Pour réduire les émissions de gaz à effet de serres il faut compter, et cesser de confondre énergie propre et énergie renouvelable.

 Tout le monde accepte que pour combattre les changements climatiques il faille réduire nos émissions de gaz à effet de serre. Les lobbyistes ont compris cette tendance et tous incluent une touche verte dans le déploiement de leurs images corporatives, souvent pour tenter de s’approprier des subventions et crédits carbones alloués aux énergies propres. Avec le temps, certaines faussetés ont été acceptées par tous, et même reprises et appuyées par des organismes voués à la lutte contre les changements climatiques.

Partons de la base, le cycle naturel du carbone.

Même si les processus chimiques impliqués sont extraordinairement complexes et variés, le principe de base est simple : Le monde végétal absorbe le CO2 de l’atmosphère et l’utilise comme une composante de sa croissance. Cette biomasse est ensuite utilisée par tous les éléments de l’écosystème, qui au final retournent une grande partie du carbone capturé dans l’atmosphère.

Une portion significative du carbone capté par le monde végétal est aussi fixé au sol et éventuellement fossilisé. C’est à partir de la combustion de ce carbone fossilisé que notre société moderne c’est construite, brisant ainsi en moins d’un siècle un équilibre biologique bâti sur des millénaires.

Le constat est simple : Les diverses combustions de carbone pour produire de l’énergie relâchent toutes du CO2 dans l’atmosphère. Que ce soit du carbone capté il y a 6 mois par des plantes, il y a 50 ans par des arbres, ou autrement il y a des millions d’années, le résultat est le même.

Donc les bio-carburant ne sont pas carboneutre?

C’est ici qu’il faut compter avec précaution. Dire qu’un bio-carburant est carboneutre parce que le carbone a été capté il y a 6 mois est un sophisme, mais certain bio-carburant pourraient effectivement être carboneutre.

Notez que les exemples qui suivent sont totalement fictifs et ne servent qu’à imager les calculs requis.

Considérons diverses hypothèses de capture du carbone par unité de surface, par exemple un kilomètre carré :

-        Une forêt mature pourrait capter 300 tonnes de carbone par an,[i] une grande partie du carbone est réutilisée dans l’écosystème, et une partie est capturée de façon définitive pour éventuellement être fossilisé, disons 10 %, ou 30 tonnes.

-        Un champ de culture A capte 130 tonnes de carbone par an.

-        Un champ de culture B capte 100 tonnes de carbone par an.

-        Un champ de culture C capte 70 tonnes de carbone par an.

-        Un terrain semi-désertique D capte 10 tonnes de carbone par an.

Première constatation, déboiser une forêt pour cultiver des plantes destinées aux bio-carburants ne sera jamais une stratégie gagnante par rapport aux émissions de GES. C’est encore plus évident si le déboisement se fait par brûlage, les milliers de tonnes de CO2 envoyés dans l’atmosphère ne seront jamais compensées.

Supposons que le champ de culture B représente une exploitation agricole moyenne. Le produit (fruits, graines…) est utilisé pour l’alimentation, et le reste est retourné à la terre. La biodiversité étant plus limité qu’en forêt, une proportion plus importante des résidus restent fixés au sol, disons de 15 à 20 tonnes par an.[ii] Si l’exploitation agricole se fait à partir d’énergie fossile (C’est presque toujours le cas) l’utilisation d’énergie produira 5  à 15 tonnes de CO2 par an. Nous avons donc à priori une exploitation agricole au minimum carboneutre.

Supposons maintenant que les fruits de ces même champs de culture soient destinés à la production de bio-carburant. Même si la culture est carboneutre, le produit doit être transformé pour devenir du carburant, et si le produit est du diesel, sa combustion produit autant de GES que le même carburant provenant de source fossile. Ce bio-diesel doit donc payer la même taxe carbone que le diesel standard puisque son bilan carbone est identique.[iii]

Si la transformation de la biomasse se fait par le biais d’énergie propre, cette portion pourrait être sujette à des crédits carbones, au même titre que du pétrole brut qui serait distillé via de l’énergie propre.

Si les plantes utilisées pour la production de biocarburant capture beaucoup plus de carbone, disons comme le champ de l’exemple A. Il est alors logique de penser qu’il y aura une quantité plus importante de carbone qui sera fixé au sol de façon permanente. Nous passons alors à une capture de 19 à 26 tonnes par an, une amélioration de 4 à 6 tonnes. Si la transformation de la biomasse utilise une énergie qui produit 2 tonnes de CO2, et que le bio carburant résultant en produit 10 à 15, nous avons un bilan global d’émission plus faible que celui d’un carburant d’origine fossile. Une certaine quantité de crédits carbones seraient applicables. Avec des plantes très productives et une transformation utilisant de l’énergie propre, le carburant pourrait même être carboneutre.

