Favoriser le succès de l’énergie renouvelable propre

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Article Publié 20/11/2017 Dernière modification 20/11/2017
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Investir dans de l’énergie propre doit aller de pair avec l’efficacité énergétique et les économies d’énergie. Des solutions innovantes peuvent changer fondamentalement la manière dont nous produisons, stockons, transportons et utilisons l’énergie. La transition des combustibles fossiles à une énergie propre et renouvelable pourrait affecter les communautés dépendantes des combustibles fossiles à court terme. Avec des politiques ciblées et des investissements dans de nouvelles compétences professionnelles, l’énergie propre peut offrir des perspectives économiques inédites.

©Nikolaos Kalkounos, Picture2050 /EEA

L’énergie est extraite sous une forme qui doit presque toujours être transformée en combustible adapté à l’usage envisagé. Ainsi, les énergies éolienne et solaire doivent être converties en électricité avant de pouvoir être utilisées. De même, le pétrole brut extrait du sol est transformé en essence et en diesel, en kérosène, en gaz de pétrole liquéfié, en électricité, etc. avant de pouvoir être utilisé dans les avions, les voitures et les habitations.

Une partie de cette énergie potentielle initiale est perdue dans le processus de transformation. Même avec le pétrole brut, dont la densité d’énergie ([1]) est supérieure à celle de la plupart des combustibles conventionnels, seuls 20 % environ de ce potentiel peuvent être transformés en électricité.

Efficacité énergétique : il est essentiel d’atténuer la perte d’énergie

Les centrales électriques utilisent souvent la chaleur obtenue en brûlant un combustible primaire, tel que le charbon, pour produire de l’électricité. Les aspects fondamentaux de ce processus sont très similaires à ceux de locomotives à vapeur rudimentaires. L’eau est portée à ébullition pour créer de la vapeur et se dilate lorsqu’elle se transforme en gaz. Le gaz fait tourner les turbines. Ce mouvement mécanique (énergie mécanique) produit ensuite de l’électricité. Toutefois, une part significative du combustible initial est perdue en tant que chaleur résiduelle durant la transformation. Comme les ordinateurs portables, les voitures ou de nombreux autres équipements électroniques, les centrales électriques produisent de la chaleur en fonctionnant et disposent de systèmes de refroidissement pour éviter le risque de surchauffe.

Les centrales électriques ou les raffineries de pétrole ont besoin d’énergie pour le processus de transformation, et pour leurs activités opérationnelles quotidiennes. Les systèmes de refroidissement (tels que les ventilateurs dans les ordinateurs) ont, bien entendu, besoin d’énergie pour fonctionner. Dans les centrales électriques, les systèmes de refroidissement peuvent également dégager de la chaleur, le plus souvent sous la forme d’eau et d’air plus chauds, évacués dans la nature.

Ce type d’inefficacité (perte d’énergie ou chaleur résiduelle) n’apparaît pas seulement lors de la transformation de l’énergie d’une forme à l’autre. Chaque jour, lorsque nous chauffons nos habitations, conduisons nos voitures ou faisons cuire notre nourriture, presque chaque fois que nous utilisons de l’énergie en fait, nous en perdons une partie. À titre d’exemple, une voiture fonctionnant avec un combustible fossile n’utilise que 20 % environ de ce combustible pour déplacer le véhicule, tandis que 60 % environ sont perdus sous forme de chaleur créée par le moteur. Les bâtiments représentent 40 % de la consommation totale d'énergie dans l’UE et environ 75 % sont inefficaces sur le plan énergétique ([2]). L’inefficacité énergétique signifie que nous gaspillons une part substantielle de nos ressources (et de notre argent), tandis que nous polluons inutilement l’environnement. Comment prévenir cette perte ? Comment accroître l’efficacité énergétique ? Comment obtenir de meilleurs résultats à partir de la même quantité d’énergie ?

La technologie et les politiques peuvent permettre de minimiser certaines pertes d’énergie. À titre d’exemple, une ampoule économe en énergie consomme entre 25 % et 80 % d’énergie en moins qu’une ampoule à incandescence classique et a une durée de vie potentielle 3 à 25 fois supérieure. Certaines centrales électriques capturent la chaleur qui serait sinon gaspillée et l’utilisent pour fournir des services de chauffage et de refroidissement urbains aux communautés locales (ce processus est dénommé cogénération ou production combinée de chaleur et d’électricité). De même, le réaménagement de bâtiments anciens en introduisant une isolation moderne peut réduire la consommation d'énergie et les factures énergétiques.

