Les choix énergétiques et le futur climatique

1. a)Fossiles : 74 + 51 = 125 TWh ; 125 / 320 ≈ 0,391, soit 39,1 %. (1)
2. b)Renouvelables : 118 + 49 + 28 = 195 TWh ; 195 / 320 ≈ 60,9 % (vérification : 39,1 + 60,9 = 100). (1)
3. c)Pilotables : hydraulique de barrage, gaz, charbon. Variables : éolien, solaire. (1)
4. d)60,9 % concerne l'électricité seulement, qui n'est qu'une partie de l'énergie finale : transports et chauffage reposent encore largement sur le pétrole et le gaz. La part renouvelable de l'énergie totale est donc bien plus faible. (1)

Erreur fréquente — Mix électrique et mix énergétique ne se confondent pas : l'électricité ne représente qu'une fraction de l'énergie consommée.

1. a)C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O (3 C, 8 H, 10 O de chaque côté). (1)
2. b)M(C₃H₈) = 3 × 12 + 8 × 1 = 44 g/mol, donc n = 1 000 / 44 ≈ 22,7 mol ; n(CO₂) = 3n ≈ 68,2 mol ; m = 3n × 44 = 3 × 1 000 = 3 000 g = 3 kg (car M(CO₂) = M(propane) = 44 g/mol). (1)
3. c)m(CO₂) = 3 × 13 = 39 kg. (1)
4. d)E = 13 × 46 = 598 MJ = 598 / 3,6 ≈ 166,1 kWh ; facteur = 39 000 g / 166,1 kWh ≈ 235 g/kWh (le résultat ne dépend pas de la masse brûlée : 3 000 / (46 / 3,6) ≈ 235). (1)

À retenir — La masse de CO2 dépasse celle du combustible, car l'oxygène fixé vient de l'air.

1. a)E = P × f × 8 760 = 36 × 0,14 × 8 760 ≈ 44 150 kWh ≈ 44,2 MWh par an. (1)
2. b)44 150 / 61 000 ≈ 0,724, soit environ 72 % de la consommation annuelle. (1)
3. c)Gain par kWh : 410 − 43 = 367 g ; 367 × 44 150 ≈ 1,62 × 10⁷ g ≈ 16,2 t de CO₂ évitées par an. (1)
4. d)Production nulle la nuit et faible en hiver : le bâtiment soutire au réseau (ou à un stockage) quand le soleil manque, et 72 % sur l'année ne veut pas dire 72 % à chaque instant. Si le réseau émet déjà quelques dizaines de g/kWh, l'écart avec les 43 g du panneau est faible, voire nul : le kWh solaire remplace alors un kWh déjà bas carbone. (1)

Repère — Une production annuelle ne dit rien de l'équilibre heure par heure, et un gain carbone se calcule toujours par rapport à ce que l'on remplace.

1. a)E = 0,87 × 12 = 10,44 MWh restitués. (1)
2. b)η = 0,68 × 0,52 ≈ 0,354, soit environ 35 % ; E = 0,3536 × 12 ≈ 4,24 MWh. (1)
3. c)Surplus nécessaire : 10,44 / 0,3536 ≈ 29,5 MWh, soit environ 2,5 fois le surplus disponible. (1)
4. d)Les batteries stockent quelques heures ; l'hydrogène peut être conservé des semaines ou des mois (stockage saisonnier : surplus d'été pour l'hiver), transporté, et utilisé directement dans l'industrie ou les transports lourds sans repasser par l'électricité. (1)

Le point clé — Les rendements d'une chaîne de conversion se multiplient, et chaque stockage se choisit selon la durée à couvrir.

1. a)Coefficient : 0,82 × 0,78 × 0,42 ≈ 0,2686 ; émissions : 128 × 0,2686 ≈ 34,4 Mt. (1)
2. b)Baisse : 1 − 0,2686 ≈ 0,731, soit environ 73 %. Les pourcentages s'appliquent successivement à des bases déjà réduites : ils se multiplient et ne s'additionnent pas ; il reste 34,4 Mt, loin de la neutralité. (1)
3. c)Énergie : 0,82 × 0,78 ≈ 0,640, donc baisse de 1 − 0,640 ≈ 36 %. La décarbonation change le contenu carbone de l'énergie (électricité bas carbone, biocarburants) mais pas la quantité d'énergie consommée. (1)
4. d)Le réchauffement dépend des émissions cumulées : chaque année à 128 Mt ajoute au cumul. Des baisses précoces réduisent la somme des émissions sur la période, alors qu'une baisse tardive laisse un cumul, donc un réchauffement, plus élevé. (1)

Attention — Pour le climat, ce qui compte est l'aire sous la courbe des émissions, pas seulement le point d'arrivée.