Inversement, si les plantes utilisées pour produire du carburant capturent moins de CO2 qu’une exploitation agricole moyenne, disons comme notre exemple C, le bilan carbone devient très mauvais, et une surtaxe devrait être appliquée au produit final.

Le cas des biocarburant de deuxième génération doit être analysé avec une grille de calcul similaire. L’avantage premier de cette méthode est une production agricole qui n’est pas en compétition avec la production alimentaire, seul les résidus étant utilisés pour produire les biocarburants. Le second avantage notable, c’est qu’il y a possibilité d’une plus grande capture de carbone car beaucoup moins de biomasse est retournée à la terre.

Les inconvénients sont par contre de tailles : - Les résidus étant moins riches en énergie potentielle, une beaucoup plus grande quantité de matière première doit être asséchée et distillée pour produire les biocarburants. Ceci implique donc beaucoup plus d’énergie de transformation. – Comme peu de biomasse est retournée à la terre, le besoin de fertilisant est sensiblement augmenté, avec la consommation d’énergie qui doit y être associé. – Les besoins en énergie requise pour la transformation rendront très tentante la production de chaleur par combustion des résidus secs produits. Ce carbone résiduel est très stable et peut être retourné à la terre sans contribuer à la production de GES, mais sa combustion annulerait toute chance d’un bilan carbone utile.

Est-il nécessaire d’ajouter que la production de chaleur par combustion du bois ou des résidus agricoles séchés n’est pas carboneutre, et encore moins la production de carburant à partir de déchets.

Un biocarburant carbo-négatif est il possible?

Il est possible d’augmenter de façon dramatique la capture de carbone. Il faut simplement transformer une terre aride, comme notre modèle D, en un lieu de culture productif, voire intensif. Pour que cette action soit nettement carbo-négative, il faut que l’énergie utilisée soit sans émission de GES, quelques exemples :

-        Une zone désertique est irriguée via du pompage éolien.

-        Des serres de culture sont implantées en milieu nordique, le chauffage requis est solaire.

-        Des serres de culture en 3D fonctionnant principalement à partir de la chaleur et des surplus (la nuit) d’électricité des centrales nucléaires.

Quelles activités devraient profiter des crédits carbones :

-        La production de biocarburant est utile pour les pays ayant peu de ressources naturelles, mais son utilisation doit être taxée au même niveau que celui des énergies fossiles équivalentes. Par contre, tout ce qui améliore la capture du carbone en amont doit être supporté par des crédits, en particulier les serres de culture nordique et 3D qui favorisent aussi la sécurité alimentaire et la culture de proximité.[iv]

-        La production de ciment émet des quantités importantes de CO2 et doit être taxée en conséquence, mais inversement, les constructions en bois assurent une séquestration carbone efficace et devraient recevoir des crédits dans ce sens.

-        Il ne faut pas confondre énergie propre et énergie sans émission de GES. Le gaz naturel est mille fois plus propre que le charbon et il doit être favorisé partout où c’est possible, mais si on calcule les fuites furtives de méthane, il ne comporte aucun avantage par rapport aux émissions de GES.

-        Inversement, l’énergie nucléaire ne peut pas être considérée comme propre par rapport aux embarrassants déchets qu’elle produit, mais n’en déplaise aux écologistes, elle est sans émission de GES et devrait être supportée massivement par des crédits carbones.

-        L’automobile électrique doit être supportée par des crédits là où l’électricité et propre, mais pas lorsque celle-ci provient du charbon ou du gaz.

-        Dans beaucoup de cas, la co-génération produit des réductions significatives de GES qui justifient des crédits carbones importants.[v]

Finalement, le plus important c’est de bien compter.[vi]

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[i] Entre une forêt boréale et l’Amazonie, le captage de carbone peut varier d’un facteur de dix pour un. Tous ces chiffres sont fictifs.

[ii] Une autre partie des résidus restera au sol pour une période prolongé, mais non permanente. Si ces résidus perdurent le temps de quelques récoltes, il y a une capture de carbone cumulative qui peut rendre l’exploitation agricole plus carbo-négative.

[iii] Un gouvernement peut choisir de subventionner les bio-carburants dans un contexte d’autonomie énergétique, mais il ne doit pas utiliser la taxe carbone pour soutenir cette politique.

[iv] Les importantes sécheresses qui frappent actuellement la Californie, et précédemment le centre des États Unis, sont des avertissements à ne pas négliger.

[v] Voir un article sur ce sujet : http://www.wind-can-do-it.blogspot.ca/2014/06/reduire-les-emissions-de-gaz-effet-de.html

[vi] Cette discussion demeure très théorique. Pour qu’une taxe carbone ait une influence significative sur le réchauffement global, il ne faut pas émettre des droits, mais bien taxer 100% des émissions à la source. Cela n’arrivera pas à brève échéance.

