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25 juillet 2022

Énergies vertes : où en est-on ?

Contrairement aux énergies fossiles, les énergies vertes sont propres, inépuisables et permettent de répondre aux besoins énergétiques des sociétés humaines de manière écologique.

En exploitant les puissances naturelles de la planète, les énergies vertes permettent d’amoindrir les effets du dérèglement climatique, de réduire les émissions de gaz à effet de serre, tout en participant à la transition écologique et à la gestion durable des ressources.

Quels sont les différents types d’énergies vertes ? Comment fonctionnent-elles et pour quels besoins ? Quels sont leurs avantages ? Tour d’horizon d’un secteur d’avenir au potentiel illimité !

Quelles sont les énergies vertes ?

Les énergies vertes ou énergies propres font référence aux énergies issues de sources naturelles et qui se renouvellent de façon permanente. Les énergies vertes produisent peu de déchets et d’émissions polluantes et ont un impact très faible sur l’environnement.

Les énergies vertes peuvent être classées en 5 grandes familles correspondant aux différentes sources d’énergies propres. Parmi elles, le soleil, l’eau, le vent, la terre et la biomasse.

L’énergie renouvelable solaire

Lorsque nous parlons d’énergies vertes, c’est souvent le solaire qui vient à l’esprit en premier lieu. L’énergie solaire est générée puis captée grâce aux rayonnements électromagnétiques émanant du soleil. Cette énergie est ensuite transformée en chaleur ou en électricité.

Il existe trois types d’énergie solaire, l’énergie photovoltaïque, l’énergie thermique et l’énergie thermodynamique.

La première exploite directement les rayons du soleil à travers des systèmes photovoltaïques. Les panneaux photovoltaïques sont équipés de cellules de silicium qui convertissent la chaleur du soleil en énergie électrique.

À l’origine, l’énergie solaire photovoltaïque était utilisée pour l’approvisionnement électrique des satellites. Depuis, le photovoltaïque s’est étendu à la sphère civile et permet d’alimenter des maisons et bâtiments à petite ou très grande échelle, pour un usage domestique ou dans le cadre d’installations professionnelles plus étendues.

L’énergie solaire thermique réceptionne et concentre la lumière du soleil à l’aide de récepteurs installés sur des miroirs ou réflecteurs. Les installations solaires thermiques sont également équipées de systèmes de stockage.

Ils permettent de produire de l’électricité de manière différée lorsque le soleil est absent.

Les systèmes solaires thermiques utilisent la chaleur captée afin de chauffer un liquide générant de la vapeur. Cette vapeur actionne ensuite une turbine qui produit de l’électricité.

L’énergie solaire thermodynamique fonctionne sur le même principe que l’énergie solaire thermique. Celle-ci absorbe la chaleur du soleil qui sert à chauffer un fluide. À l’aide d’un compresseur, le liquide peut ensuite être chauffé à très haute température.

Ce type d’énergie ne nécessite pas d’exposition solaire directe et peut produire de la chaleur et de l’électricité toute l’année.

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L’énergie renouvelable hydraulique

L’énergie hydraulique est issue de l’exploitation de l’eau, notamment celle des courants marins et des barrages.

Les systèmes hydrauliques produisent de l’électricité à l’aide de turbines, actionnées par la pression de l’eau. Plus le débit ou la puissance exercée par l’eau sera élevé, plus la quantité d’énergie générée sera importante.

Les centrales hydrauliques exploitent le potentiel énergétique de l’eau en utilisant le même concept que les moulins d’antan, mais à une échelle plus importante.

Celles-ci sont composées de barrages qui permettent de retenir et de stocker l’eau, généralement sous forme de lac.

L’eau est ensuite dirigée et pilotée à travers des tuyaux mécaniques ou conduites forcées jusqu’à la centrale hydraulique située en contrebas.

Les turbines de la centrale sont ensuite entraînées par la force de l’eau pour créer de l’énergie électrique qui sera par la suite gérée et redirigée à l’aide d’un transformateur.

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L’énergie renouvelable éolienne

L’énergie éolienne permet de produire de l’électricité grâce à l’exploitation de l’énergie cinétique du vent.

Les éoliennes ou aérogénérateurs peuvent être installées sur terre (onshore) ou en mer (offshore). La force motrice du vent fait tourner les pales de l’éolienne qui font elles-mêmes tourner un générateur qui produit de l’électricité.

Ce type de production énergétique dépend de la forme et de la longueur des pales, de la vitesse du vent, ainsi que de la température qui influence la densité de l’air.

L’énergie éolienne peut être utilisée pour générer de l’électricité ou de l’énergie mécanique (voilier, pompe, meule…). Enfin, cette énergie peut être industrielle (parcs éoliens) ou domestique.