Stocker et transporter l’énergie

Dans certains cas, il est possible d’utiliser la chaleur qui serait normalement perdue. La chaleur produite par le corps humain n’est peut-être pas la première source d’énergie qui vienne à l’esprit, mais même cette chaleur peut être récupérée et transformée en énergie utilisable. Environ 250 000 utilisateurs des transports en commun se pressent chaque jour à la gare centrale de Stockholm. Au lieu d’être évacué, l’excès de chaleur est récupéré et utilisé pour chauffer de l’eau. Cette eau fournit ensuite du chauffage à un immeuble de bureaux de l’autre côté de la rue, ce qui permet de réduire la facture énergétique du bâtiment durant les hivers froids de la Suède.

De telles approches innovantes seront également essentielles pour permettre le stockage et le transport de l’énergie propre à l’échelle requise. Les combustibles fossiles sont relativement faciles à stocker et à transporter. Une fois extrait, le pétrole peut être utilisé à tout moment. Il peut être transporté en utilisant les réseaux existants et il est accessible grâce à une infrastructure étendue et bien établie. L’énergie renouvelable n’est pas toujours aisément accessible, mais peut le devenir grâce à des solutions innovantes. Le captage de l’énergie solaire durant les mois d’été et son stockage sous la forme d’eau chaude dans des réservoirs souterrains pour l’utiliser durant les mois d’hiver pourraient fournir une chaleur suffisante à des communautés entières. De plus, avec des batteries plus efficaces, capables de stocker plus d’électricité, et une vaste infrastructure pour recharger les véhicules, le transport routier longue distance pourrait en théorie être entièrement électrique.

Certaines solutions de transport électrique peuvent aller plus loin que les batteries offrant de grandes capacités de stockage d’énergie. Des villes telles que Graz (Autriche) et Sofia (Bulgarie) expérimentent déjà, sur certains axes de transport public, des bus électriques disposant de batteries plus légères qui se rechargent plus rapidement. Après s'être rechargés pendant 30 secondes, tandis que les passagers montent et descendent, ces bus sont en mesure de parcourir à nouveau 5 kilomètres, jusqu’au prochain arrêt équipé d’une station de recharge.

Des solutions innovantes et encourageantes

Nous avons besoin d'une énergie abondante pour alimenter les machines et chauffer nos habitations, mais cette énergie ne doit pas nécessairement provenir des combustibles fossiles. Pourrions-nous capter davantage d’énergie solaire ? Les panneaux solaires contiennent des cellules photovoltaïques qui transforment une partie de la radiation solaire en électricité. Au cours de ces dernières années, l’évolution technologique a permis aux cellules photovoltaïques de capter une part croissante de cette énergie solaire brute à des coûts inférieurs. Plus la surface du panneau est grande, plus il produit d’électricité. Il est possible que l’installation de panneaux solaires au milieu du paysage suscite des inquiétudes au sujet de la pollution visuelle dans les communautés locales ou empêche d’utiliser la terre à d'autres fins. Et si ces panneaux devenaient une part invisible de nos vies quotidiennes ?

Un projet de recherche financé par les programmes de recherche de l’UE explore précisément cette question. Le projet Fluidglass vise à transformer les fenêtres en collecteurs d’énergie solaire invisibles. Ce projet implique d'introduire une fine couche d’eau enrichie de nanoparticules entre les couches de verre. Les nanoparticules capteraient l’énergie solaire et la transformeraient en électricité qui pourrait être utilisée dans le bâtiment. Les nanoparticules filtreraient également la lumière, ce qui permettrait de conserver une température agréable dans les pièces en cas de forte chaleur. Selon l’équipe chargée du projet, les économies d’énergie potentielles pourraient atteindre 50 à 70 % pour les bâtiments réaménagés et 30 % pour les constructions nouvelles déjà conçues pour économiser l’énergie.

Ce projet de recherche est l'une des nombreuses initiatives européennes qui suggèrent des solutions et des améliorations concernant les questions d’énergie renouvelable, d’efficacité énergétique et d’économies d’énergie. Le potentiel total de ces innovations, en termes de croissance économique et d’approvisionnement illimité en énergie propre, est immense. L’étape suivante consiste à faciliter l’utilisation de ce type d’énergie. Les autorités publiques, les investisseurs, les consommateurs et les différents acteurs actifs dans les secteurs clés (tels que le secteur de la construction) devront jouer un rôle de premier plan dans l’adoption généralisée de ces sources d’énergie.