Entre gadget et modèle d’affaire

Si vous pensez que cet article s’applique à RER Hydro, vous n’avez pas tout à fait tord, mais c’est aussi le cas de centaines d’autre start-ups, très souvent dans l’énergie propre.

Commençons par une anecdote : Dans une exposition sur les énergies renouvelables, un groupe d’entrepreneurs propose d’enchâsser des cellules photovoltaïques dans les fenêtres d’édifices commerciaux. Je mentionne que leur concept est peu prometteur car ces cellules ne seront presque jamais dans un angle efficace par rapport au soleil. On me répond que ce n’est pas dramatique car leurs cellules vont aussi fonctionner la nuit, en utilisant l’éclairage intérieur des bâtiments. Je mentionne que l’électricité produite sera négligeable, et l’on me réplique encore que ce n’est pas grave, cela marche car l’aiguille bouge.

Cet exemple un peu extrême veut mettre en relief une chose : Ce n’est pas parce que ça marche qu’il y a un modèle d’affaire.

Voir la note sur cet image

Bien que cette remarque puisse s’appliquer à toutes sortes d’entreprises, les exemples les plus remarquables sont souvent liés à la production d’énergie propre. La raison en est d’ailleurs fort simple, le start-up qui réussira à produire de l’électricité sans émission de GES en étant compétitif sans subvention s’ouvrira des niches de marché colossales.

Le problème c’est que beaucoup d’investisseurs de tous les niveaux se font prendre par l’attrait de beaux gadgets, et se brûle les doigts. Le phénomène peut même prendre des proportions dramatiques s’il y a interventions politiques et subventions.  

Un indice qu’il y a anguille sous roche dans le modèle d’affaire d’un projet, c’est lorsque l’information chiffrée est inexistante ou extrêmement vague. Par exemple : ‘Notre coût de production de l’électricité est comparable à celui d’autres formes d’énergies renouvelables!’ Parle t’ont d’hydroélectricité patrimoniale à 2 cents par KWh, ou d’éolien offshore à 20 cents?

Les calculs de base

Les calculs associés au coût de production de l’électricité propre sont relativement simples, mais ils nécessitent d’inclure tous les détails. Comme le coût de la matière première est nul (eau, vent, soleil…), le coût de production de l’électricité se résume à cette simple formule :

Coût d’opération annuel  / KWh produit annuellement  =  coût par KWh

 Pour illustrer notre démonstration, nous allons voir quels seraient les éléments qui devraient être pris en compte dans le projet d’hydrolienne québécoise RER Hydro. (Sans émettre d’opinion sur un projet qui est possiblement très valable.)

Le coût annuel

 Il faut débuter avec le coût d’installation. Il y a premièrement le coût à la sortie de l’usine, qui peut varier du simple au double si la production est de deux unités par mois, ou de deux cents. (Pour utiliser le second coût, il faut être raisonnablement sûr que le marché permettra d’écouler ces 200 unités à tous les mois pendant 15 ans ou plus.) À ceci l’on ajoute le transport, les frais d’aménagement du site (Fondation, dragage….), les frais de mise en place (Location de navires et de main d’œuvre spécialisés), les coûts de câblage, de l’électronique de puissance, du raccordement au réseau, et les autre frais indirects comme les études, les permis, les audiences publiques, etc…

Le total de ce coût d’installation doit être amorti sur la durée de vie du produit. Cet élément du calcul est crucial. Par exemple, Hydro-Québec amorti ses barrages sur 120 ans, ce qui est réaliste, par contre les éoliennes doivent être amorti sur 20 ans, car leurs durée de vie utile n’est pas beaucoup plus longue. Pour les hydroliennes, une durée de vie moyenne de 50 ans serait idéale.

Les autres éléments du coût d’opération annuel sont : Le coût du capital (principalement les intérêts), les frais d’entretien (préventif et bris), la main d’œuvre d’opération et les frais généraux.

Pour des hydroliennes, il y a peu de frais d’opération, et le calcul des frais reliés au capital est simple. En considérant qu’il faut retirer les appareils de l’eau pour chaque entretien, il faut prévoir le coût d’extraction d’un appareil pour réparer un bris, et le coût des entretient préventifs où toutes les hydroliennes seront émergées pour changer soit les turbines, les génératrices, les joints d’étanchéité…. Une prévision d’entretien réaliste doit être proposée pour la durée de vie des appareils.

La production annuelle d’électricité

C'est là qu'il y a le plus souvent exagération avec les start-ups en énergies renouvelables, dans l’évaluation de la production annuelle d’énergie.

Par exemple, dans une zone jouissant d’un ensoleillement annuel de 2,000 heures, un panneau de 1,000 watts ne produira pas 2,000 KWh par an, mais 1,000 à 1,200 s’il est parfaitement positionné, sans ombrage et bien entretenu. Avec un angle approximatif sur le toit d’une maison urbaine, 8-900 KWh, encore moins s’il n’est pas nettoyé régulièrement.

