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L'énergie à découvert

 | 
Rémy Mosseri
, 
Catherine Jeandel

Neuvième partie. Le nouveau mis énergétique et ses conséquences

2. Bouquet énergétique et énergies renouvelables

Jean-Jacques Bézian

Texte intégral

Le mix actuel

1Le bouquet (ou mix) énergétique correspond, pour une période donnée, à la répartition des énergies primaires (comptabilisées à la source) dans la consommation d’un pays, d’une collectivité, d’une industrie. Jusqu’au début du XIXe siècle, l’humanité a construit son développement uniquement sur l’utilisation des énergies renouvelables : bois de chauffe, voiliers, moulins à vent et à eau, traction animale (cf. I.4). Depuis la révolution industrielle des années 1820, la combustion de plus en plus massive de ressources fossiles a démultiplié notre puissance et l’énergie disponible, soutenant, jusqu’à présent, notre développement. Cela peut-il durer indéfiniment ? Les réserves s’épuisent. Le taux de CO2 dans l’atmosphère augmente. Pendant combien d’années pourra-t-on continuer à garder le même niveau de consommation énergétique, et à quel prix ?

2En 2010, les 6 825 millions de Terriens ont utilisé 12,7 Gtep (milliards de tonnes équivalent pétrole*) d’énergie primaire*, soit plus du double qu’en 1973, date du premier choc pétrolier et du début des réglementations limitant les consommations énergétiques. La figure précise le bouquet énergétique mondial pour l’année 2010. On peut remarquer que plus de 80 % proviennent de ressources fossiles, dont la combustion est génératrice, entre autres sous-produits, de CO2.

3Pour tenter de répondre à la raréfaction des ressources fossiles, les études prospectives actuelles sont basées sur trois types d’actions : la frugalité (chacun devra restreindre sa consommation), l’efficacité (les procédés énergétiques seront de moins en moins gourmands) et l’intégration massive d’énergies renouvelables.

Part future des énergies renouvelables ?

4Peut-on croire à une augmentation importante de la part des ENR dans le mix énergétique mondial ? Les énergies renouvelables sont pourtant réparties sur la planète, disponibles sous de multiples formes. Chaque territoire peut tirer parti de ses ressources, tout en limitant l’impact sur l’environnement. Ainsi, l’hydroélectricité est une ressource performante, qui stocke de l’énergie sous forme potentielle (cf. V.2). Mais elle est le plus souvent synonyme de grands barrages : son potentiel de développement est donc limité, notamment par le fait que les meilleurs sites mondiaux sont déjà occupés, et que tout nouveau projet noiera encore plus de terres agricoles et déplacera encore plus d’habitants (cf. VIII.6). La « petite hydraulique » (puissance inférieure à 10 MW, sans barrage), quant à elle, utilise l’énergie des rivières, au fil de l’eau. Fortement dépendante du débit et des dénivelés des cours d’eau, elle mériterait d’être mieux exploitée. La biomasse énergétique doit s’accompagner d’une gestion strictement durable de la ressource. Le bois est toujours très utilisé sur la planète. Les agrocarburants de première génération, dont la culture est directement concurrente avec les cultures vivrières, ont un potentiel limité (cf. V.9). En revanche, on peut espérer voir émerger de nouvelles filières, basées sur la transformation du bois, ou sur la culture industrielle de micro-algues (cf. V.7), mais à quelle échéance ? Les énergies marines (houles, marée, hydroliennes*…), donnent actuellement lieu à un foisonnement de concepts (cf. V.3). Mais elles n’en sont encore qu’à un stade très amont de développement… Enfin, la géothermie de surface est disponible partout (cf. V.29), alors que la géothermie à haute température est réservée à des zones spécifiques (volcanisme, liaisons de plaques tectoniques…).

5Pour une production à grande échelle, les filières renouvelables disponibles, technologiquement matures et à fort potentiel, sont actuellement l’énergie éolienne (production d’électricité – cf. V.25) et les énergies solaires (production de chaleur et d’électricité – cf. V.18-23). Pour l’eau chaude sanitaire, par exemple, 1 m2 de capteur plan par habitant est suffisant, sous la plupart des latitudes. Les besoins de chauffage sont plus difficilement couverts, mais ils restent envisageables : zones intertropicales, bâtiments très fortement isolés (neufs ou bien rénovés), stockage thermique intersaisonnier. Pour la production électrique, par éoliennes ou par cellules photovoltaïques, la recherche doit trouver des moyens efficaces de composer avec la variabilité de la ressource. Cela passe par de nouveaux modes de gestion du réseau électrique (smartgrid – cf. IX.2-3) et par des capacités de stockage de grande ampleur (cf. ch.VI) : mécanique, thermique, potentiel (hydraulique), inertiel, chimique (hydrogène)… Enfin, les centrales solaires thermodynamiques, qui utilisent le vecteur chaleur haute température (cf. V.23), peuvent participer au futur mix énergétique grâce justement à leur capacité de stockage thermique.

