Pourrions-nous alimenter toutes les voitures entièrement à partir de l'énergie éolienne?

Galerie d'images: renouveler la grille Un groupe d'éoliennes se profile sous le soleil couchant sur un parc éolien près de Montezuma, Kan. Voir les photos du renouvellement du réseau. Photo AP / Charlie Riedel

Pour répondre à cette question, nous devons cesser de penser à l'énergie comme une marchandise simple - quelque chose à produire et à consommer. Pensez plutôt au comportement humain, aux habitudes et habitudes de conduite et aux caprices du vent et du temps. Pensez ensuite à la façon dont tous ces facteurs se mélangeront et équilibreront la puissance qui peut réellement être produite par le vent et quand et comment elle sera utilisée par les conducteurs..

Si vous y avez réfléchi, la réponse à laquelle vous êtes probablement arrivé est «non». Et vous auriez raison - au moins dans une certaine mesure. La réponse complète réside, comme dit, dans de nombreuses variables. Ainsi, comme vous le verrez, il est possible (mais improbable) qu'un jour la réponse soit «oui».

La question des voitures alimentées à l'électricité éolienne est moins celle de l'offre et de la demande, que celle des changements sociologiques et culturels des habitudes et de la pensée. Passer de miles par gallon à kilowattheures par mile signifie plus que plonger une batterie là où se trouvait le réservoir d'essence. Il s'agit de changer les habitudes de conduite, les habitudes de déplacement et même notre conception du travail et des trajets quotidiens. Mais quand (et si) ces traditions culturelles sont changées, l'énergie éolienne serait encore à court d'approvisionnement. Bien sûr, il pourrait générer l'énergie nécessaire, mais seulement s'il y avait suffisamment de parcs éoliens et seulement s'il y avait suffisamment de moyens de distribuer l'énergie - si et si et si. Mais le vent est une bête inconstante, malgré les techniques de prévision modernes. Le vent est saisonnier, le vent dépend des tempêtes et le vent est variable et changeant - bien plus que le comportement humain.

Mais il est possible que l'éolien fasse partie d'un portefeuille de ressources énergétiques alternatives qui pourraient un jour remplacer des centrales électriques plus traditionnelles au charbon, au gaz naturel et au pétrole. Continuez à lire pour découvrir pourquoi l'éolien ne peut pas alimenter une flotte nationale de voitures, mais peut bien fonctionner comme un outil dans une plus grande boîte à outils de sources d'énergie en attente de faire des États-Unis un pays plus vert et plus économe en carburant.

Contenu

1. Le vent est imprévisible
2. L'énergie éolienne seule ne suffit pas
3. Comment le vent aidera-t-il?

Le superviseur du projet Rusty Hurt ouvre une porte à la base de l'une des tours d'éoliennes à Montezuma, Kan. Le parc éolien contient 170 des tours de 289 pieds de haut et peut produire suffisamment d'électricité pour alimenter 40 000 foyers. Photo AP / Charlie Riedel

Stephen Connors, professeur au Massachusetts Institute of Technology (MIT), étudie l'interaction de l'énergie alternative et de la production d'électricité avant que le terme réchauffement climatique n'entre dans le langage courant.

Il a déclaré que lorsqu'on examine le potentiel de l'énergie éolienne pour alimenter en électricité le parc de véhicules électriques automobiles du pays, les gens devraient voir le temps plutôt que la géographie. En bref, plutôt que de voir d'où proviendrait l'électricité, il faut regarder quand l'électricité est nécessaire.

"Le gros problème avec les véhicules électriques est que les gens veulent recharger du jour au lendemain", a déclaré Connors..

