Pilier 1 : Energies renouvelables & économies d'énergie

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Décarbonation de l’énergie : quelles sont les énergies à financer ?

L’énergie que nous consommons pour produire de l’électricité est la première source d’émission de carbone (CO2) mondiale. En consommer moins et en réduire l’intensité CO2 est notre priorité pour limiter le réchauffement climatique.

C’est quoi déjà l’énergie Jamy ?

Comment définir l'énergie de manière simple et intelligible ? Pas facile... Alors voici notre définition : L'énergie, c'est la capacité nécessaire pour transformer notre environnement : dès qu'un truc change de vitesse, de mouvement, de température, de forme... de l'énergie entre en jeu.

Schéma qui vous montre comment on "produit" de l'énergie (énergie qu'on transforme en réalité)
Schéma qui vous montre comment on "produit" de l'énergie (énergie qu'on transforme en réalité)

On peut faire le parallèle avec le corps humain : tous les jours, vous apportez à manger à votre corps, ce qui vous permet de le maintenir à 37°C, de vous mettre en mouvement pour aller au bureau et de courir après votre métro parce que vous n’avez pas entendu votre réveil !

Les machines c’est pareil, elles ont besoin d’énergie pour délivrer un service. Donc comme l'explique bien Jean-Marc Jancovici (ingénieur spécialiste de l'énergie et président du Shift Project), l'énergie peut être vue comme des croquettes pour machines.

Et on peut aussi faire le parallèle entre le fast food et les énergies fossiles : sur le long terme, ces sources d'énergie ne sont ni bonnes pour votre cholestérol, ni pour la planète.

Popeye mange des épinards, les machines utilisent de l'énergie.
Popeye mange des épinards, les machines utilisent de l'énergie.

Quand on parle de production d'énergie, on parle d'un changement d'état. Plus concrètement : on ne produit jamais de l'énergie à partir de rien. On transforme une énergie en une autre énergie.

Et on parle d’une source d’énergie primaire pour désigner l’énergie telle qu’on la trouve dans la nature. Ça correspond à tout ce qui brûle (charbon, pétrole, bois), à la force des éléments (vent, eau) et au rayonnement électromagnétique (soleil).

Bon, pourquoi on vous raconte tout ça ? Parce que l'énergie est devenue le facteur clé de l'économie mondiale. 

Les machines sont à l'origine de l'essor de notre société

Pour faire simple, depuis les révolutions industrielles des années 1780 et 1880, nous avons dopé notre société aux énergies fossiles : charbon, gaz et pétrole. Cette énergie nous a permis de mettre en fonctionnement un parc gigantesque de machines : de votre machine à café à l'imprimante 3D en passant par les avions et les plateformes pétrolières. 

Le monde s’est développé rapidement en 2 siècles grâce en fait au développement des machines qui ont été mises au travail au profit de l’Homme. 

Dit autrement, cette transformation du monde a été possible parce qu’on a mis en fonctionnement des machines bien plus nombreuses et bien plus puissantes que des humains. Selon la machine, elle peut aller d’une puissance annuelle égale à celle de l’Homme (l’ampoule à incandescence) à plusieurs millions de fois plus puissante (comme l’avion ou le laminoir) ! On est bien en train de vous annoncer que vous êtes Iron Man.

C’est fascinant. 

Les machines peuvent donc être vues comme des esclaves énergétiques qui travaillent pour nous. 

Vous nous direz que ce progrès technique nous permet de satisfaire de nombreux besoins, de rédiger cet article et de lancer notre application, c'est vrai, on est vernis de ce côté.

Malheureusement, le revers de la médaille, c’est qu’elles nous mènent loin d’un développement durable si on continue d’en consommer en trop grande quantité.

Ces énergies fossiles provoquent le réchauffement climatique.

Camembert de la consommation d'énergie primaire dans le monde en 2019
Camembert de la consommation d'énergie primaire dans le monde en 2019

Comme vous pouvez le voir sur le graphique ci-dessus (source ici), le mix énergétique mondial en 2019 est composé à 84% de charbon, de gaz naturel et de pétrole.

Et comme le montre cette infographie de l’association Qui est vert ?, ces énergies primaires sont bien plus émettrices de CO2 que le reste des énergies. Vous pouvez voir que le gaz émet plus de 400g de CO2, le pétrole émet plus de 700g de CO2 et le charbon plus de 1000g de charbon.

Infographie présentant la quantité de CO2 émise par type d'énergie
Infographie présentant la quantité de CO2 émise par type d'énergie

L’utilisation de ces énergies très carbonées contribuent massivement au réchauffement climatique alors la solution est de passer à des sources d’énergie peu carbonées (aussi appelées énergies vertes).

