L’énergie retournée sur l’énergie investie

En physique, en économie de l’énergie et en énergétique écologique, le retour d’énergie sur l’énergie investie (EROEI ou ERoEI); ou retour sur investissement énergétique (EROI), est le rapport entre la quantité d’énergie utilisable (l’exergie) fournie par une ressource énergétique donnée et la quantité d’exergie utilisée pour obtenir cette ressource énergétique. Il s’agit d’une mesure distincte de l’efficacité énergétique, dans la mesure où il ne mesure pas l’apport d’énergie primaire au système, mais uniquement l’énergie utilisable.

Arithmétiquement, EROEI peut être écrit comme suit:


Lorsque la valeur EROEI d’une ressource est inférieure ou égale à un, cette source d’énergie devient un «puits d’énergie» net et ne peut plus être utilisée comme source d’énergie, mais, en fonction du système, elle peut être utile pour le stockage exemple une batterie). Une mesure connexe Energy Store On Energy Invested (ESOEI) est utilisée pour analyser les systèmes de stockage.

Pour être considéré comme viable en tant que combustible ou source d’énergie importante, un combustible ou une énergie doit avoir un rapport EROEI d’au moins 3: 1.

Taux de restitution d’énergie des principales sources d’énergie
Avec l’aide théorique du TRE, il est possible de comparer efficacement différentes sources d’énergie, du simple bois de chauffage (biomasse) à l’énergie solaire photovoltaïque, ce qui nécessite un investissement considérable en énergie pour la fabrication de panneaux solaires.

L’estimation de la TRE est d’abord simple: il s’agit de calculer, de manière mathématique et précise, la quantité d’énergie primaire nécessaire pour contribuer à la réalisation de tous les processus impliqués dans l’extraction énergétique de la source. Cependant, bien que mesurer le TRE d’un processus physique simple soit quelque peu ambigu, il n’existe pas d’accord normalisé sur les activités à inclure dans la mesure du TRE d’un processus économique. Autrement dit, dans quelle mesure devez-vous mener la chaîne de processus nécessaire pour exploiter une source d’énergie?Par exemple, si l’acier est utilisé pour réaliser des forages pétroliers, est-il nécessaire d’inclure dans le calcul du pétrole par EROEI l’énergie utilisée dans la fabrication de cet acier? Et l’énergie utilisée dans la construction des fonderies qui fabriquaient l’acier? Et l’employé pour nourrir les ouvriers qui ont construit ces fonderies? Pour cette raison, bien qu’il n’existe pas de norme, il est nécessaire, lorsqu’on compare les TRE de deux sources d’énergie, de les calculer avec des critères comparables: par exemple, considérons l’énergie utilisée dans la fabrication des matériaux nécessaires, mais plus la construction des usines au-delà du premier maillon de la chaîne d’approvisionnement.

Dans le tableau suivant, tiré d’AspoItalia 2, les estimations du TRE des principales sources d’énergie sont établies:

Processus EROEI (Cleveland) EROEI (Elliott) EROEI (Hore-Lacy) EROEI (Autres) EROEI (WNA)
(production électrique uniquement)
Les fossiles
Pétrole

  • Jusqu’en 1940
  • Jusqu’en 1970
  • Aujourd’hui
> 100
23
8
50 – 100
5 – 15
Charbon

  • Jusqu’en 1950
  • Jusqu’en 1970
80
30
2 – 7 7 – 17 7 – 34
Gaz naturel 1 – 5 5 – 6 5 – 26
5,6 – 6
Schistes bitumineux 0,7 – 13,3 <1
nucléaire
Uranium 235 5 – 100 5 – 100 10 – 60 <1 10,5 – 59
Plutonium 239 (auto-fertilisant)
La fusion nucléaire <1
Renouvelable
Biomasse 3 – 5 5 – 27
Hydro-électrique 11.2 50 – 250 50 – 200 43 – 205
Vent 5 – 80 20 6 – 80
Géothermique 1,9 – 13
Solaire

  • Collectionneur
  • Thermodynamique
  • photovoltaïque
1,6 – 1,9
4.2
1,7 – 10
3 – 9
4 – 9
<1 3,7 – 12
Bioéthanol

