », a déclaré John Thouless, responsable du développement marin chez SSE Renewables.

Eolien offshore : 3 consortiums ont déposé 10 candidatures

Pour que l’énergie éolienne en mer contribuent à produire 3,5 % de la consommation d’électricité française, soit l’alimentation de plus de 4,5 millions de foyers, cela implique la construction d’une capacité éolienne offshore de 6 GW à l’horizon 2020, soit environ 1.200 éoliennes.

Le premier appel d’offres portant sur des installations éoliennes de production d’électricité en mer en France métropolitaine doit permettre d’ériger 500 à 600 éoliennes au large des côtes françaises, pour une production de 3 GW. Il comprend la construction et l’exploitation de 5 parcs éoliens de production d’électricité implantées en mer.

Les candidats avaient jusqu’au 11 janvier 2012 – 14h, pour transmettre leurs dossiers à la Commission de Régulation de l’Energie (CRE).

Trois consortium menés par les producteurs d’énergie français EDF et GDF Suez et leur concurrent espagnol Iberdrola, ont déposé 10 candidatures dans les temps.

Le groupement dirigé par EDF (en partenariat avec Alstom) est candidat pour 4 sites. GDF Suez (en partenariat avec Areva) est partant pour 3 sites, ainsi que pour un autre site en coopération avec l’allemand Siemens. Pour terminer, le consortium Iberdrola vise lui deux sites.

Zoom sur les 5 zones retenues par le gouvernement et les objectifs de puissance :

Le Tréport (Seine-Maritme-Somme) – 110km2 : puissance maximale 750 MW, puissance minimale 600 MW ;
Fécamp (Seine-Maritime) – 88 km2 : puissance maximale 500 MW, puissance minimale 480 MW ;
Courseulles-sur-mer (Calvados) – 77 km2 : puissance maximale 500 MW, puissance minimale 420 MW ;
Saint-Brieuc (Côtes d’Armor) – 180 km2 : puissance maximale 500 MW, puissance minimale 480 MW ;
Saint-Nazaire (Loire-Atlantique) – 78 km2 : puissance maximale 750 MW, puissance minimale 420 MW.

[ Cliquez sur l'image pour zoomer ]

Les lauréats seront ensuite sélectionnés en avril 2012, puis à l’issue d’une étape de « levée des risques » obligatoire, devront confirmer la faisabilité du projet en octobre 2013. Les installations devront alors être construites progressivement à partir de 2015.

Les projets seront sélectionnés selon 3 critères, à savoir : la qualité du projet industriel et social (40 % de la note finale), le prix d’achat de l’électricité proposé (40 %) et le respect de la mer et de ses usages (20 %).

La finalisation de cet appel d’offres devrait se concrétiser par la création d’environ 10 000 emplois pour un investissement industriel de 10 milliards d’euros. Ce projet est considéré par beaucoup d’acteurs comme une opportunité de développement non seulement pour l’industrie mais aussi pour les bassins d’emplois situés sur le littoral (activités portuaires et chantiers navals).

« Nous voulons faire du développement de l’éolien offshore l’opportunité de créer en France une filière industrielle d’excellence. Nous nous réjouissons que les consortiums concurrents aient d’ores et déjà affiché des perspectives d’emplois en France très significatives. De l’ordre de 10 000 emplois pourraient être créés dans notre pays » ont déjà déclaré Nathalie Kosciusko-morizet et Eric besson.

Nouveau record de production pour le parc éolien français !

Le Syndicat des énergies renouvelables (SER) a publié hier soir un communiqué indiquant que le parc éolien français avait atteint jeudi une puissance de production de 4 636 MW, surpassant le précédent record établi début décembre, et couvert jusqu’à 8 % de la consommation électrique française.

Avec une production d’électricité instantanée atteignant celle de 5 réacteurs nucléaires, l’énergie éolienne a produit jeudi 5 janvier 6% de notre consommation, évitant le recours à des centrales thermiques fossiles à une période de l’année où les besoins en électricité sont très élevés.

Ce record de début d’année 2012 fait suite à un mois de décembre 2011 au cours duquel le parc éolien a joué un rôle particulièrement important : il a couvert 4 % de nos besoins en électricité, contre 2 % couverts respectivement par les centrales à charbon et par les centrales à gaz. Sur l’ensemble de l’année 2011, ce taux a été pour l’éolien d’environ 2,5 %, ce qui représente la consommation domestique de près de 5 millions de personnes (chauffage électrique compris).

