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Les énergies renouvelables

Source d’eau chaude du Grand Prismatic Spring dans le parc naturel de Yellowstone
Source d’eau chaude du Grand Prismatic Spring dans le parc naturel de Yellowstone (Wyoming) aux Etats-Unis © Yann Arthus-Bertrand

Depuis une vingtaine d’années, les énergies renouvelables connaissent une croissance exceptionnelle. Sources d’énergie inépuisables, elles n’émettent pas de gaz à effet de serre. Malgré ces énormes atouts, leur part dans la production mondiale d’énergie reste minime par rapport à celle des énergies fossiles.

Les énergies renouvelables, qu’est-ce que c’est ?

Les énergies renouvelables se répartissent en cinq catégories : l’éolien, le solaire, l’hydraulique, la géothermie et la biomasse. Dans chacune coexistent différentes technologies. L’énergie solaire par exemple se divise en plusieurs filières : les panneaux photovoltaïques, les chauffe-eaux solaires, les centrales thermodynamiques… Côté avantages, elles sont toutes inépuisables, n’émettent pas ou peu de gaz à effet de serre et ne polluent pas l’environnement. Toutefois, chacune a ses inconvénients et aucune ne pourra remplacer à elle seule les énergies fossiles, dont la combustion est responsable à 70% du changement climatique : il faudra compter sur un assortiment d’énergies et de technologies, propre à chaque région du monde.

Au début des années 1970, les pays industrialisés sortent de 30 ans d’une croissance exceptionnelle, les « Trente Glorieuses ». Ils sont alors largement dépendants du pétrole : que ce soit pour les transports, l’industrie ou la production d’électricité, “l’or noir” est partout. Et l’Europe en importe une bonne partie. Profitant de leur position de force, les pays pétroliers réduisent alors leur production : les prix se mettent à flamber. En 1973, le prix du baril est multiplié par quatre en quelques semaines : la croissance s’effondre et le chômage explose. Le choc se reproduit six ans plus tard, en 1979. Ces événements poussent les pays industrialisés à promouvoir les économies d’énergie, réduire leur dépendance au pétrole et développer les énergies renouvelables.

Alors qu’il y a cinquante ans, ces énergies restaient une fantaisie écologiste, elles sont devenues une réalité industrielle. Depuis le début des années 2000, leur production a explosé et leur prix a chuté. L’écart financier se réduit d’autant plus que certains pays abandonnent les subventions qu’ils allouaient jusqu’ici aux énergies fossiles. Alors que les barrages hydroélectriques ont constitué le grand chantier du 20e siècle, l’éolien a été la star des 20 dernières années. Désormais, c’est l’énergie solaire qui croît le plus chaque année.

LE SAVIEZ-VOUS ?

L’énergie primaire et l’énergie finale, deux notions différentes

L’énergie primaire est l’énergie “potentielle” contenue dans les ressources naturelles (comme le bois, le gaz, le pétrole…) avant toute transformation. L’énergie finale est l’énergie consommée et facturée. Autrement dit, c’est l’énergie primaire moins les pertes – environ un tiers – intervenues sur le réseau ou dans le processus de production électrique. Par exemple, l’essence consommée dans une voiture est une énergie finale. Le charbon utilisé dans les centrales électriques est une énergie primaire, mais l’électricité qui sort de la centrale à charbon est une énergie finale.

Quelle place pour les énergies renouvelables aujourd’hui ?

En 2018, les énergies renouvelables ont représenté 11% de la consommation mondiale d’énergie primaire dans le monde, contre 85% pour les énergies fossiles ! Les énergies fossiles ont encore plusieurs dizaines d’années de réserve devant elles : elles ne vont pas s’épuiser subitement, il y aura un étalement dans le temps. Mais peu à peu, leur prix va grimper, ce qui sera une nouvelle incitation à développer les énergies renouvelables.

Festival en Inde
Un festival en Inde sur les bords du Gange (Uttar Pradesh). La population mondiale augmente chaque année et en même temps la consommation d’énergie

Si elles sont encore peu utilisées dans les transports ou l’industrie, les renouvelables occupent une part de plus en plus importante dans la production d’électricité. Cette part, de 26% aujourd’hui, pourrait atteindre 40% en 2040.

La Chine est devenue le leader des énergies renouvelables. Derrière elle, se rangent l’Union européenne et les États-Unis. Mais les États ne sont pas seuls à se mobiliser pour les renouvelables : les villes sont à l’avant-garde. Ainsi, plus de 100 grandes villes dans le monde utilisent au moins 70% d’électricité issue des renouvelables.