  • Canne à sucre
  • Blé
  • Résidus de maïs
0,8 – 1,7
1.3
0,7 – 1,8
0,6 – 1,2
Bio-méthanol (bois) 2.6

Pétrole
L’exemple le plus classique est celui du pétrole: dans ce cas, EROEI sera égal à l’énergie produite par un baril de pétrole et à l’énergie nécessaire pour obtenir la même quantité de pétrole (études géologiques, forage, extraction). et transport). Au début de l’ère pétrolière, ce ratio était évidemment très favorable, avec une EROEI d’environ 100: l’énergie utilisée pour extraire 100 barils de pétrole ne valait que 1 baril. Au fil des années, nous sommes passés à l’exploitation de réservoirs de plus en plus isolés, petits et difficiles à atteindre, toutes circonstances qui contribuent à réduire le pétrole EROEI: en fait, le procédé est pratique et rationnel tant que l’énergie fournie par le le baril de pétrole est supérieur à celui requis pour l’extraction: une fois que l’ERIOI est égal à 1 ou inférieur à 1, il n’est plus pratique de l’extraire et l’activité devient désavantageuse sur le plan énergétique et économique (à l’exception des subventions).

C’est pour cette raison que de nombreux chercheurs ont émis l’hypothèse selon laquelle l’humanité ne consommerait pas tout le pétrole disponible dans le sous-sol, mais une quantité considérable restera intacte, car l’industrie pétrolière n’aura pas l’intérêt économique et énergétique de l’extraire, du moins en ce qui concerne ses utilisations traditionnelles du carburant.

Éthanol
L’éthanol produit par les cultures dédiées a un EROEI proche de 1, selon certains auteurs, autour de 1,2, alors que, selon Patzek et Pimentel, il serait même inférieur à 1. Des recherches récentes indiquent qu’il pourrait potentiellement atteindre des valeurs d’environ 5,4.

Électricité
Il est possible de définir un EROEI également pour les installations dédiées à la production d’électricité. Dans ce cas, l’ERIOI de l’installation sera égal au rapport entre l’énergie qui produira au cours de son cycle d’activité et l’énergie investie pour la construire, la maintenir et la nourrir.

Dans le cas des énergies renouvelables, par exemple, nous aurons un coût énergétique très élevé pour la construction de la centrale (pensez à un barrage), mais à partir de ce moment-là, vous ne payerez que les coûts de maintenance, tandis que pour les énergies non renouvelables (pétrole, gaz, charbon) l’énergie utilisée dans la construction et la maintenance, même mineure, ne constituera qu’une petite partie de ce qui sera nécessaire pour fournir le combustible.

Intrants énergétiques d’origine humaine
Les sources d’énergie naturelle ou primaire ne sont pas incluses dans le calcul de l’énergie investie, mais uniquement les sources appliquées à l’homme. Par exemple, dans le cas des biocarburants, la photosynthèse induisant l’insolation solaire n’est pas incluse et l’énergie utilisée dans la synthèse stellaire d’éléments fissiles n’est pas incluse dans la fission nucléaire. L’énergie restituée inclut uniquement l’énergie utilisable par l’homme et non les déchets tels que la chaleur perdue.

Néanmoins, la chaleur sous toutes ses formes peut être comptée là où elle est réellement utilisée pour le chauffage. Toutefois, l’utilisation de la chaleur perdue dans le chauffage urbain et le dessalement de l’eau dans les centrales de cogénération sont rares, à l’échelle mondiale et, dans la pratique, souvent exclues de l’analyse des sources d’énergie réalisée par EROEI.

Relation avec le gain d’énergie net
EROEI et Net Energy (gain) mesurent la même qualité d’une source d’énergie ou d’un puits de différentes manières. L’énergie nette décrit les quantités, tandis que EROEI mesure le ratio ou l’efficacité du processus. Ils sont liés simplement par


ou


Par exemple, avec un processus avec un EROEI de 5, dépenser 1 unité d’énergie génère un gain énergétique net de 4 unités. Le seuil de rentabilité se produit avec un EROEI de 1 ou un gain d’énergie net de 0. Le temps nécessaire pour atteindre ce seuil de rentabilité est appelé période de récupération d’énergie (EPP) ou temps de récupération d’énergie (EPBT).