Le nouvel éolien souffre aussi de toutes sortes d’abus : Puissance nominale basé sur des vitesses de vent non standard, appréciation exagéré des innovations (Il n’est pas possible d’augmenter de plus de 5 ou 10% le rendement des éoliennes géantes, c’est une loi de la mécanique des fluides.), courbe de puissance non réaliste (et surtout non vérifié), etc…

Pour les hydroliennes, elles sont soumises aux même lois physiques que les éoliennes. Si les puissances déclarées dépassent 50% de l’énergie cinétique incluse dans l’eau à ces même vitesses, il y a fabulation. Il faut aussi s’assurer que, comme l’éolien, la puissance nominale déclaré n’est pas en relation avec des courants d’eau inexistants ou très rares. Par exemple, si la puissance nominale est associé à un courant de 4.5 m/s, l’appareil ne produira que le huitième de cette puissance dans un courant (déjà très rapide) de 2.25 m/s. Finalement, il faut aussi être conscient que tous les fleuves et rivières ont des cycles annuels de débit associés aux saisons. Un site peut donc jouir d’un débit d’eau de 4-6 m/s au printemps et passer sous les 2 m/s le reste de l’année.

Les facteurs de réduction de coût

Pour l’instant, aucune nouvelle installation de production d’énergie propre ne peut être rentable sans subventions. Quel que soit le modèle choisi, toutes ces subventions sont sujettes aux aléas politiques, ce qui refroidi l’intérêt des investisseurs qui cherchent des modèles d’affaires viables à long-terme.

Pour l’hydrolienne de rivière, cet aspect est critique car il n’existe pas de programme de support spécifique pour ce produit. Ceci est un obstacle tangible pour obtenir un financement important. Si le modèle d’affaire prouve que l’énergie produite coûtera entre 3 et 6 cents par KWh sans subvention, l’entreprise pourra recevoir divers appuies publics qui favoriseront son financement. Si par contre les coûts de l’électricité produite sont entre 10 et 20 cents par KWh, il est peu probable que de nouveaux programmes de subventions soient développés, les gouvernements ayant déjà assez de problèmes à justifier leurs supports aux énergies éolienne et solaire.

La compétitivité dans un marché colossal

En faisant abstraction des règlements et subventions, les électricités éolienne et solaire sont peu attrayantes dues à leurs intermittences et leurs productions asynchrones avec la demande. Dans un libre marché, leurs valeurs seraient d’à peine plus de 50 ou 60% de l’énergie modulable concurrente la moins chère.

L’énergie des hydroliennes de rivière aurait une meilleure valeur puisqu’elle serait disponible en tout temps et ses variations saisonnières parfaitement prévisibles.

Dans tous ces cas, une taxe carbone significative, de l’ordre de 40 ou 50$ la tonne de CO2, permettrait un développement d’affaire stable pour les divers producteurs d’énergies propres. Une bourse d’échange des émissions de GES qui aura cette force nécessitera un consensus international qui ne verra pas le jour avant une ou deux décennies.

Conclusion

Les anges financiers, VCs et autres investisseurs stratégiques auraient avantage à être beaucoup plus exigent sur les détails du modèle d’affaire des start-ups proposant des nouvelles technologies. Il faut que la présentation de base soit claire sur les objectifs financiers et les avantages compétitifs, et que celle-ci soit supportée par une documentation détaillée disponible dès les débuts d’une négociation d’affaire.

Le travail de démonstration du modèle d’affaire doit donc faire parti très tôt du processus de développement d’une nouvelle entreprise, ne serais-ce que pour ne pas investir temps et argent dans un concept sans avenir.

Voici un exemple de document décrivant bien le modèle d’affaire associé au développement d’un nouveau produit :

 http://wind-do.com/web/PDF/2014/our_cost_of_electricity.pdf

Vous y noterez entre autres que l’évaluation de l’élasticité des variables principales peut aider à fixer les objectifs de développement et d’optimisation d’un  projet.

Note sur l’image : Des millions de dollars ont été investis pour développer ces serpents de mer. Aujourd’hui ceux-ci rouillent tranquillement quelque part en mer du Nord, beau gadget sans modèle d’affaire viable.

Réduire les émissions de gaz à effet de serre en utilisant l’énergie gratuite (1e partie)

Il y a beaucoup de formes d’énergies gratuites et l’on doit débuter en mentionnant qu’il y a toujours un coût relié aux installations requises pour l’utiliser. Le vent et le soleil sont des bons exemples, bien qu’ils soient gratuits, leurs utilisations ne sont toujours pas compétitives avec les énergies fossiles.

La co-génération

Il est connu que la combustion pour produire de l’énergie électrique est inefficace. De façon générale, la combustion d’une unité d’énergie (fossile ou bio) produit un tiers d’énergie mécanique et deux tiers de chaleur perdu, qui devient gratuite si elle est récupérée.