Les énergies renouvelables dans le monde

Il ne faut toutefois pas se réjouir trop vite : on pourrait croire que cet essor des renouvelables s’accompagne du recul des énergies fossiles. Malheureusement non. Car chaque année, les êtres humains sont plus nombreux sur la planète et consomment plus d’énergie, que ce soit pour surfer sur Internet ou faire rouler des voitures de plus en plus nombreuses. Entre 2014 et 2016, pour la première fois, les émissions mondiales de dioxyde de carbone liées à l’énergie ont diminué, laissant croire que le monde était enfin sur la bonne voie. Malheureusement en 2017, l’illusion s’est dissipée et les émissions sont reparties à la hausse pour atteindre 33 milliards de tonnes de CO2. Une hausse qui s’est aggravée en 2018. Alors que l’Union européenne commence doucement à réduire ses émissions, l’Inde et les Etats-Unis continuent eux à brûler pétrole, gaz et charbon. Présenté – à tort – comme une énergie propre, la consommation de gaz notamment ne cesse d’augmenter.

Quel avenir pour chaque source d’énergie renouvelable ?

  • L’énergie solaire ne couvrait en 2018 que 2% de la production électrique mondiale. Mais ce chiffre est appelé à augmenter. A l’heure actuelle, c’est la technologie qui attire le plus d’investissements au monde : le marché des panneaux photovoltaïques affiche une croissance extraordinaire de plus de 30% par an.
  • L’éolien est la source d’énergie qui a le plus progressé ces vingt dernières années : partie de quasiment zéro, elle représente aujourd’hui 5% de la production mondiale d’électricité. La production électrique éolienne croît de 25% par an.
  • L’énergie hydraulique représente plus de deux tiers des énergies renouvelables. C’est la seule à être utilisée à grande échelle pour produire de l’électricité, et ceci dans le monde entier. En 2018, quelque 10 000 grands barrages ont assuré 16% de la production électrique mondiale. Les plus puissants délivrent plus d’énergie que plusieurs centrales nucléaires. Alors qu’en Europe, les cours d’eau sont quasiment saturés, en Afrique, seuls 7% du potentiel hydraulique sont exploités, en Asie c’est 22% et en Amérique du Sud 30%. La progression s’annonce donc importante dans les prochaines années. Les capacités de production pourraient tripler d’ici 2100.
Centrale hydroélectrique en Nouvelle-Zélande
Centrale hydroélectrique en Nouvelle-Zélande
  • La géothermie, qui exploite la chaleur du sous-sol, reste très marginale. Elle couvre moins de 1% de la production électrique. Mais dans les pays volcaniques, comme l’Islande, c’est une excellente source d’énergie. Par ailleurs, elle permet à des particuliers partout dans le monde de chauffer leur maison ou leur eau.
  • Les biocarburants, ou agro-carburants, issus des plantes, sont très utilisés aux Etats-Unis ou au Brésil. Ils se développent aussi en Europe, mais ils suscitent de nombreuses critiques car tous ne sont pas si verts : certains, produits par exemple à partir d’huile de palme, émettent autant de gaz à effet de serre que les combustibles fossiles. L’avenir est aux biocarburants avancés, de 2e ou de 3e génération, qui utiliseront des algues ou les parties non comestibles des plantes. Le biogaz enfin, qui est issu de la méthanisation de déchets organiques, peut être transformé en chaleur, en électricité ou en carburant pour véhicules. Il progresse de 10% chaque année.

Et en France ?

En France en 2017, les énergies renouvelables couvraient 16,3% de la consommation d’énergie finale, soit un quasi-doublement en dix ans. Si en France, le bois et l’hydraulique prédominent, cette augmentation des renouvelables s’explique notamment par l’essor des biocarburants, des pompes à chaleur et des éoliennes.

Toutefois ces 16% sont encore loin des 23% promis pour 2020 par la France afin de répondre aux objectifs fixés par l’Union européenne. Paris s’est engagée à atteindre 32% de renouvelables d’ici 2030.

Voici comment se répartissent ces énergies renouvelables en France :

  • Bois-énergie : 39,6%
  • Hydraulique : 16,7%
  • Biocarburants : 10,2%
  • Pompes à chaleur : 8,9%
  • Eolien : 8,2%
  • Déchets renouvelables : 5,4%
  • Biogaz : 3,5%
  • Solaire photovoltaïque : 3,2%
  • Autres (géothermie, solaire thermique, énergies marines, résidus de l’agriculture) : 4,4%
Données clés des énergies renouvelables

Il n’y a pas de d’énergie parfaite, même renouvelable

Si le développement des énergies renouvelables est indispensable pour réduire les émissions mondiales de gaz à effet de serre et limiter le changement climatique, il ne faudrait pas croire qu’elles sont miraculeuses. Toute énergie, quelle qu’elle soit, a un impact sur l’environnement. Elles ont beau émettre des quantités de gaz à effet de serre négligeables comparé au charbon, au gaz ou au pétrole, les renouvelables ne sont pas complètement neutres en carbone. Car il faut de l’énergie pour fabriquer les éoliennes, les panneaux solaires ou produire les millions de tonnes de ciment nécessaires à la construction d’un barrage géant. En outre, chacune de ces technologies a ses inconvénients. Ainsi, on reproche souvent à l’éolien de dénaturer les paysages, au photovoltaïque d’utiliser des matériaux polluants, aux barrages de perturber les milieux naturels…