Puissance faible en carbone

Photovoltaïque
Cette question fait encore l’objet de nombreuses études, donnant des réponses extrêmement différentes et suscitant des débats théoriques. Cela s’explique principalement par le fait que l ‘”énergie investie” dépend essentiellement de la technologie, de la méthodologie et des hypothèses relatives aux limites du système, ce qui donne une plage allant de 2 000 kWh / m² de surface de module à un minimum de 300 kWh / m², avec une valeur médiane de 585. kWh / m² selon une méta-étude.

En ce qui concerne la production, cela dépend évidemment de l’insolation locale, pas seulement du système lui-même, il faut donc formuler des hypothèses.

Certaines études (voir ci-dessous) incluent dans leur analyse que le photovoltaïque produit de l’électricité, tandis que l’énergie investie peut être une énergie primaire de qualité inférieure.

Plus important encore, même les études les plus pessimistes concluent à une durée de vie supérieure à 1 EROEI (ou, dans le délai de récupération, à une durée de vie inférieure à la moyenne) pour une installation.

Un examen de 2015 dans le cadre des examens des énergies renouvelables et durables a évalué le délai de récupération de l’énergie et l’ERI de l’énergie solaire photovoltaïque. Dans cette étude, qui utilise une insolation de 1700 / kWh / m² / an et une durée de vie du système de 30 ans, des EROI harmonisées moyennes entre 8,7 et 34,2 ont été trouvées. Le temps de récupération d’énergie harmonisé moyen variait de 1,0 à 4,1 ans. Une étude réalisée par Pickard rapporte les estimations d’EROEI relatives à la photovoltaïque au silicium monocristallin par quatre groupes allant de 2,2 à 8,8. Raugei, Fullana-i-Palmer et Fthenakis ont trouvé EROEI compris entre 5,9 et 11,8 et entre 19 et 39 pour les principaux types de systèmes photovoltaïques commerciaux des installations d’Europe du Sud. La plage basse suppose que l’énergie primaire et l’électricité sont de même qualité, tandis que la plage haute (19-39) est calculée en convertissant la production d’électricité du PV en énergie primaire, comme le recommandent les directives de méthodologie de l’AIE PVPS Tâche 12 à laquelle ils ont contribué. écrire. En outre, Fthenakis a déterminé que l’EROEI pouvait atteindre 60% pour les installations de technologie PV à couches minces consommant le moins d’énergie dans le sud-ouest des États-Unis.

Éoliennes
L’ERI des éoliennes dépend de l’énergie investie dans la turbine, de l’énergie produite et de la durée de vie d’une éolienne. Dans la littérature scientifique, les EROI varient normalement entre 20 et 50.

Influence économique
Une consommation élevée d’énergie par habitant a été jugée souhaitable, car elle est associée à un niveau de vie élevé basé sur des machines énergivores. En règle générale, une société exploite d’abord les sources d’énergie EROEI disponibles les plus importantes, car celles-ci fournissent le plus d’énergie pour un effort minimal. Ceci est un exemple du principe du meilleur premier en premier de David Ricardo. Ensuite, des minerais ou des ressources énergétiques de qualité progressivement inférieure sont utilisés au fur et à mesure de leur épuisement ou de leur utilisation, par exemple des éoliennes positionnées dans les zones les plus venteuses.

En ce qui concerne les combustibles fossiles, lors de la découverte du pétrole, il fallait en moyenne un baril de pétrole pour trouver, extraire et traiter environ 100 barils de pétrole. Le rapport relatif à la découverte de combustibles fossiles aux États-Unis a régulièrement diminué au cours du siècle dernier, passant d’environ 1 000: 1 en 1919 à seulement 5: 1 dans les années 2010.

Bien que de nombreuses qualités d’une source d’énergie (le pétrole, par exemple, soient denses en énergie et transportables, tandis que l’énergie éolienne est variable), lorsque l’EROEI des principales sources d’énergie d’une économie diminue, cette énergie devient plus difficile à obtenir et son prix relatif augmente. . Par conséquent, l’ERIOI gagne en importance lorsqu’on compare les alternatives énergétiques. Étant donné que les dépenses d’énergie nécessaires à la production d’énergie exigent des efforts de production, il faut consacrer une part croissante de l’économie à l’obtention de la même quantité nette d’énergie.