La co-génération n’est pas une invention récente, mais les économies associés à l’utilisation de la chaleur perdu ne justifient généralement pas le coût des installations requises. Aujourd’hui la donne est légèrement différente car il faut tenir compte des émissions de gaz à effet de serre.

Je dis à dessin ‘légèrement différente’ car même si l’intention est noble, il n’y aura pas d’évolution dans cette direction sans un modèle économique viable (lire profitable) pour les investisseurs.

Le problème de base est similaire à celui des énergies renouvelables. Le marché énergétique actuel est centralisé et contrôlé par des multinationales qui s’assurent de maintenir leurs quasi-monopoles pour faire croître leurs profits. Dans ce contexte, une centrale thermique de 500MW qui voudrait faire de la co-génération devrait diffuser sa chaleur résiduelle sur quelques centaines de milliers de logements, ce qui est peu réaliste.

J’ai déjà mentionné dans un article précédent que le besoin d’une forte décentralisation de la production d’énergies renouvelables allait conduire à une plus grande démocratisation de la production d’énergie. Cela demeure vrai pour la co-génération.


L’autonomie énergétique d’un grand bâtiment

Considérez la figure jointe. Un immeuble de grande taille installe une génératrice électrique fonctionnant au gaz, celle-ci est suffisamment puissante pour couvrir la demande électrique du bâtiment.

Les gaz d’échappements de la génératrice, très chaud, sont expulsés dans un réservoir thermique qui, dans le cas d’un immeuble en hauteur, aurait la taille d’une cage d’ascenseur. Ce réservoir sera le lieu d’une grande quantité d’échanges de chaleur qui ne seront pas nécessairement synchrones avec la production d’électricité. Nous fabriquerons donc une aire d’écoulement intérieur importante emballée dans une épaisse structure de béton qui elle sera bien isolée, le but étant de maintenir une température interne de l’ordre de 200 degrés centigrade avec une bonne inertie thermique.

Nous introduisons des échangeurs de chaleur ‘A’ dans notre réservoir thermique pour chauffer le bâtiment à demande. Notons qu’il ne s’agit pas de thermopompe, le mécanisme requis est donc minimal. Nous avons aussi des échangeurs ‘B’ qui assurent le chauffage de l’eau, et des échangeurs ‘C’ qui utilisent la chaleur pour climatiser l’immeuble en été. Ce dernier procédé est peu efficace, mais rentable si la chaleur utilisé est gratuite.

Le bilan économique

Au départ, la valeur de l’électricité produite n’est pas associée au prix d’achat de l’électricité par le réseau, mais au prix de vente aux consommateurs. Il y aura donc un gain de 3 à 10 c/KWh, dépendamment du marché local, qui justifiera généralement l’ensemble du coût des installations. Si nous acceptons que la totalité du système est amorti par la production d’électricité, le bilan économique est simple : Le chauffage, l’eau chaude et la climatisation sont gratuits. Cette très importante réduction des coûts d’opérations (ou augmentation des revenus) pourrait aller jusqu’à doubler la valeur marchande de certains immeubles commerciaux!

Le bilan carbone

Dans un contexte où l’électricité locale est propre (hydroélectricité ou nucléaire), une augmentation de l’efficacité des échanges de chaleur pourrait signifier une réduction de l’empreinte carbone du chauffage de 10 à 15%. Dans un environnement où l’électricité est d’origine fossile, le bâtiment propose alors une réduction d’émission de GES de 50 à 60%.

La bi-énergie

Puisque la génératrice produit de l’électricité en fonction de la demande, il est facile de la jumeler avec des composantes d’énergies solaires ou éoliennes qui seraient associées à l’immeuble. La puissance installée des sources d’énergies propres pourrait même être importante car si occasionnellement leurs productions excédaient les besoins de l’immeuble, celles-ci pourraient être transformées en chaleur et être entreposées dans le réservoir thermique.

Pourquoi cela ne se fera probablement pas

Il n’y a pas d’innovation technologue importante dans ce modèle, alors pourquoi n’est-il jamais appliqué?

Comme mentionné plus haut, c’est toujours une question d’argent. Le législateur encaisse des droits importants sur l’électricité et le gaz, ses revenus seraient donc coupés de moitié dans ce modèle. Il est probable que le cadre réglementaire requis pour ce genre d’installation ne sera jamais à l’ordre du jour.

De plus, là où les immeubles sont chauffés au gaz, il y a de forte chance pour qu’une bonne partie de l’électricité du réseau aie aussi cette origine. Il est donc peu probable que cette industrie mettra elle-même de l’avant des solutions qui réduirait sa demande globale.

 

L’intermittence des sources d’énergies propres n’est pas un vrai problème.

Soyons bien clair, nous ne nous débarrasserons pas des énergies fossiles dans deux ou trois décennies. Dans cent ans, nous utiliserons encore du pétrole et du gaz. Le problème immédiat n’est pas de tenter d’éliminer les émissions de carbone à court-terme, mais de freiner leurs croissances.