Actuellement, la plupart de l'électricité est produite à l'aide de turbines à vapeur alimentées au gaz, au charbon ou au pétrole. Plutôt que de laisser les turbines tourner au ralenti pendant la nuit, les entreprises font tourner les générateurs pendant les heures sombres, ce qui produit un énorme surplus d'électricité - même à capacité réduite - lorsque les gens en ont le moins besoin. À moins, bien sûr, que vous soyez un propriétaire de véhicule électrique (VE) branchant sur le réseau pendant la nuit, alors la production excédentaire et par conséquent le prix inférieur fonctionnent à votre avantage.

Cependant, l'énergie éolienne ne suit pas ce schéma. Au lieu de cela, l'énergie éolienne dépend moins d'une horloge prévisible et davantage des conditions météorologiques - seulement quelque peu prévisible et ne suit pas les modèles humains.

"Il y a un manque de correspondance entre les modèles de recharge des véhicules électriques et lorsque l'énergie éolienne devient disponible", a déclaré Connors.

Connors a déclaré que le meilleur moment pour produire de l'énergie éolienne était pendant les mois d'hiver, lorsque les vents sont souvent les plus forts. Dans les modèles saisonniers plus larges, il y a aussi des modèles quotidiens, qui varient dans chaque région météorologique du pays. Telles sont les tendances qui dictent la production d'énergie éolienne la plus immédiate. Essentiellement, le vent peut compléter les besoins électriques d'un parc de véhicules électriques, mais ne peut pas être la seule source basée sur les modèles saisonniers et régionaux qui fournissent le vent nécessaire pour produire l'énergie..

"Cette composante saisonnière ne répond pas aux besoins actuellement", a déclaré Connors.

Ligne de moulins à vent de production d'électricité Interstate 10 près de Palm Springs, Californie AP Photo / Michael Caulfield

L'alimentation du parc automobile du pays par l'énergie éolienne prend en compte de nombreuses hypothèses. Tout d'abord, il y a l'hypothèse que la flotte serait alimentée électriquement. Selon des sources gouvernementales et privées, ce serait un exploit en soi.

Mais même si ce scénario se réalisait, ce que Connors et d'autres estiment peu probable avant au moins 2050, les chiffres sont toujours décourageants..

Les chiffres actuels évaluent la consommation d'essence aux États-Unis pour les voyages à environ 400 millions de gallons (1,5 million de litres) par jour. Une voiture électrique, avec la technologie moderne d'aujourd'hui derrière elle, nécessite environ 40 kilowattheures pour atteindre la même distance qu'une voiture d'une moyenne d'environ 15 miles par gallon (6,4 kilomètres par litre).

Ces chiffres sont des estimations approximatives et ne tiennent pas compte du terrain, de l'efficacité automobile et d'une foule d'autres facteurs. Ils pointent cependant vers une image plus large, car les producteurs d'électricité du pays devraient créer environ 16 billions de kilowattheures d'énergie par jour pour atteindre à peu près le même niveau d'énergie que celui produit par l'essence consommée au cours de la même période..

À une échelle plus personnelle, on estime qu'une voiture consomme environ 500 gallons (1 893 litres) de carburant chaque année. Sur la base du même nombre de 40 kilowattheures par gallon, une voiture aurait besoin d'environ 20 000 kilowattheures d'énergie chaque année pour parcourir une distance prudente de 10 000 miles (16 093 kilomètres). En 2006, le département américain des transports a estimé le nombre de voitures particulières à environ 251 millions. Crunch les chiffres et le décompte final est un autre chiffre intimidant. Mais alors, la quantité totale d'électricité produite aux États-Unis par toutes les sources en 2007 était de plus de 4 trillions de mégawattheures [source: U.S. Energy Information Administration]. Et un mégawattheure équivaut à 1000 kilowattheures.

En substance, le pays pourrait passer aux véhicules électriques pour répondre à la demande, mais pas uniquement grâce à l'énergie éolienne. Au lieu de cela, il faudra un plus grand portefeuille d'énergie renouvelable pour accomplir la tâche.