Depuis l’invention de l’agriculture, les êtres humains ont de plus en plus recours à des sources d’énergie exogènes pour multiplier leur puissance musculaire. Certains historiens attribuent cela en grande partie à des sources d’énergie plus facilement exploitables (c’est-à-dire à une EROEI supérieure), qui sont liées au concept d’esclaves énergétiques. Thomas Homer-Dixon soutient qu’une chute d’ERIOI dans le dernier empire romain était l’une des raisons de l’effondrement de l’empire occidental au Ve siècle de notre ère. Dans “The Upside of Down”, il suggère que l’analyse EROEI constitue une base pour l’analyse de l’ascension et de la chute des civilisations. Si l’on considère l’étendue maximale de l’empire romain (60 millions d’euros) et sa base technologique, la base agraire de Rome était d’environ 1:12 par hectare pour le blé et de 1:27 pour la luzerne (ce qui donne une production de 1: 2,7 pour les boeufs). On peut ensuite utiliser cette information pour calculer la population de l’empire romain nécessaire à son apogée, sur la base d’environ 2 500 à 3 000 calories par jour et par personne. Il en ressort à peu près la superficie de la production alimentaire à son apogée. Mais les dommages écologiques (déforestation, perte de fertilité des sols, en particulier dans le sud de l’Espagne, l’Italie du Sud, la Sicile et surtout l’Afrique du Nord) ont entraîné un effondrement du système à partir du IIe siècle, alors que EROEI commençait à s’effondrer. Il a culminé en 1084, alors que la population de Rome, qui avait culminé à 1,5 million sous Trajan, n’était que de 15 000 personnes. Les preuves s’inscrivent également dans le cycle des effondrements maya et cambodgien. Joseph Tainter suggère que les rendements décroissants de l’EROEI sont l’une des principales causes de l’effondrement de sociétés complexes, ce qui a été suggéré comme étant causé par le pic de bois dans les sociétés anciennes. La chute d’ERIOE due à l’épuisement des ressources en combustibles fossiles de haute qualité pose également un défi difficile pour les économies industrielles et pourrait potentiellement conduire à une baisse de la production économique et remettre en cause le concept (très récent du point de vue historique) de croissance économique perpétuelle.

Tim Garrett établit un lien direct entre EROEI et l’inflation, sur la base d’une analyse thermodynamique de la consommation d’énergie historique mondiale (Watts) et de la richesse mondiale accumulée (dollars américains). Ce modèle de croissance économique indique que l’EROEI mondial est l’inverse de l’inflation mondiale sur une période donnée. Étant donné que le modèle regroupe les chaînes d’approvisionnement au niveau mondial, EROEI local est en dehors de son champ d’application.

Sables bitumineux
Comme une grande partie de l’énergie nécessaire à la production de pétrole à partir de sables bitumineux (bitume) provient de fractions de faible valeur séparées par le processus de valorisation, il existe deux façons de calculer EROEI, la valeur la plus élevée étant donnée en considérant uniquement les apports d’énergie externes et la plus faible en en tenant compte de toutes les entrées d’énergie, y compris l’auto-générée. “a utilisé les données détaillées sur la production et la consommation d’énergie rapportées par les producteurs de sables bitumineux de 1970 à 2010 pour examiner les tendances des rendements énergétiques historiques de l’extraction des sables bitumineux.” Ils ont affirmé que, d’ici 2010, les NER (rendements énergétiques nets) des activités d’extraction et des activités in situ des sables bitumineux était devenu nettement plus efficace sur le plan énergétique depuis 1970, bien que le TNS soit resté nettement moins efficace que la production de pétrole classique. Les TNS des sables bitumineux sont passés de “1,0 GJ / GJ en 1970 (entièrement de l’exploitation minière de Suncor) à 2,95 GJ / GJ en 1990, puis à 5,23 GJ / GJ en 2010.”

L’influence économique du concept TRE / EROEI
Une consommation d’énergie élevée est considérée par certains comme souhaitable en ce sens qu’elle est associée à un niveau de vie élevé (elle-même basée sur l’utilisation de machines à forte intensité énergétique).