Dans la lutte aux émissions de gaz à effet de serre, les détracteurs utilisent souvent l’intermittence des énergies éoliennes et solaires comme un argument de non-viabilité à long-terme.

Bien sûr ils ont raison. Dans le contexte actuel, toute demande excédentaire d’énergie doit être compensée par une nouvelle capacité de production modulable avec la demande. Dans 95% des cas, il s’agit encore d’énergie fossile.

Prenons un réseau qui à besoin d’une capacité supplémentaire de 100 Mégawatts. Déjà le problème se pose mal :

-        Installer une capacité nucléaire de 100 MW produira presque toujours sa pleine puissance, sans égard à la demande.

-        Installer 100 MW de capacité basée sur la combustion du gaz naturel offre une électricité complètement modulable et économiquement autosuffisante.

-        Installer 100 MW de capacité éolienne produira annuellement la moitié de l’électricité de l’installation au gaz, elle nécessitera des subventions importantes, et elle n’empêchera pas l’installation d’une unité de production thermique modulable avec la demande.

Bien sûr ils ont tord. L’objectif à court-terme n’est pas (et ne peut pas être) de devenir 100% propre et renouvelable. L’objectif premier est de stopper la croissance de la production d’énergie polluante et émettrice de gaz à effet de serre. Par la suite, il faudra gérer la décroissance des émissions de GES en étant réaliste et en admettant que dans cent ans nous brûlerons encore du carbone pour produire de l’énergie.

L’installation de 100 MW d’éolien se fera donc concurremment à l’installation d’une unité thermique de même capacité, mais elle ne réduira les émissions de GES de celle-ci que de 50%. Nous avons donc le problème suivant : Pour compenser la production de GES d’une nouvelle capacité de 100 MW, il faut 200 MW d’installations éoliennes subventionnées, plus une nouvelle centrale thermique de 100 MW qui ne fonctionnera qu’à 50% et qui exigera un prix plus élevé pour sa production; et une centrale existante qui elle aussi devra réduire sa production de 50%, avec ses propres exigences d’ajustement de prix.

Un problème d’argent. Cette démonstration démontre clairement que le problème de base n’est pas l’intermittence, mais le coût de production de l’énergie propre.

Dans une économie de marché, la valeur d’une source d’énergie intermittente serait d’environ 50% la valeur d’une source d’énergie modulable. Ainsi un réseau qui se fournirait principalement avec de l’électricité de source thermique à 6 cents par KWh achèterais abondamment de l’énergie éolienne à 3 c/KWh si elle était disponible. Après quelques années, jusqu’à 50% de l’énergie utilisé par le réseau serait de source éolienne, et la sous utilisation des installations thermiques porterait le prix de cette énergie à 7 ou 8 cents. La demande d’énergie primaire thermique diminuant, le prix du brut (gaz ou charbon) baisserait légèrement, contribuant à maintenir la rentabilité des centrales thermiques qui resteront toujours nécessaires. Au global, il y aurait une pression à la baisse sur le prix de l’électricité qui pourrait même se rendre aux consommateurs.

Ce modèle idéal semble farfelu? Le vent et le soleil étant gratuit, cela est réalisable. Par exemple, après leurs périodes d’amortissement, les éoliennes géantes pourraient fournir de l’électricité à 3 c/KWh, malheureusement leurs durées de vie ne soit pas calculées pour cela. Plusieurs autres solutions d’énergies propres en développement promettent d’atteindre cet objectif de coût de l’électricité. Celle qui va l’atteindre et qui va commercialiser son concept en premier va avoir une croissance mondiale exceptionnelle.

Et l’accumulation d’énergie? Le problème de l’accumulation de l’énergie est identique, pour être viable, il a besoin d’un modèle d’affaire réaliste.

Prenons le coût de production actuel des installations récentes d’énergie éolienne, environ 8 cents par KWh. Avec un système d’accumulation efficace à 80%, le coût de retour du kilowatt de base passe à 10 cents. Ajoutons 2 cents de frais d’opération pour le système d’accumulation d’énergie et un cent de profit pour chaque activités. Qui voudra de cette énergie à 14 c/KWh?

Ce ne sont pas les systèmes d’accumulation d’énergie qui sont inexistants, ce sont leurs rentabilités dans une économie de marché qui pose problème.

Les Français et les Suisses l’ont comprit depuis longtemps. Les installations nucléaires produisent aussi de l’énergie qui n’est pas modulée avec la demande. Dans ce cas, la production de base paie les frais et génère les profits désirés, mais il y a hors pointe une grande quantité d’énergie gratuite. (Nous reviendrons sur le concept d’énergie gratuite.) Ce surplus d’électricité est vendu à très petit prix aux barrages hydroélectriques qui ont des capacités de pompage. Par la suite, l’énergie accumulée est revendue au prix fort aux heures de pointes, sans besoin de subvention.