La production éolienne de ces précédentes semaines illustre une nouvelle fois la caractéristique du parc éolien français : en effet chaque année, la production éolienne est plus élevée durant les périodes les plus froides.

** Le dispositif IPES (pour l’insertion de la production éolienne et photovoltaïque sur le système) mis en place par RTE permet de prévoir chaque jour et de manière satisfaisante la production éolienne sur le territoire et d’y adapter les besoins restants.

* Source www.rte-france.com

Comment investir dans les énergies renouvelables sans devenir un affreux spéculateur (Inform@ctions)

Changer le système énergétique français. Telle est l’ambition d’Énergie partagée, une association qui collecte l’épargne populaire pour financer les énergies renouvelables, et d’Enercoop, qui, depuis l’ouverture du marché à la concurrence, distribue à 10 000 clients de l’électricité 100 % renouvelable. Des outils pour développer une énergie écologique, collective et coopérative. En attendant le…

Source : Inform@ctions

Explorer : énergie, Energie éolienne, Environnement, parc éolien

Desertec promet à l’Afrique du Nord «un avenir extrêmement brillant» – Agence Ecofin

Agence Ecofin

Desertec promet à l'Afrique du Nord «un avenir extrêmement brillant» Agence Ecofin Quelques jours plus tôt, DII a également conclu des partenariats au Maroc avec l'agence marocaine de l'énergie solaire (MASEN), et en Tunisie avec Les Energies Renouvelables, filiale de la compagnie nationale de l'électricité et du gaz. … Un nouveau marché euro-algérien de l'énergie Portail Algérien des Energies Renouvelables 3 autres articles »

L’énergie solaire serait beaucoup moins chère à produire !

“Le public est maintenu dans l’ignorance au sujet de la viabilité de l’énergie solaire photovoltaïque“, selon une étude menée par l’Université du Queen au Canada.

“De nombreux analystes mettent en avant le coût élevé de l’énergie solaire photovoltaïque sans toujours tenir compte des dernières avancées technologiques et des réductions de coûts“, tels sont les propos de Joshua Pearce, Professeur adjoint du département de génie mécanique de l’Université du Queen. “Les modèles plus anciens pour déterminer les coûts de l’énergie photovoltaïque solaire sont trop conservateurs“.

Le Dr J. Pearce pensent que les systèmes solaires photovoltaïques sont proches du “point de basculement” où ils pourront produire de l’énergie pour à peu près le même prix que les autres sources d’énergies traditionnelles.

Les analystes regardent beaucoup de variables pour déterminer le coût des systèmes solaires photovoltaïques à destination des consommateurs, comme les coûts d’installation et d’entretien, les frais financiers, la durée de vie du système, et la quantité d’électricité qu’ils génèrent.

Le Dr J. Pearce affirme que certaines études ne tiennent pas compte de la réduction de 70% des coûts des panneaux solaires depuis 2009. Par ailleurs, il affirme que les recherches actuelles montrent une productivité annuelle de panneaux solaires haut de gamme faisant chuter les prix de seulement 0,1% à 0,2%, largement en deçà du 1% communément admis dans de nombreuses analyses économiques.

Les coûts d’équipement sont déterminés en fonction de l’électricité produite en $ (dollar) par watt. Une étude publiée en 2010 a estimé ce coût à 7,61 dollars, tandis qu’une étude datant de 2003 fixait le seuil à 4,16 dollars. Selon le Dr J. Pearce, le coût réel en 2011 est inférieur à 1 $ par watt pour les panneaux solaires achetés en volume sur le marché mondial, alors que les coûts des systèmes et de l’installation demeurent à des niveaux très variables.

Le chercheur a donc créé pour combler ces lacunes un programme de calcul disponible en téléchargement (NDLR : non communiqué malheureusement) pouvant être utilisé pour déterminer le véritable coût de l’énergie solaire.

Un Etat autrichien, champion d’Europe de l’éolien en 2030 ?

L’État fédéré autrichien du Burgenland s’engage plus avant dans le secteur des énergies renouvelables avec la mise en service d’ici 2013 de 3 nouveaux parcs éoliens d’une capacité totale de 198 mégawatts (MW).

