Le recours croissant aux sources d’énergie renouvelables est la pierre angulaire de la transition énergétique : grâce à l’innovation continue, celles-ci deviennent de plus en plus efficaces et compétitives, tandis que de nouvelles technologies pointent à l’horizon.

Non seulement ils produisent de l’électricité sans émettre de gaz à effet de serre, mais ils sont aussi quasiment inépuisables. Les énergies renouvelables sont la pierre angulaire de la transition énergétique. En effet, l'énergie utilisée n'est jamais réellement renouvelée mais transformée en électricité. Il s’agit de sources d’énergie comme le vent et la lumière solaire qui se renouvellent indépendamment de l’usage qui en est fait, contrairement, par exemple, aux combustibles fossiles comme le charbon et le pétrole.

Technologies matures : énergie hydroélectrique et géothermie

La manière la plus ancienne de produire de l’électricité à partir de sources renouvelables esthydro-électrique(les premières centrales électriques datent de la fin des années 1800) et c'est aussi la plus grande, avec une capacité installée mondiale supérieure à celle de toutes les autres sources renouvelables réunies. Il s’agit d’une technologie mature qui ne se prête pas à des révolutions disruptives, mais les nouvelles technologies peuvent accroître l’efficacité des usines et prolonger leur durée de vie. En outre, dans de nombreux pays, en particulier dans les pays en développement, il existe encore un potentiel de croissance considérable en tirant parti des ressources en eau du pays.

L'énergie géothermique est une autre technologie établie qui remonte au début du 20e siècle. La première centrale au monde, à Larderello en Toscane, a été inaugurée en 2011 mais les premières expériences remontent à 1904. L'énergie géothermique joue aujourd'hui un rôle secondaire au niveau mondial, en partie parce que seules certaines régions du monde disposent de ressources géothermiques importantes. Des technologies innovantes, telles quefaible enthalpieLes centrales géothermiques peuvent cependant considérablement élargir le nombre potentiel de pays propices au développement de l'énergie géothermique.

L’énorme croissance de l’énergie solaire et éolienne

Énergie solaire photovoltaïqueL’énergie éolienne, comme l’éolien, est le protagoniste de la transition énergétique en cours. Alors qu’il y a encore quelques années son rôle était considéré comme marginal, il connaît aujourd’hui une croissance fulgurante : la capacité photovoltaïque mondiale est passée de 40 GW en 2010 à 580 GW en 2019. Le mérite en revient avant tout aux progrès de l’innovation technologique, notamment en particulier dans le secteur de la science des matériaux, qui a rendu les installations photovoltaïques économiquement compétitives par rapport aux combustibles fossiles. Selon l'Agence internationale des énergies renouvelables (IRÉNE), le coût de production d'électricité à partir du photovoltaïque a chuté de 82 % au cours de la dernière décennie. Et les perspectives sont encore plus prometteuses : grâce à la technologie de dernière génération, il sera possible d'augmenter l'efficacité des panneaux solaires de 30 % par rapport aux niveaux actuels et la productivité de plus de 20 %.

La technologie a également fait d'énormes progrès dans le secteur deénergie éolienne: aujourd'hui, les éoliennes peuvent atteindre jusqu'à 200 mètres de diamètre et devraient encore augmenter. L'augmentation de la productivité a également réduit les coûts : de 2010 à 2019, le coût de production de l'énergie éolienne terrestre a diminué de 39 % et celui de l'énergie éolienne offshore de 29 %. Le résultat a été une croissance spectaculaire : la capacité globale des parcs éoliens terrestres est passée de 178 GW en 2010 à 594 GW en 2019.Usines offshoreont connu une expansion plus lente avec seulement 28 GW installés en 2019, mais le potentiel de croissance est énorme.

Technologies émergentes : énergies marines, hydrogène et stockage

Parmi les sources d'énergie renouvelables les plus prometteuses pour l'avenir figurent nos mers et nos océans, avec leur immense potentiel : la manière la plus évidente de produire de l'électricité est d'utiliser l'énergie générée par le mouvement des vagues, mais une autre façon est d'exploiter l'énergie des marées, avec l'avantage de pouvoir les prévoir avec précision. D'autres méthodes incluent celles basées sur les différences de température entre les eaux de surface et les eaux profondes ou encore celles basées sur les différences de salinité des différentes masses d'eau. La technologie permettant d'exploiter ces sources n'est pas encore suffisamment mature pour faciliter leur utilisation commerciale généralisée, mais certaines installations expérimentales et prototypes ont déjà été créés et ont produit des résultats positifs, notamment en ce qui concerne l'énergie houlomotrice et l'énergie marémotrice. Le potentiel théorique est estimé respectivement à 700 GW et 200 GW.

Une autre ressource qui mérite d'être mentionnée esthydrogène, qui n’est pas une source d’énergie mais plutôt un vecteur énergétique qui, si son extraction est alimentée par des énergies renouvelables, est 100 % verte. Sa contribution peut être particulièrement précieuse pour rendre durables des secteurs difficiles à électrifier, tels que l’industrie lourde, le transport maritime, l’aviation et le transport routier. Les technologies de l’hydrogène en sont encore à leur phase initiale et ne sont pas encore prêtes à être utilisées à l’échelle commerciale, mais par rapport à d’autres technologies, le temps nécessaire pour préparer cette technologie à un déploiement à grande échelle est beaucoup plus court.

Stockage d'énergieles systèmes joueront également un rôle déterminant car ils sont nécessaires pour compenser l’intermittence des sources d’énergie renouvelables comme le soleil et le vent. Historiquement, la forme de stockage la plus importante était les centrales hydroélectriques par pompage, mais les progrès technologiques actuels ont vu le développement important des batteries, en particulier des batteries lithium-ion, qui peuvent être implantées de manière indépendante en tout lieu. La diffusion des installations de stockage d'énergie est encore limitée mais connaît une croissance rapide grâce, dans ce cas également, aux progrès de l'innovation technologique qui améliorent constamment la qualité et les performances des batteries et réduisent leurs coûts de production. Lorsque le stockage d'énergie sera pleinement intégré aux réseaux électriques, les centrales renouvelables intermittentes pourront injecter dans le réseau l'énergie qu'elles produisent à tout moment, quelles que soient les conditions atmosphériques : il sera alors possible d'obtenir un mix de production électrique totalement exempt d’émissions. Un avenir qui n'est pas si loin.

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