J’ai déjà présenté un modèle qui favorise la migration vers les énergies propres et leurs accumulations pour les ajuster à la demande :

http://lecercle.lesechos.fr/economie-societe/energies-environnement/221134280/comment-favoriser-passage-aux-energies-propres-et-

Avec un coût de production de l’énergie éolienne de 2 à 3 c/KWh, il serait possible de vendre l’électricité le jour à 5-6 cents, et la nuit à 1 cent pour le stockage.

Angels Groups should manage equity crowdfunding.

As detail in a previous post, accredited investors should like crowdfunding, but there are still a lot of treats that could damper this new opportunity.

Here is a list of problems to solve:

-        As we can see in many web sites, scammers will try to make money with all vulnerabilities. This can be false start-ups, false attorneys or even fake crowdfunding sites.

-        Thrust is important in all investment. For large deal, there are many professionals with international recognition that can bond an investment: Business attorneys for security, accountants for due diligence, engineers for products and I.P…. At crowdfunding level, those professional may represent more fees that funding itself.

-        The number of investors may also induce administrative or legal problems that must be set at the beginning.

Angel groups may be more than a solution to crowdfunding; it can introduce synergy to the process.

Here is a proposal that is not necessarily the best possible solution, but it will show the multiple advantages to link crowdfunding and angels groups.

First; we need to crush entry fees, which does not mean that its need to be free. Angels groups will offer a service that address first its members, but also entrepreneurs, angels of others groups, and new small investors that will be qualify for crowdfunding investment. It is understanding that angel groups will be paid for this services. Those new revenues will strengthen angel groups with extra personal and higher cash flow.

Second; we need to set enough trust to make accredited investors willing to invest 5 to $15K without a too deep study of the offer. Investors could be comfortable with the fact that someone qualify and interested had done appropriate verifications, and invest its own money in the project.

Third; we need to produce evidence that money will be spend as presented, and that there is in place a reasonable control system.

Process starts with a pitch from an entrepreneur to at least 5 angels that are qualify to judge a start-up of this specific industry. Here the start-up will have to cover a first administrative fee of $250, for the basic expenses of the angel group. The entrepreneur will have first to pitch a employee of the group, to make sure angel are not moved for noting. The angels/judges will not be paid for this interview, but they will be in first position to mentor a start-up, which could be well rewarded.

To reach the second step of the process, a start-up must have at least one of the angel/judge that whish to mentor the start-up. Moreover, to be able to present on the crowdfunding platform, a start-up must have commitment of one or more angels (starting with one judge) to fund at least 10% of the minimum objective of the funding campaign.

The second step will be a series of verifications that will be proceeded by angel groups staff. This will not be a due diligent verification, but a simplify process where corporative registration, bank account, physical location, name and address of administrators, and a lot of other small things will be check. This step will also cost $250 to entrepreneurs, which will not necessarily cover the expenses of the angel group.

Third step is to set an in house private placement memorandum to make clear for every investors what they exactly get for their money, and what will be done with it. This PPM will be negotiate and close within entrepreneurs and mentors. The mentors, who already commit for at least 10% of the funding of the campaign, will countersign the PPM that will rule all other investments.

You will note here that the incentive for angels to be mentors of a start-up must be significative. They make the first analysis, they support the crowdfunding process, and they will represent the crowd of small investors on the board of the corporation. For all this, they should received twice the shares of other investors per dollar invested, even if they invest more than 10% of the require fund.

Fourth step will be to post the start-up in the crowdfunding platform. This will be the last upfront fee for the entrepreneur. Here again the $250 fee may not cover the expenses of the web platform. The success fee associate with the funding campaign should be 6% of total funding, 3% for the web platform (that should be own by few angels groups), and the other 3% to the local angels group that start the process, and bond some basic information’s.

Crowdfunding campaign should be set for 90 days. The first 10 days, the offer should be visible only to local angels. The next 20 days, the offer will be visible only for accredited investors of all angels groups that participate to the crowdfunding platform. The last 60 days, the campaign is open to everybody, including public that will be able to invest only one or two thousands dollars per person.

The campaign will have a minimum-funding objective. When the minimum objective is reach, the local angels group, that will receive and secure the funding, will transfer the appropriate fund to the start-up. This does not end the campaign, which will continue until maximum funding is reach. As entrepreneur will not wish to sell to many shares at the low price of the crowdfunding campaign, difference within minimum and maximum will sometime be small.

The campaign stop automatically when maximum is reach, this mean that goal may be reach at beginning by local investors, and no other one will see the offer. It may also be close few days after it is show to all angels, which will push angels to act promptly when they see something interesting.

Operating rules

The system must be versatile, and many options may be offer to investors. It is also important that the start-up do not fall under the law of public corporations due to a large amount of shareholders.