L’énergie renouvelable biomasse

La biomasse est la transformation de matières organiques en énergie. La biomasse est une énergie polyvalente ; elle peut servir à générer de la chaleur, de l’électricité, mais aussi du carburant.

On distingue trois types de biomasse : solide (bois, paille…), liquide (huiles végétales, bioalcools…) et gazeuse (biogaz).

La biomasse est exploitée à travers trois procédés : la voie sèche, la voie humide et la production de biocarburants.

Concentrons-nous sur la voie sèche qui utilise la combustion, la gazéification et la pyrolyse.

La première utilise la combustion pour générer de l’eau chaude ou de la vapeur. Elles sont ensuite utilisées pour des procédés industriels, pour le chauffage urbain, pour la production d’énergie mécanique ou pour la production d’électricité.

La gazéification utilise un réacteur (le gazogène) pour faire passer la matière de l’état solide à l’état gazeux. Le gaz combustible est ensuite épuré, filtré et brûlé, notamment pour la production d’énergie mécanique ou électrique.

Enfin, la pyrolyse consiste à entraîner la décomposition de la matière carbonée sous l’effet de la chaleur. Cette technique permet de produire des combustibles solides (charbon de bois ou charbon végétal), liquide (huile pyrolytique) ou bien un gaz combustible.

L’énergie renouvelable géothermique

L’énergie géothermique est générée grâce à la chaleur issue du sol. La température du sol français varie en moyenne entre 10 et 14 °C tout au long de l’année.

Il en est tout autrement lorsque nous nous enfonçons dans les profondeurs de la terre. En effet, la température augmente de plus de 3 degrés tous les 100 mètres !

Les roches peuvent ainsi atteindre des températures avoisinant les 150 °C à 4 000 mètres de profondeur, sans parler du magma qui parvient à remonter à la surface dans certaines régions où sont présents volcans, geysers et sources chaudes.

La géothermie exploite ainsi différents niveaux de chaleur grâce à des technologies de forage et de captation évolutifs : peu profond (moins de 1500 mètres), profond (jusqu’à 2000 mètres), très profond (plus de 2000 mètres).

Pour capter la chaleur, la géothermie utilise un fluide caloporteur (chargé de transporter la chaleur) ou directement les liquides issus de nappes d’eau chaudes souterraines naturelles. L’énergie biomasse est ensuite utilisée pour produire de la chaleur ou de l’électricité verte.

Quelle est l’évolution des énergies renouvelables ?

L’énergie verte de plus en plus compétitive

S’il y a bien un secteur où la transition écologique est pleinement engagée, il s’agit de celui de l’énergie verte.

La part des énergies vertes représentait moins de 10 % du mix énergétique français en 2005. En 2020, la part des énergies renouvelables consommées s’élevait à 19,1 %.

C’est aussi durant cette année qu’un cap a été franchi au niveau mondial. En effet, pour la première fois de l’histoire, l’investissement des nations dans les énergies vertes a dépassé les 500 milliards de dollars, tandis que les énergies fossiles se sont effondrées sous la barre des 400 milliards.

Ce point de bascule est principalement dû à deux phénomènes. Premièrement, l’ensemble de la planète et des gouvernements s’engagent de plus en plus intensément dans la lutte contre le changement climatique.

La réduction de la consommation d’énergies fossiles (responsables des émissions de gaz à effet de serre) passe par la transition énergétique. Le passage aux énergies vertes devient dès lors impératif.

Le second point est d’ordre économique. En effet, le coût des énergies vertes a tendance à être plus bas que celui des énergies fossiles.

Enfin, le coût de production d’un mégawattheure d’électricité solaire photovoltaïque a connu une baisse spectaculaire entre 2010 et 2020, passant de 378 dollars de moyenne mondiale à 68 dollars, un coût largement inférieur à celui de l’énergie nucléaire.

Des énergies vertes en plein boom

Les sommes astronomiques allouées à la transition énergétique ne sont pas seulement un effet d’annonce.

Selon l’agence internationale de l’énergie, 2020 était bel et bien une année historique en termes de développement des énergies vertes. En effet, les sources d’électricité renouvelables, principalement éoliennes et solaires, ont connu leur développement le plus rapide depuis 1999.

Plus concrètement, la quantité d’énergies vertes ajoutée en 2020 a augmenté de 45 % pour atteindre 280 gigawatts, soit l’équivalent d’une dizaine des économies les plus dynamiques de l’Asie du Sud-Est.

La meilleure nouvelle est le fait que ce record devrait devenir habituel puisque l’année 2021 a connu un déploiement de 290 GW, élevant la capacité mondiale de production électrique issue d’énergies vertes à 3 064 GW.