6Dans la plupart des scénarios pour 2050, les ENR dépassent rarement les 50 % de la consommation mondiale. Cependant, certains affirment qu’une économie soutenue à 100 % par les énergies renouvelables est possible. D’ailleurs, certaines communautés ont déjà largement réussi ce pari, tout en gardant leur niveau de vie « occidental ». On cite souvent l’exemple de l’île canarienne d’El Hierro. Grâce au Soleil, au vent et à ses montagnes (hydraulique et réservoirs de stockage), elle est excédentaire pour sa consommation électrique, et a pour projet d’interdire les véhicules à carburant. Cela lui permettrait d’avoir un bouquet énergétique entièrement renouvelable. Certes, les Terriens n’habitent pas tous une île ensoleillée en plein océan.

Bouquet énergétique mondial en 2010. Le 0,9 % d'« autres » correspond aux énergies « nouvelles » renouvelables (ENR) : le solaire thermique, l’électricité photovoltaïque, l’énergie éolienne, la géothermie… La biomasse, la valorisation énergétique des déchets (souvent considérés comme une ressource renouvelable) et l’hydroélectricité complètent la panoplie des énergies primaires renouvelables pour arriver à 13,2 % du bouquet énergétique, contre 12,4 % en 1973

7Enfin, une étude américaine récente a démontré la faisabilité économique et technique d’un mix « électrique » uniquement basé sur du solaire photovoltaïque, de l’éolien et du stockage pour 1/5 des États-Unis (72 GW).

8Quoi qu’il arrive, les énergies renouvelables sont et seront nécessaires (épuisement des ressources fossiles, changement climatique). De plus, porteuses d’une valeur ajoutée locale, elles contribuent à la sécurité énergétique et stimulent un emploi durable. Elles joueront ainsi un rôle fédérateur dans la cité de demain. Pour que les ENR (re)deviennent, d’ici à 2050, majoritaires dans le bouquet énergétique mondial, il faut donc des politiques très volontaristes, et claires sur le long terme (en jouant notamment sur les taxes et les subventions). Ces mécanismes doivent s’accompagner d’efforts de recherche et d’investissements très importants. Si la plupart des chercheurs académiques et industriels du secteur sont conscients des enjeux, il n’est malheureusement pas sûr que cela soit encore le cas des « décideurs ».

Bibliographie

Références bibliographiques

• C. BUDISCHAK et al.Cost-Minimized Combinations of Wind Power, Solar Power and Electrochemical Storage, Powering the Grid Up to 99.9 % of the Time, Journal of Power Sources, 2013.

2012 Key World Energy Statistics, Agence internationale de l’Énergie, www.iea.org/publications/freepublications/publication/kwes.pdf.

Scénarios énergétiques Shell à l’horizon 2050, Shell, www-static.shell.com/static/future_energy/downloads/shell_scenarios/shell_energy_scenarios_2050_french.pdf.

Scénario Négawatt 2011, www.negawatt.org/telechargement/SnW11//Scenario_negaWatt_2011-Dossier_de_synthese-v20111017.pdf.

Table des illustrations

Légende Bouquet énergétique mondial en 2010. Le 0,9 % d'« autres » correspond aux énergies « nouvelles » renouvelables (ENR) : le solaire thermique, l’électricité photovoltaïque, l’énergie éolienne, la géothermie… La biomasse, la valorisation énergétique des déchets (souvent considérés comme une ressource renouvelable) et l’hydroélectricité complètent la panoplie des énergies primaires renouvelables pour arriver à 13,2 % du bouquet énergétique, contre 12,4 % en 1973
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/11180/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 94k

Auteur

Physicien de l’énergie, Ingénieur de Recherche HDR, Centre RAP-SODEE, École des Mines, Albi.
bezian@mines-albi.fr

© CNRS Éditions, 2013

Conditions d’utilisation : http://www.openedition.org/6540

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