For this purpose, the corporation may offer regular “A” shares only to investors that fund $5K or more. For smaller investor, a “B” share may be set, with same participation to share valuation and dividends, but without voting right. Convertibles or fix revenues shares may also be proposed.

Further funding

As the start-up already count angel investors, the next round of funding will generally be set inside the local angels group. It may also be practical to use the crowdfunding platform as a deal flow platform to complete the next funding round.

Please react.

If you are an accredited investor, and if you like this crowdfunding concept, please leave a support comment, and forward this presentation to your angel group and business contacts.

 

Why accredited investors should like crowdfunding.

When you talk to your banker to make an investment, before he give you any advises, he’s gone to ask you a lot of questions in order to evaluate your objectives, and you capacity to manage risk. Base on the answers, he will propose a portfolio with a percentage of: Fix revenues, low risk funds, higher speculative funds, and sometime direct investment is public corporations.

An accredited investor will generally self-manage his investment. Even if he is more open to risk, and have more experience to manage it, he’s still gone to wish to invest a part of his assets in safe options, another part in more active products, and a last portion in risky business with explosive potential.

Up to recently, acting as an angel investor was the risky business. Today, angel groups still give an exciting opportunity to accredited investors, but behaviour is different. As discuss in another post, angel group are not at seed level for start-ups, they are acting between seed and VCs, which is often call funding round 1.

Crowdfunding will act at seed level, and investors that wish to invest 10 or 20% of their asset in potentially explosive products will have to follow that new trend.

At seed level, a start-up will generally look for 25 to $200K investment. Consider this example; In order to give a good number of shares to investors; a start-up at seed level sells new shares at $0.25 each. Those shares may also be granted of some purchasing options for following funding round.

After few months, if the product delivers as expected, we are now at the next funding round for commercialisation. As all facilities of a new corporation must be set, require funding will be few hundreds to one or two millions dollars. Angel groups will be interested here, as the corporation already have presales of a tested product. In this case, shares should be sales between one to three dollars per unit.

As sales growth well, it will be time for a larger factory, or to begin international deployment. Investment require in round 2 is now 5 to $20M; its time for VCs to act. At this point, we have established profitability, detail market potentials and a good management team. In our example, shares should be sales between five to twenty dollars.

Next step is the exit for investors, it is time for strategic investors, or IPO.

In our example, as we have few years of profitable operation, shares may worth 25 to $100.

 

In short:

Seed investment is at time 0 and shares worth $0.25.

Round 1 is at time 6 to 18 months, share worth 1 to $3.

Round 2 is due after 1 to 3 years, share worth 5 to $20.

Round 3 is 3 to 8 years after beginning, share worth 25 to $100.

However the sale scenario, the ROI is always much higher for seed investment.

Future of seed investment is crowdfunding, where accredited investors can bet $5-20K on an idea, or a charismatic entrepreneur. The objective now is to build a structure that scammer will not destroy before it’s become mature. This is the subject of my next post.

Climates changes, some bad news of 2013.

We can be optimistic and believe that soon new tools will enable a stronger fight to climate changes. We also have to be realist and accept that some facts damper clean energy progression. Here is what we count as the three saddest news of 2013.

The USA is expected to be oil self-sufficient within few years.

As unconventional gas had drop down the price of this raw energy, unconventional oil production will increase offer while internal US demand is lightly decreasing. Add to this the new more open rules of Mexico for oil development, and the fact that Canadian had difficulty to hand out their excessive oil sand capacity, this ended with a strong pressure on price reduction for crude oil.

Some stand that crude oil barrel may drop as low as $92 in 2017, beside an average of $112 in 2012. This is good news for US economy, but very bad news for cleantech and climate changes.

Subsidies will not last forever.

Even if we can count on green energy cost to continue to decrease, the price of those options are still far above fossil energies one. If crude oil cost drop too much, it will delay, or simply close the door to many clean alternatives. We need to stop the green house gas concentration that continues to increase on earth.  This request to install 5 to 10 times more clean energy facilities than what we actually do every year. Subsidies cannot achieve that goal. Price gap must disappear, but with fossil energy costs that stay low, we are far of it.

Coal is expected to become the first raw energy source of the world.

It should be clear for everybody that coal is the #1 enemy of fight against climate changes. More than just a greenhouse gas producer, coal also makes huge pollution; we received regular news and pictures of it from China and India.

Emerging countries needs energy, it’s link with economical progress. The problem is when you’re not to rich; you go with the most simple, rapid and cheapest solution. For coal, this mean low efficiency / high pollution facilities. China and India had important coal reserve, and growth fast. The used of clean (or cleaner) energy options just begin to be consider in the decision process of those two countries, but it is not true for all emerging nations.

There is only one-way to stop the coal progression: Clean electricity (wind, sun, water…) at 2-3 cent per KWh, which is feasible, but not achieved yet.