Parmi les sources d'énergie peu carbonées, on trouve :

  • la biomasse (la matière vivante animale et végétale)

  • l'hydroélectricité (les barrages)

  • le nucléaire

  • l'éolien

  • les panneaux photovoltaïques et solaires

  • la marée motrice

De manière générale pour avoir une véritable transition énergétique : on doit fermer des centrales à charbon et stopper tout projet d’exploitation de puits de pétrole. Et dans le même temps, on doit continuer de développer les énergies peu carbonées parmi lesquelles on trouve les énergies renouvelables. Elles sont dites renouvelables car elles reposent sur une source d'énergie présente en quantité  presque infinie : le vent, l'eau, le soleil, la terre, le bois et les marées (merci la Terre).

En 2019, elles représentaient 11,7% de la consommation énergétique primaire française soit 339 TWh sur 2893 TWh (le kilowatt-heure est une unité d’énergie, 1TWh c’est 1 milliard de kWh).

Comprendre simplement les énergies renouvelables

Comme vous avez dû le comprendre avec ce qui a précédé, il y a très peu de chance de découvrir demain une nouvelle énergie miracle, décarbonée et renouvelable : on doit donc faire avec les moyens du bord.

On peut maintenant entrer dans le détail des énergies renouvelables dites aussi ENR.

La biomasse

Exemple de matière vivante qui peut servir à la production d'énergie par combustion ou fermentation
Exemple de matière vivante qui peut servir à la production d'énergie par combustion ou fermentation

  • Fonctionnement : on brûle ou on fait fermenter des matières organiques (des déchets organiques, des végétaux, des animaux morts) pour les transformer en énergie mécanique (biocarburants), électrique (électricité) ou thermique (chauffage).

  • En chiffres : c'est la 1ère source d'énergie renouvelable en France (35,8% de bois énergie, 9,6% de biocarburants, 5% de déchets renouvelables et 3,6% de biogaz). Elle émet entre 11 et 30gCO2e/kWh contre plus de 440g pour le gaz naturel ou plus de 1000g pour le charbon.

  • Avantages : c'est une source d'énergie très efficace. Tous les pays peuvent générer de l'énergie à partir de sa biomasse. Si elle est bien gérée, elle est bien moins émettrice de carbone que les énergies fossiles.

  • Limites : dans certains cas, des forêts sont rasées pour produire du colza ou du maïs qui pourraient nourrir des gens plutôt que de produire de l’énergie.

L'hydroélectricité

Barrage hydraulique
Barrage hydraulique
  • Fonctionnement : on fait tourner des roues grâce à la force de l'eau pour la transformer en électricité.

  • En chiffres : elle représente 6% du mix énergétique primaire mondial et n’émet que 6g CO2e/kWh au cours de son cycle de vie.

  • Avantages : elle est propre et n'est pas intermittente (il y aura toujours de l'eau pour créer de l'électricité sauf en cas de sécheresse).

  • Limites : son impact sur la biodiversité (qui reste toujours moins important que celui des fossiles), des villes ont été englouties pour créer des barrages et il faut des conditions géographiques spécifiques avec du dénivelé.

L'éolien

Champ d'éoliennes
Champ d'éoliennes
  • Fonctionnement : on utilise la force du vent pour faire tourner les pales des éoliennes et la transformer en électricité.

  • En chiffres : elle émet 85 fois moins de CO2 que le charbon !

  • Avantages : l’énergie éolienne est très efficace, qui émet bien moins de carbone que les énergies fossiles.

  • Limites : bon déjà c'est gros, moche et bruyant ! Ensuite l'impact sur la biodiversité n'est pas négligeable (mais c’est à comparer aux marées noires, à l'installation de gazoducs et aux conséquences de l'extraction des énergies fossiles), elle nécessite beaucoup de matériaux pour son installation notamment du béton et surtout, c'est une énergie intermittente (sans vent, pas d'électricité).

Les panneaux photovoltaïques et solaires

Panneaux photovoltaïques
Panneaux photovoltaïques

  • Fonctionnement : les deux utilisent l'énergie solaire. Les panneaux solaires la transforment en énergie thermique grâce à des liquides toxiques (fluides caloporteurs). Les panneaux photovoltaïques la transforment en électricité grâce à des composants électroniques (des cellules photovoltaïques).

  • En chiffres : le solaire émet 32g de CO2e/kWh et le photovoltaïque émet 13g de C02e/kWh d’électricité générée.