D’une manière générale, une entreprise privilégiera les sources d’énergie bénéficiant d’un TRE maximum, dans la mesure où elles fournissent un maximum d’énergie pour un effort minimum. Avec les sources d’énergie non renouvelables, il se produit une transition progressive vers des sources avec un TRE inférieur, en raison de l’épuisement des sources de qualité supérieure.

Ainsi, lorsque le pétrole a commencé à être utilisé comme source d’énergie, une moyenne d’un baril suffisait pour trouver, extraire et raffiner environ 100 barils. Ce ratio a régulièrement diminué au cours du siècle dernier pour atteindre le niveau de barils utilisables pour un baril consommé (et environ 10 pour un en Arabie saoudite).

Quelles que soient les qualités d’une source d’énergie donnée (par exemple, le pétrole est un concentré d’énergie facile à transporter, alors que l’énergie éolienne est intermittente), dès que le TRE des principales sources d’énergie diminue, l’énergie devient plus difficile à obtenir et donc son prix augmente.

Depuis la découverte du feu, les humains ont de plus en plus recours à des sources d’énergie exogènes pour augmenter leur force musculaire et améliorer leur niveau de vie.

Certains historiens ont attribué l’amélioration de la qualité de la vie à l’exploitation plus facile des sources d’énergie (c’est-à-dire bénéficier d’un meilleur TRE). Cela se traduit par le concept “d’esclave énergétique”.

Ce taux de rendement est l’un des éléments explicatifs de l’impasse énergétique proposée par Nicholas Georgescu-Roegen dans ses différents ouvrages et principalement dans son article “Energie et mythes économiques”.

Thomas Homer-Dixon montre que le déclin du TAR au cours des dernières années de l’empire romain a été l’une des raisons de la chute de l’empire occidental au Ve siècle de notre ère. J.-C. Dans son livre The Upside of Down (Pas encore traduit en français), il suggère que le TRE explique en partie l’expansion et le déclin des civilisations. Au moment de l’extension maximale de l’Empire romain (60 millions d’habitants), les produits agricoles étaient affectés d’un ratio de 12: 1 par ha pour le blé et de 27: 1 pour la luzerne (ce qui donnait un ratio de 2,7 / 1 pour la production de viande bovine ). On peut ensuite calculer que, sur une base de 2500 à 3000 calories par jour et par personne, la majeure partie de la surface agricole disponible était alors consacrée à l’alimentation des citoyens de l’Empire. Dommages écologiques, déforestation, baisse de la fertilité des sols, en particulier dans le sud de l’Espagne, dans le sud de l’Italie et en Afrique du Nord, e siècle après J.-C. Le plancher a été atteint en 1084, époque à laquelle la population de Rome était tombée à 15 000 habitants, où elle culminait sous Trajan. million. Cette même logique s’applique également à la chute de la civilisation maya et à la chute de l’empire khmer d’Angkor. Joseph Tainter considère également que le déclin de la RAT est une cause majeure de l’effondrement de sociétés complexes.

La chute du TRE dans l’épuisement des ressources non renouvelables est un défi pour les économies modernes.

Critique d’ERIOI
L’EROEI est calculé en divisant la production d’énergie par l’apport d’énergie. Cependant, les chercheurs ne sont pas d’accord sur la façon de déterminer l’apport d’énergie avec précision et sont donc fournis avec des nombres différents pour la même source d’énergie. De plus, la forme d’énergie de l’entrée peut être complètement différente de celle de la sortie. Par exemple, l’énergie sous forme de charbon pourrait être utilisée dans la production d’éthanol. Cela pourrait avoir un EROEI inférieur à un, mais pourrait toujours être souhaitable en raison des avantages des combustibles liquides (en supposant que ces derniers ne sont pas utilisés dans les processus d’extraction et de transformation).

Quelle doit être la profondeur de l’analyse dans la chaîne d’approvisionnement des outils utilisés pour générer de l’énergie? Par exemple, si l’acier est utilisé pour forer du pétrole ou pour construire une centrale nucléaire, faut-il tenir compte de l’apport énergétique de l’acier, prendre en compte l’apport énergétique dans la construction de l’usine utilisée pour la construction de l’acier et amorti?Faut-il prendre en compte l’apport énergétique des routes utilisées pour transporter les marchandises? Qu’en est-il de l’énergie utilisée pour cuisiner les petits déjeuners des métallos? Ce sont des questions complexes qui échappent aux réponses simples. Une comptabilité complète nécessiterait de prendre en compte les coûts d’opportunité et de comparer les dépenses énergétiques totales en présence et en l’absence de cette activité économique.