Les énergies vertes, solaires et éoliennes sont en grande partie responsables de cette envolée puisqu’elles représentent 88 % des nouvelles capacités à elles seules.

Le solaire a augmenté sa possibilité de production de 19 %, tandis que l’éolien a progressé de 13 %, suivis par l’hydroélectrique, la bioénergie et la géothermie.

Quels sont les pays à la pointe des énergies renouvelables ?

La Chine, le plus grand producteur d’énergies renouvelables

Avec 1,4 milliard d’habitants à son actif, la Chine est première au niveau mondial en termes de production d’énergie primaire, de consommation d’énergie primaire et de production d’électricité.

Avec 27 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre, la Chine émet plus que l’ensemble des pays développés, loin devant les États-Unis (11 %), l’Inde (6,6 %) ou les pays de l’Union Européenne (6,4 %).

Heureusement, la situation énergétique chinoise tend à s’améliorer grâce aux énergies vertes.

En effet, c’est aussi la Chine qui fait office de leader mondial en termes d’énergies propres. La Chine est le premier producteur international d’électricité renouvelable avec 28,7 % du total mondial.

La Chine est également le premier producteur mondial d’électricité hydroélectrique (30,8 %), éoliennes (29,3 %) et solaire (30,5 %).

La Chine développe ses installations d’énergies vertes avec une vitesse et une intensité incroyables, surpassant là aussi l’ensemble des nations.

Pour preuve, en 2020, la Chine représentait à elle seule plus de 40 % de la croissance mondiale en termes d’énergies vertes.

L’Islande, un pays modèle en matière d’énergies renouvelables

Quand nous parlons d’énergies vertes, l’Islande peut aussi être citée comme modèle. Le pays dispose de ressources naturelles uniques et abondantes, suffisantes pour ses 340 000 habitants.

C’est au cours des années 1970 que l’Islande, faisant face au choc pétrolier, à la crise énergétique et à la hausse des prix, entame sa transition vers les énergies vertes.

C’est ainsi que les entrepreneurs locaux, ensuite suivis par le gouvernement, ont progressivement transité vers les énergies vertes, principalement la géothermie et l’hydroélectrique.

Aujourd’hui, 100 % de l’électricité et du chauffage domestique sont produits grâce à ces sources d’énergie, avec plus de 70 % générés par l’hydraulique et près de 30 % grâce à la géothermie.

En 2018, la consommation d’énergie primaire de l’Islande provenait à plus de 80 % des énergies vertes locales avec plus de 60 % d’énergie géothermique et près de 20 % d’énergie hydroélectrique.

Presque 100 % de l’électricité du Costa Rica produite grâce aux énergies renouvelables

Le Costa Rica vient clore le podium des pays les plus ambitieux et responsables en termes d’énergies vertes.

Grâce à une exploitation intelligente des diverses ressources naturelles disponibles, le pays a atteint une production d’électricité 100 % renouvelable depuis 2019.

Cette performance a pu prendre forme grâce à une volonté politique ferme et à des ressources naturelles propices à la production d’énergies vertes.

Parmi elles, l’hydraulique et ses nombreux barrages, favorisés par les pluies torrentielles de la région, qui représentent plus de 80 % de la production d’électricité.

Durant les périodes sèches, la géothermie exploite l’énergie de la terre, notamment grâce aux nombreux volcans du Costa Rica.

Enfin, l’énergie éolienne, solaire et biomasse viennent compléter le mix énergétique du pays.

Conclusion

Les énergies vertes ou énergies renouvelables sont des sources d’énergies naturelles, propres, inépuisables, bénéfiques pour l’environnement et pour les sociétés.

Les énergies vertes permettent de générer de l’électricité, de la chaleur, mais aussi des biocarburants.

Celles-ci tirent leur énergie de l’eau, du soleil, de la terre, du vent et des matières organiques à travers l’énergie hydraulique, solaire, géothermique, éolienne et biomasse.

Recourir aux énergies renouvelables comporte de multiples avantages. Ces sources d’énergie sont disponibles en masse, et sont inépuisables ou se reconstituent rapidement.

Elles sont écologiques et peu polluantes avec un faible impact sur l’environnement et la santé des êtres vivants.

Elles offrent des capacités de production et un coefficient de performance significatifs et ouvrent la voie de l’indépendance énergétique à l’échelle locale et nationale.

Enfin, les énergies vertes permettent de réduire la part des énergies fossiles encore majoritaires, émettrices de gaz à effet de serre et responsables du changement climatique.

Quelles solutions pour plus de nature en ville ?

Crédit photos : Frans van Heerden, Magic K, Pixabay

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