Le palais de justice du comté d'Atchison est éclipsé par les éoliennes à Rock Port, dans le Missouri. Un parc éolien composé de quatre turbines de 250 pieds de hauteur fournit suffisamment d'énergie pour alimenter la ville de 1400 habitants. Photo AP / Charlie Riedel

Bien qu'il soit affecté par les variations saisonnières, le vent peut devenir une source d'énergie propre et renouvelable.

Les éoliennes se présentent sous deux formes principales: verticale et horizontale. La variété horizontale, ressemblant à des hélices géantes, est le plus souvent montrée dans la publicité aujourd'hui. Les turbines verticales ressemblent plus à une sculpture moderne, presque à un batteur à œufs géant situé dans un champ.

Les deux utilisent des conceptions de profil aérodynamique modifiées pour capturer le vent comme force motrice pour faire tourner la turbine. En tournant, ils produisent de l'électricité. Cette électricité est soit utilisée directement en complément d'un système plus grand, soit capturée et stockée.

Un avantage du vent est que le potentiel de génération n'est pas linéaire. Par exemple, dans la production linéaire, un tour du générateur produirait un kilowattheure d'électricité. Cependant, la production éolienne produit de l'électricité à une puissance de trois. Cela signifie que la quantité de vent nécessaire pour faire tourner le générateur sur une rotation produit en fait trois kilowattheures.

Tout en ayant cet avantage, le nombre de parcs éoliens (ou de bancs de turbines) est relativement faible à ce stade..

Connors, comme de nombreux autres scientifiques de l'énergie, affirme que l'électricité éolienne serait utilisée dans le cadre d'un ensemble plus large de sources d'énergie renouvelables comprenant la géothermie, l'hydroélectricité, le solaire et la biomasse. L'énergie nucléaire est souvent ajoutée à la liste car c'est une source d'énergie sans carbone.

Ce portefeuille va probablement co-évoluer avec le nombre croissant de véhicules électriques, ainsi qu'avec une base technologique croissante, y compris le réseau électrique «intelligent» proposé, qui acheminera le surplus d'électricité là où il est le plus nécessaire, sur la base de calculs de la demande en temps réel..

Mais même dans ce cas, Connors a déclaré qu'il envisageait (au moins) l'année 2050 pour une flotte de véhicules tout électriques étant donné un scénario de Moses. UNE Scénario de Moïse, Il a dit qu'il s'agissait d'un ensemble idéal de circonstances dans lesquelles les réglementations gouvernementales, la politique et l'opinion publique s'alignaient tous, permettant un voyage en douceur et sans heurts vers une future terre promise.

«Cela n'arrive pas souvent», dit-il. En fait, il a utilisé les voitures hybrides comme exemple. Le premier hybride disponible sur le marché, la Toyota Prius, est arrivé sur les marchés américains il y a environ 10 ans. Ce n'est que maintenant, plus d'une décennie plus tard, qu'ils deviennent couramment disponibles comme option de voiture. Et étant donné qu'il faut entre 15 et 20 ans pour que le parc automobile du pays se débarrasse complètement des anciens modèles pour les nouveaux, ainsi que le manque de voitures électriques commercialement viables et acceptées, 2050 serait une date idéale, mais pas susceptible de l'être. atteint.

Pour l'instant, il semble que le vent déplacera plus d'arbres que de voitures - mais cela pourrait changer dans un avenir lointain.

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Plus de liens intéressants

• Association américaine de l'énergie éolienne
• Département américain de l'énergie
• Administration américaine de l'information sur l'énergie

Sources

• Association américaine de l'énergie éolienne. (23 juin 2010) http://www.awea.org/
• Connors, Stephen. Professeur, Massachusetts Institute of Technology. Entretien personnel. Réalisé le 19 novembre 2009.
• Département américain de l'énergie. (23 juin 2010) http://www.energy.gov/
• Administration américaine de l'information sur l'énergie. (23 juin 2010) http://www.eia.doe.gov/