Cependant, lorsque l’on compare deux sources d’énergie, une pratique standard pour l’apport d’énergie de la chaîne d’approvisionnement peut être adoptée. Par exemple, considérez l’acier, mais ne considérez pas l’énergie investie dans les usines plus profondément que le premier niveau de la chaîne d’approvisionnement.

Le retour d’énergie sur l’énergie investie ne prend pas en compte le facteur temps. L’énergie investie dans la création d’un panneau solaire peut avoir consommé de l’énergie provenant d’une source de puissance élevée comme le charbon, mais le rendement est très lent, c’est-à-dire pendant de nombreuses années. Si l’énergie augmente en valeur relative, cela devrait favoriser les rendements différés. Certains pensent que cela signifie que la mesure EROEI devrait être affinée davantage.

L’analyse économique conventionnelle n’a pas de règles comptables formelles pour la prise en compte des déchets produits lors de la production du produit final. Par exemple, les différentes valeurs économiques et énergétiques placées sur les déchets produits lors de la production d’éthanol rendent le calcul du véritable EROEI de ce carburant extrêmement difficile.

EROEI n’est qu’un élément à prendre en compte et pourrait ne pas être le plus important en matière de politique énergétique. L’indépendance énergétique (réduction de la concurrence internationale pour des ressources naturelles limitées), la réduction des émissions de gaz à effet de serre (y compris le dioxyde de carbone et d’autres) et l’accessibilité financière pourraient être plus importantes, en particulier lorsqu’on envisage des sources d’énergie secondaires. Bien que la source d’énergie primaire d’un pays ne soit durable que si son taux d’utilisation est inférieur ou égal à son taux de remplacement, il n’en va pas de même pour les sources d’énergie secondaire. Une partie du surplus d’énergie provenant de la source d’énergie primaire peut être utilisée pour créer le carburant destiné à des sources d’énergie secondaires, telles que les transports.

Richards et Watt proposent un rapport de rendement énergétique pour les systèmes photovoltaïques comme alternative à EROEI (qu’ils appellent le facteur de rendement énergétique). La différence est qu’il utilise la durée de vie de conception du système, connue à l’avance, plutôt que la durée de vie réelle. Cela signifie également qu’il peut être adapté à des systèmes multi-composants où les composants ont des durées de vie différentes.

Un autre problème lié à EROI que de nombreuses études tentent de résoudre est que l’énergie renvoyée peut se présenter sous différentes formes et que ces formes peuvent avoir une utilité différente. Par exemple, l’électricité peut être convertie plus efficacement que l’énergie thermique en mouvement, en raison de la faible entropie de l’électricité.

Calculs EROEI supplémentaires
Il existe trois principaux calculs EROEI étendus: ils sont un point d’utilisation, étendu et sociétal.Point d’utilisation EROEI élargit le calcul pour inclure le coût du raffinage et du transport du carburant pendant le processus de raffinage. Etant donné que cela élargit les limites du calcul pour inclure davantage de processus de production, EROEI diminuera. EROEI étendu inclut les extensions du point d’utilisation ainsi que le coût de création de l’infrastructure nécessaire au transport de l’énergie ou du carburant une fois raffiné. EROI sociétal est la somme de tous les EROEI de tous les carburants utilisés dans une société ou un pays. Une EROI sociétale n’a jamais été calculée et les chercheurs pensent qu’il est actuellement impossible de connaître toutes les variables nécessaires pour effectuer le calcul, mais des tentatives d’estimations ont été effectuées pour certains pays.Calculs faits en faisant la somme de tous les EROEI pour les carburants produits au pays et importés et en comparant les résultats à l’indice de développement humain (IDH), un outil souvent utilisé pour comprendre le bien-être dans une société. Selon ce calcul, la quantité d’énergie disponible dans la société améliore la qualité de vie des habitants de ce pays et des pays disposant de moins d’énergie ont également plus de mal à satisfaire les besoins essentiels des citoyens. C’est dire que l’ERI de la société et la qualité de vie en général sont très étroitement liés.