Mais une chose est sûre, toutes ces énergies sont moins polluantes que les énergies fossiles et moins dangereuses que l’énergie nucléaire avec ses risques d’accident et ses déchets impossibles à stocker. Si l’on veut maintenir le réchauffement climatique à moins de 1,5°C à la fin du siècle, la part des énergies renouvelables dans la consommation mondiale d’énergie primaire devra être multipliée par 4 ou 5 d’ici 2050. Ces chiffres ne seront atteignables que si les États affichent une vraie volonté politique et si l’on diminue notre consommation d’énergie. Car la meilleure énergie reste celle que l’on ne consomme pas.

LA QUESTION DE SUNNY

Pourquoi la France n’est pas championne de l’éolien ?

Il est vrai que la France a un gros potentiel : elle dispose du 2e gisement éolien d’Europe. Pourtant, elle n’a que peu développé cette source d’énergie. La faute aux résistances de la population d’une part, mais aussi de sa dépendance au nucléaire depuis 50 ans. Le nucléaire absorbe de nombreux financements publics et freine l’émergence des énergies renouvelables. Le gouvernement français s’est engagé à faire passer de 72 à 50% la part de l’électricité tirée du nucléaire d’ici 2035.

Intermittence et difficultés de stockage

Contrairement aux énergies fossiles, les énergies éolienne et solaire ne peuvent être stockées. S’il y a du vent ou du soleil, la production d’électricité est élevée. Dans le cas contraire, la production cesse. Pour que l’électricité ne soit pas soudainement coupée dans un pays faute de vent ou de soleil, ces baisses soudaines de production doivent être compensées par d’autres moyens de production, prêts à démarrer à tout moment : centrale hydroélectrique, nucléaire, au gaz… Plus polluantes, les centrales à charbon ou au gaz sont aussi plus souples : il suffit de stocker le charbon ou le gaz, et on peut produire de l’électricité de manière continue, sans jamais s’interrompre.

A ce jour, on ne sait pas stocker l’électricité à grande échelle et à bas coût, mais des recherches sont menées un peu partout dans le monde pour y remédier. Si cet obstacle est levé, la progression des renouvelables sera assurée.

L’hydrogène est une piste intéressante. Ce n’est pas véritablement une source d’énergie mais plutôt un intermédiaire qui peut stocker l’énergie. L’hydrogène, nom de code « H », est l’élément le plus abondant sur notre planète. Le problème est qu’aujourd’hui, la manière la plus simple et la moins coûteuse pour produire de l’hydrogène est de l’extraire… du pétrole, du gaz ou du charbon ! Ce qui entraîne l’émission de gaz à effet de serre. La solution idéale serait de l’extraire de l’eau, H20 : on sait déjà le faire, grâce à une réaction chimique qui s’appelle l’électrolyse. Mais ces techniques doivent encore être améliorées et leur coût réduit.

Les piles à hydrogène sont de petits moteurs qui utilisent de l’hydrogène pour produire de l’électricité : à terme, elles pourraient permettre de stocker dans chaque logement de l’électricité produite de manière irrégulière par les renouvelables. Il faudra encore du temps, mais tout cela n’est pas de la fiction ! Depuis dix ans, une centrale électrique, qui couple l’éolien et l’hydrogène, existe déjà en Allemagne. Et en Norvège, par exemple, la petite île d’Utsira a réussi grâce à l’hydrogène à devenir indépendante en énergie : à côté de l’éolienne, un électrolyseur transforme l’eau de mer, dessalée, en hydrogène. Cet hydrogène est stocké dans une cuve. Quand les habitants ont besoin d’électricité, une pile à combustible produit de l’électricité grâce à cet hydrogène. Il existe plusieurs dizaines de projets de ce type dans le monde.

SUR CE SUJET, VOIR AUSSI LES FICHES

  • La biomasse
  • Les énergies hydrauliques
  • L’éolien
  • Le solaire
  • La géothermie

LE DOCUMENT POUR ALLER PLUS LOIN

Ce diagramme montre quelle part ont occupé les énergies renouvelables dans la consommation primaire d’énergie en 2016 dans le monde. Le continent africain est en tête de classement avec une part de renouvelables proche de 50%. Il y a deux raisons à cela : les Africains utilisent énormément de bois-énergie pour cuisiner et se chauffer. En outre, la grande part des renouvelables s’explique par le fait que les pays africains consomment beaucoup moins d’énergie que les autres continents, la part des renouvelables, en proportion, est donc plus élevée. A l’inverse, dans un certain nombre de pays qui disposent de ressources abondantes en énergies fossiles, tels la Russie et les pays du Moyen-Orient, les énergies renouvelables sont peu représentées dans le bouquet énergétique.

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