Ces installations seront financées avec l’appui de la Banque européenne d’investissement (BEI) qui, en collaboration avec la société de crédit-bail autrichienne UniCredit Leasing, va prêter 200 millions d’euros au groupe énergétique BEWAG (Burgenländische Elektrizitätswirtschaft AG).

Le Burgenland est un précurseur dans le domaine de la production d’énergie à partir de sources renouvelables. En effet, les sources d’énergie de substitution permettent à la région de couvrir deux tiers de ses besoins en électricité. Si le Burgenland est un modèle à suivre en Europe aujourd’hui, c’est également en raison de la grande importance que cette région attache à la recherche et à la technologie.

Le projet BEWAG possède un caractère innovant de par la mise en service d’une éolienne commerciale d’une capacité de 7,5 MW (Enercon – E126), constituant un fait sans précédent.

L’installation sera réalisée à Potzneusiedl, dans l’est du Burgenland. Le même type d’équipement, mais dont la capacité n’était jusqu’ici que de 6 MW, est déjà exploité avec succès depuis un certain temps. Les ressources mises à disposition serviront en outre à financer deux grands parcs éoliens à Andau/Albrechtsfeld (41 éoliennes, pour une capacité installée de 123 MW) et à Mönchhof/Halbturn (17 éoliennes, pour une capacité installée de 51 MW). Six éoliennes (13,8 MW) seront par ailleurs installées à Kittsee, et une (2,3 MW) à Deutschkreutz.

« Le Burgenland est un exemple à suivre, tant pour ce qui est du volume d’électricité produit à partir de sources d’énergie renouvelables que pour le haut niveau des technologies mises en œuvre dans ce cadre, et BEWAG y est pour beaucoup. Le groupe est donc un partenaire idéal pour la BEI qui, grâce à ses financements, apporte un soutien ciblé au développement de ce secteur en Europe » a déclaré à l’occasion de la signature du contrat Wilhelm Molterer, vice-président de la Banque européenne d’investissement.

Le deuxième projet éolien est en cours

D’ici 2015, la société Austrian Wind Power mettra en place environ 90 installations éoliennes d’une capacité de 270 MW au maximum, notamment sur le plateau de Parndorf. Une fois tous les projets achevés, les parcs éoliens d’Austrian Wind Power seront dotés d’une capacité installée de 520 MW (à la capacité actuelle de 242 MW devrait venir s’ajouter une capacité de 270 MW).

Le coup d’envoi des travaux donné en mai dernier pour les deux installations éoliennes les plus puissantes du monde a marqué le lancement du deuxième projet éolien du groupe BEWAG. « Avec ces installations, nous vivons dès aujourd’hui la technologie éolienne de demain. En tant que premier producteur d’électricité éolienne d’Autriche, nous montrons que nous sommes aussi des pionniers de la technologie et que nous misons sur les techniques les plus modernes. Ces installations en sont le symbole. Elles dégagent une efficacité énergétique maximale pour un minimum de surface occupée » a indiqué Michael Gerbavsits, porte-parole du directoire de BEWAG.

Les deux super-éoliennes sont montées et en état de fonctionnement. La première installation sera mise en service en décembre, et la deuxième en janvier.

« Ce projet est la preuve que l’énergie éolienne est actuellement la solution de substitution la plus rationnelle. Les installations éoliennes peuvent être montées très rapidement et ont un haut niveau d’efficacité. Avec ces deux installations, l’approvisionnement en électricité de la capitale du Burgenland, Eisenstadt, pourrait être assuré » a déclaré Reinhard Schweifer, à la tête du directoire de BEWAG.

L’objectif poursuivi dans le cadre de la stratégie « 2013 » consiste à ce que la quantité d’électricité produite à partir d’énergies renouvelables permette de couvrir la consommation d’électricité de l’État fédéré. Le Burgenland aura ainsi le titre de champion d’Europe dans le domaine des énergies renouvelables.

** Depuis la fin de 2006, la Banque européenne d’investissement a nettement renforcé son engagement dans le secteur des énergies renouvelables ; en effet, entre 2006 et 2010, le montant des prêts à l’appui de projets dans ce secteur est passé de 400 millions d’euros à 5,6 milliards d’euros.

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