ESOEI
ESOEI (ou ESOIe) est utilisé lorsque EROEI est en dessous. “ESOIe est le rapport entre l’énergie électrique stockée pendant la durée de vie d’un dispositif de stockage et la quantité d’énergie électrique intrinsèque nécessaire à la construction du dispositif.”

Technologie de stockage ESOEI
Batterie au plomb 5
Batterie au bromure de zinc 9
Batterie redox au vanadium dix
Batterie NaS 20
Batterie aux ions lithium 32
Stockage hydroélectrique pompé 704
Stockage d’énergie dans l’air comprimé 792

EROEI en croissance rapide
Le cannibalisme énergétique, où les technologies énergétiques peuvent avoir un taux de croissance limité si la neutralité climatique est requise, est une préoccupation récente. De nombreuses technologies énergétiques sont en mesure de remplacer des volumes importants de combustibles fossiles et des émissions concomitantes de gaz à effet de serre. Malheureusement, ni l’énorme taille du système énergétique actuel utilisant des combustibles fossiles ni le taux de croissance nécessaire de ces technologies ne sont bien compris dans les limites imposées par l’énergie nette produite pour un secteur en croissance. Cette limitation technique est connue sous le nom de cannibalisme énergétique et se réfère à un effet où la croissance rapide d’une industrie produisant de l’énergie ou de l’efficacité énergétique crée un besoin d’énergie qui utilise (ou cannibalise) l’énergie des centrales existantes ou des installations de production.

Le sélectionneur solaire résout certains de ces problèmes. Un générateur d’énergie solaire est une usine de fabrication de panneaux photovoltaïques qui peut être rendue autonome en énergie en utilisant l’énergie provenant de son propre toit en utilisant ses propres panneaux. Une telle centrale devient non seulement autonome sur le plan énergétique, mais également un important fournisseur d’énergie nouvelle, d’où son nom de «sélectionneur solaire». La recherche sur le concept a été menée par le Center for Photovoltaic Engineering de l’University of New South Wales, en Australie.L’enquête rapportée établit certaines relations mathématiques pour l’obtenteur solaire, qui indiquent clairement qu’une telle quantité d’énergie nette est disponible pour une centrale de ce type à l’avenir indéfini. L’usine de traitement de modules solaires de Frederick, dans le Maryland, avait été conçue à l’origine comme telle. En 2009, le Conseil scientifique du Japon a proposé que le projet des obtenteurs solaires du Sahara soit une coopération entre le Japon et l’Algérie dans le but très ambitieux de créer des centaines de GW de capacité d’ici 30 ans. Théoriquement, des sélectionneurs de tout type peuvent être développés. En pratique, les surgénérateurs nucléaires sont les seuls engins reproducteurs de grande taille construits en 2014, avec les réacteurs BN-600 de 600 MWe et BN-800 de 800 MWe, les deux plus grands en exploitation.

EROI
(pour nous)
Carburant
1.3 Biodiesel
3.0 Sables bitumineux
80,0 Charbon
1.3 Maïs à l’éthanol
5.0 Canne à sucre à l’éthanol
100.0 Hydro
35,0 Importations de pétrole 1990
18,0 Importations de pétrole 2005
12.0 Importations de pétrole en 2007
8.0 Découvertes de pétrole
20.0 Production d’huile
10.0 Gaz naturel 2005
2.6–6.9 (externe)
1,1 à 1,8 (net)
Schiste bitumineux (exploitation de surface / ex situ)
2,4-15,8 (électrique, externe)
1,2–1,6 (électrique, net) 6–7 (thermique, externe)
Schiste bitumineux (in situ)
105 Nucléaire (enrichissement centrifuge)
10.0 Nucléaire (avec enrichissement par diffusion – Obsolète)
2000 (estimation) Sel de fusion double fluide – Plomb nucléaire fondu
30.0 Pétrole et gaz 1970
14.5 Pétrole et gaz 2005
6.8 Photovoltaïque
5.0 Huile de schiste
1,6 Collecteur solaire
1,9 Plaque solaire
19 CSP électrique
18,0 Vent
9,5 Géothermie (sans chauffage à eau chaude)
32.4 Géothermie (avec chauffage à eau chaude)