Les technologies renouvelables en croissance rapide sont au cœur de la transition énergétique. Grâce à une innovation continue, ils deviennent de plus en plus efficaces et compétitifs. Et de nouvelles technologies pointent à l’horizon.
Non seulement ils permettent de produire de l’électricité sans émettre de gaz à effet de serre, mais ils sont aussi quasiment inépuisables. Les énergies renouvelables sont au cœur de la transition énergétique.
En effet, l’énergie utilisée n’est jamais renouvelée, mais transformée en énergie électrique. Ce sont des sources comme le vent ou la lumière solaire qui se renouvellent indépendamment de l’usage que nous en faisons, contrairement, par exemple, aux combustibles fossiles comme le charbon ou le pétrole.
Technologies matures : hydroélectricité et géothermie
La forme de production d’électricité à partir de sources renouvelables la plus ancienne est l’énergie hydroélectrique (les premières centrales remontent à la fin du XIXe siècle), qui est également la plus importante, avec une capacité installée mondiale qui dépasse la totalité des autres.
Il s’agit d’une technologie mature qui ne se prête pas à une révolution explosive, mais les nouvelles technologies peuvent accroître l’efficacité des installations et prolonger leur durée de vie. En outre, dans de nombreux pays, notamment dans les pays en développement, il existe encore une marge considérable de croissance de l’utilisation des ressources en eau.
La géothermie est également une technologie établie, qui a vu le jour au début du XXe siècle : la première centrale électrique au monde, celle de Larderello en Toscane, a été inaugurée en 1911, mais les premières expérimentations avaient déjà commencé en 1904.
Aujourd’hui, l’énergie géothermique joue encore un rôle secondaire à l’échelle mondiale, car seules quelques régions du monde disposent de ressources géothermiques importantes. Toutefois, des technologies innovantes, telles que les centrales à faible enthalpie, peuvent augmenter considérablement le nombre de pays propices au développement géothermique.
La forte croissance de l’énergie solaire et éolienne
L’énergie solaire est, avec l’énergie éolienne, l’acteur majeur de la transition énergétique actuelle. Marginale jusqu’il y a quelques décennies, elle connaît aujourd’hui une croissance rapide : la capacité photovoltaïque mondiale est passée de 40 GW en 2010 à 580 GW en 2019.
Le mérite est essentiellement dû à l’innovation technologique, principalement dans le secteur de la science des matériaux, qui a rendu les installations photovoltaïques compétitives également du point de vue économique par rapport aux sources fossiles : selon IRÉNE (Agence internationale pour les énergies renouvelables), les coûts de production d’électricité photovoltaïque ont chuté de 82 % au cours de la dernière décennie.
Et les perspectives sont encore plus encourageantes : grâce aux technologies de nouvelle génération, l’efficacité des panneaux solaires peut être augmentée de 30 % par rapport à aujourd’hui et la productivité de plus de 20 %.
Dans le secteur de l’énergie éolienne également, la technologie a fait de grands progrès : les pales d’éolienne ont désormais un diamètre de 200 mètres et leurs dimensions devraient encore augmenter. Ici aussi, une productivité plus élevée a réduit les coûts : entre 2010 et 2019, ils ont chuté respectivement de 39 % pour l’énergie éolienne terrestre et de 29 % pour l’énergie éolienne offshore.
Le résultat est une croissance impressionnante : la capacité totale des parcs éoliens terrestres est passée de 178 GW en 2010 à 594 GW en 2019. Les centrales offshore ont connu un développement plus lent, avec seulement 28 GW installés en 2019, mais avec une énorme marge de croissance.
Technologies émergentes : énergies marines, hydrogène et stockage
Parmi les sources d’énergie renouvelables du futur se trouve la mer, avec son immense potentiel : la manière la plus intuitive de produire de l’électricité est d’utiliser l’énergie des vagues, mais il est également possible d’exploiter les marées, avec l’avantage de pouvoir les prévoir avec précision. D’autres méthodes sont basées sur la différence de température entre les eaux de surface et les eaux profondes ou sur la différence de salinité entre différentes masses d’eau.
Les technologies permettant de valoriser ces sources d’énergie ne sont pas encore suffisamment développées pour permettre leur utilisation commerciale généralisée, mais quelques installations expérimentales et prototypes ont déjà été réalisés avec de bons résultats, principalement pour l’énergie houlomotrice et marémotrice. Leur potentiel théorique respectable a été estimé respectivement à 700 GW et 200 GW.
Une autre ressource d’avenir mérite une mention à part : l’hydrogène, qui n’est pas une source d’énergie mais un vecteur énergétique et, s’il est obtenu à partir de sources renouvelables, est 100 % respectueux de l’environnement.
Sa contribution pourrait être précieuse, notamment pour rendre durables des secteurs difficiles à électrifier, comme l’industrie lourde, le transport maritime, l’aéronautique et le transport routier avec des véhicules lourds.
Les technologies de l’hydrogène en sont également à leurs débuts et ne sont pas encore prêtes à être déployées commercialement, mais le temps nécessaire à leur lancement pourrait être beaucoup plus court que pour d’autres technologies.
Les systèmes de stockage d’énergie, nécessaires pour remédier à l’intermittence des sources renouvelables telles que le soleil et le vent, joueront également un rôle décisif. Historiquement, la technologie de stockage la plus importante a été celle des centrales hydroélectriques à pompage-turbinage, mais les batteries, notamment les batteries au lithium, qui peuvent être installées n’importe où, connaissent actuellement une croissance importante.
La diffusion des systèmes de stockage est encore limitée, mais elle augmente rapidement grâce, dans ce cas également, à l’innovation technologique qui améliore constamment la qualité et les performances des batteries et réduit leur coût.
Lorsque le stockage sera pleinement intégré aux réseaux électriques, les sources intermittentes pourront alimenter le réseau à tout moment, quelles que soient les conditions atmosphériques : il sera alors possible d’avoir un mix de production d’électricité totalement sans émissions. Un avenir pas trop lointain.
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