Cet article est le 3ème d’une série de 5 articles sur le thème de “L’énergie au cœur de la transition écologique”.
80% de l’énergie mondiale provient de sources d’énergies fossiles très fortement émettrices en CO2 — elles sont dites “très carbonées”. Heureusement, il existe des sources d’énergie qui le sont moins.
♻️ Une énergie est dite renouvelable lorsqu’elle se forme ou se reconstitue plus rapidement qu’elle est consommée. Une énergie décarbonée est une énergie qui n’émet pas de CO2 lors du processus de conversion. Cependant, toutes les énergies émettent du CO2 si on intègre l’énergie grise nécessaire à la fabrication des convertisseurs. Pour être rigoureux, on devrait parler d’énergie “bas carbone”. Par convention, toutes les énergies renouvelables ainsi que le nucléaire sont considérées comme décarbonées.
L’énergie nucléaire
L’énergie nucléaire n’est pas une énergie renouvelable (elle dépend de l’uranium, une ressource non renouvelable), mais ce n’est pas non plus une énergie fossile. Elle est utilisée pour produire de l’électricité via la fission de l’uranium qui produit de la chaleur, transformée en vapeur actionnant une turbine.
Ordres de grandeurs mondiaux :
- L’énergie nucléaire représente 4% de l’énergie mondiale
- Le nucléaire produit 10% de l’électricité mondiale
Avantages : Densité énergétique exceptionnelle (1 g d’uranium = l’énergie de 3 tonnes de charbon). Très faible occupation des sols par rapport à la puissance délivrée.
Points d’attention : Sûreté des installations, gestion des déchets nucléaires sur le long terme.
Les énergies renouvelables
Les énergies renouvelables sont historiquement les premières que l’homme a utilisées. Elles représentent aujourd’hui 17% de la production d’énergie mondiale.
Les renouvelables intermittentes
💡 L’intermittence — Certaines énergies renouvelables ne peuvent pas produire de l’électricité en continu car le vent, le soleil ou les marées sont variables. Cette intermittence fait diminuer le facteur de charge.
Pour qu’un réseau électrique fonctionne, il doit être à l’équilibre : à tout moment, la demande doit égaler la production. Des sources d’énergies intermittentes doivent donc être associées à des sources pilotables ou à des systèmes de stockage.
L’éolien
Ordres de grandeurs mondiaux :
- L’énergie éolienne représente 2% de l’énergie mondiale
- 5% de la production d’électricité mondiale
Avantages : Source complètement renouvelable.
Points d’attention : Intermittence, nécessité de stockage, conflits d’usages des surfaces.
Le solaire photovoltaïque
Ordres de grandeurs mondiaux :
- Le solaire représente 1% de l’énergie mondiale
- 3% de la production d’électricité mondiale
Avantages : Source inépuisable, très adaptée à une production décentralisée.
Points d’attention : Intermittence, disponibilité des matériaux en cas de déploiement massif.
Les renouvelables pilotables
La biomasse
La biomasse désigne l’ensemble des matières organiques pouvant être utilisée pour produire de l’énergie : solides (bûches, granulés), liquides (biocarburants), gazeux (biogaz).
Ordres de grandeurs mondiaux :
- La biomasse représente 7% de l’énergie mondiale
- 41% de la consommation mondiale d’énergie renouvelable
Avantages : Grande diversité des sources, approvisionnement local possible, le CO2 émis lors de la combustion est compensé par l’absorption durant la croissance des plantes.
Points d’attention : Pas une énergie “propre” en soi (peut émettre beaucoup de CO2 et de particules fines selon les méthodes). Ne doit pas être consommée en quantité supérieure à son rythme de renouvellement. Risque de déforestation.
L’hydroélectricité
L’hydroélectricité utilise l’énergie potentielle d’un courant d’eau pour produire de l’électricité. Il existe deux grandes catégories : les centrales “au fil de l’eau” et les centrales avec retenue d’eau (pilotables).
Ordres de grandeurs mondiaux :
- L’énergie hydraulique représente 6% de l’énergie mondiale
- 16% de la production d’électricité mondiale
- 35% des énergies renouvelables
Avantages : Le caractère pilotable est sa plus grande qualité — il est possible de répondre aux pics de consommation en ouvrant simplement les barrages.
Points d’attention : Impact social et environnemental fort (déplacement de population, impact sur la faune aquatique). Production variable selon les conditions climatiques. Potentiel d’installation limité à certaines zones géographiques.
Émissions de CO2 : comparaison par source
Émissions de GES par kWh d’électricité produit (incluant l’énergie grise)
Les émissions incluant la fabrication des convertisseurs :
- Nucléaire → 6 g CO2-eq/kWh
- Énergie éolienne → 15 g CO2-eq/kWh
- Énergie hydraulique → 12 g CO2-eq/kWh
- Énergie solaire photovoltaïque → 44 g CO2-eq/kWh
Pour rappel, les énergies fossiles :
- Gaz naturel → 418 g CO2-eq/kWh
- Fioul → 730 g CO2-eq/kWh
- Charbon → 1 058 g CO2-eq/kWh
💡 Même si la production d’énergie renouvelable n’émet pas de CO2, c’est au moment de la fabrication des convertisseurs que l’essentiel des émissions se situe. L’industrie actuelle utilise encore beaucoup d’énergie fossile, et la fabrication de l’acier et du béton sont des procédés très émissifs en CO2.
Aucune énergie n’est propre ni parfaite. D’autres facteurs doivent rentrer en compte : le coût, la complexité, la disponibilité en ressources, l’occupation des sols, la stabilité du réseau, la gestion des déchets et pollutions.
En résumé
- Les énergies peu carbonées représentent 21% du mix énergétique mondial (17% pour les seules renouvelables sans le nucléaire).
- Leur très faibles émissions de CO2 lors de la production les rend particulièrement intéressantes comme alternatives aux énergies fossiles.
- Ces énergies se pensent en deux catégories : les pilotables et les intermittentes, dont les effets peuvent être atténués par le stockage.
- Une meilleure connaissance de chaque énergie permet de mieux comprendre, analyser et faire des choix.
Sources
Source n°1 : Ritchie, H. and Roser, M. (2021). Energy. Our World in Data. Source n°2 : Base Carbone ADEME.