  • Avantages : on peut en mettre dans de nombreux endroits (les toits, les déserts), les matériaux nécessaires à leur production ne sont pas en tension (on a beaucoup de ressources), ils émettent bien moins de gaz à effet de serre que les énergies fossiles.

  • Limites : dans les deux cas, ce sont des énergies intermittentes (pas de soleil, pas d'électricité). Pour les panneaux solaires, les fluides toxiques contribuent au trou dans la couche d'ozone et leur gestion en fin de vie est complexe.

La marée motrice

Hydroliennes marines
Hydroliennes marines

  • Fonctionnement : on utilise l'énergie mécanique des vagues et des marées pour la transformer (grâce à plein de systèmes : serpents de mer, turbines...) en énergie mécanique ou électrique.

  • En chiffres : A ce jour, elle ne représente qu’une part infime de la consommation d’électricité en France (0,2% des 11,7% d’énergies renouvelables). Mais le potentiel de cette source d’énergie est énorme. 

  • Avantages : il y aura toujours de l'eau, des marées etc. Cette énergie est bien moins émettrice de gaz à effet de serre que les énergies fossiles.

  • Limites : elle est très compliquée à mettre en place et demande beaucoup de ressources.

Problème, il n’y a pas de transition énergétique.

On vous a donc présenté les différentes sources d’énergies renouvelables. Ces énergies ont toutes des inconvénients mais ont l’énorme avantage d’être bien moins carbonées que le charbon, le pétrole ou le gaz. 

Gros souci : il n’y a pas de transition énergétique. Les énergies renouvelables ne viennent pas en remplacement des fossiles mais viennent simplement se rajouter. On consomme toujours plus d’énergie comme le montre le graphique ci-dessous issu du cours de Jean-Marc Jancovici à Mines ParisTech

On consomme toujours plus d'énergie par personne
On consomme toujours plus d'énergie par personne

Le bleu c’est l’hydroélectricité, le jaune le nucléaire et le rose les autres renouvelables. Vous pouvez effectivement voir que le charbon (noir), le pétrole (rouge) et le gaz (beige) n’ont pas du tout diminué en taille depuis qu’on entend parler de transition énergétique.

Pour limiter le changement climatique, il faudrait donc réduire considérablement en quelques années seulement les énergies fossiles en les remplaçant dans le même temps par des énergies peu carbonées. Ce défi semble très vertigineux et c'est pour cela qu'il est nécessaire de réduire notre consommation d'énergie.

Économiser : les grandes voies à emprunter

Les modèles de projection scientifique du GIEC nous permettent d’estimer que notre planète va se réchauffer de 1,5°C d’ici à la fin du siècle à cause des émissions cumulées de CO2 dans l’atmosphère. En gros, les Accords de Paris, c’est déjà râpé.

Bonne nouvelle, mathématiquement, on peut encore respecter une élévation de température de 2°C en 2100. Mais ça implique qu’on émette par personne 9 fois moins de carbone que la génération de nos grands-parents. Vous voyez le truc… Pisser sous la douche et passer d’ici 2050 au 100% renouvelable ne suffiront pas.

Aujourd’hui, on émet tous et toutes ensemble 60 milliards de tonnes équivalent CO2 par an et il faudrait qu’on soit aux alentours de 20 milliards par an.

En conséquence, on doit diviser par 3 d’ici 2050 nos émissions de carbone pour tenir les 2°C.

Et comme la population devrait continuer de croître d’ici 20 à 30 ans pour atteindre 9 milliards d’individus, l’enveloppe d’émission carbone par personne devrait être de 2 tonnes de CO2 par an et par personne. Petit rappel sympathique : un Français ou Française émet en moyenne 11,2 tonnes de CO2 par an. Avec les habitudes qu’on a aujourd’hui, on est à des années lumières d’un monde respectant une hausse de température de 2°C promise par les grandes entreprises et les politiques.

Pour finir on vous laisse avec les 3 chemins pour faire des économies d’énergie :

  • la voie de l’amélioration de l’efficacité énergétique (isoler un logement, baisser la conso des voitures…). C’est le boulot des ingénieurs de nous emmener vers cette voie royale tout en sachant que ce n’est pas une mince affaire.

  • la voie de la sobriété énergétique voulue : on choisit volontairement une limitation de ce qu’on consomme.

  • la voie de la sobriété subie, là aussi, on ne peut plus vivre avec notre mode de vie actuel sauf que dans ce cas, la limite imposée vient de l’extérieur, nous est imposée et elle est non désirée.

À vous de choisir quel monde vous voulez construire. De notre côté, on choisit le développement des énergies renouvelables et les économies d’énergie. On vous invite à nous rejoindre.

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