La Banque européenne d'investissement est l’un des acteurs fournissant les fonds indispensables. L’énergie des vagues est l’une des sources inexploitées d'énergie naturelle et propre. Elle peut sans doute répondre à 10 % au moins des besoins énergétiques mondiaux. Une entreprise finlandaise a conçu des panneaux sous-marins qui transforment l’énergie des vagues océaniques en électricité. Un panneau installé au large de la côte portugaise peut satisfaire les besoins électriques de 440 habitations. La Banque européenne d'investissement a fourni des prêts pour encourager l’adoption plus vaste de cette technologie, tout comme elle a soutenu de nombreuses autres solutions ciblées.

Du charbon à l’énergie solaire : investir dans de nouvelles compétences professionnelles

L’opposition de la communauté locale pourrait être l’un des obstacles aux progrès de l’énergie propre. Des communautés s'inquiètent des pollutions visuelle et sonore. Les panneaux solaires et les éoliennes disséminés dans le paysage peuvent être perçus comme des nuisances esthétiques dans un paysage rural idyllique. Certaines inquiétudes pourraient être atténuées en améliorant la planification et l’implication des communautés locales lors des décisions relatives à la localisation des fermes éoliennes. La question des emplois, des revenus et de la qualité de vie offerte par des revenus réguliers représente toutefois un défi plus fondamental. L’arrêt d’une activité, telle que la production de charbon, sans créer de nouvelles perspectives économiques, peut augmenter le taux de chômage local. Naturellement, une ville qui dépend de la production charbonnière se montrera très vraisemblablement prudente face à des changements fondamentaux de l’économie locale. Malgré l’ampleur de la tâche, ce type de transformation économique reste néanmoins possible et quelques précurseurs montrent la voie.

À la suite de la découverte de charbon dans la région de la Ruhr en Allemagne en 1840, Gelsenkirchen est devenue l’une des plus importantes villes minières d’Europe. Durant plus de cent ans, cette ville a été façonnée par la production de charbon, puis, ultérieurement, par le raffinage de pétrole. Aujourd’hui, il n’y a plus de mineurs à Gelsenkirchen. Mais la ville continue à produire de l’énergie. Afin de combattre le chômage élevé depuis plusieurs décennies et la disparition progressive de la production charbonnière, la ville a activement soutenu et adopté l’innovation dans les technologies propres. Elle aspire à devenir le centre de technologie solaire de l’Allemagne, doté d’une main-d'œuvre hautement qualifiée, et attire non seulement d’autres énergies propres, mais aussi les secteurs de la finance et des services. Autrefois dépendants des combustibles fossiles, les membres de la communauté locale sont devenus des défenseurs ardents et des utilisateurs de l’énergie propre.

Le transfert de la main-d'œuvre d’un secteur à l’autre n’est pas aisé. Chaque emploi nécessite un ensemble spécifique de compétences et de connaissances. L’apprentissage de nouvelles compétences requiert du temps et presque toujours des ressources financières. Offrir des possibilités de formation aux personnes affectées peut contribuer à réduire les coûts sociaux de ce type de transition socio-économique. De même, diminuer la dépendance économique vis-à-vis d’un seul secteur en encourageant un vaste ensemble d’activités peut favoriser la croissance de l’économie locale. Pour que ces changements soient efficaces, ils doivent être appliqués tôt et durant une période suffisante. À titre d’exemple, le taux d’embauche doit être réduit progressivement pour éviter des chocs majeurs au sein des communautés dépendantes du charbon, tandis que le système éducatif, et la formation professionnelle en particulier, doivent être conçus de manière à orienter les nouveaux demandeurs d’emploi vers les nouveaux secteurs et à les détourner du secteur minier.

Gros plan : les politiques de l’UE en faveur d'une énergie propre

Les économies d’énergie et l’efficacité énergétique sont des composantes clés des politiques énergétiques et climatiques de l’Union européenne. Étant donné que la combustion des combustibles fossiles et le changement climatique sont étroitement liés, toute réduction de la consommation globale de combustibles fossiles entraînera une diminution des émissions des gaz à effet de serre, contribuant ainsi à la réalisation des objectifs climatiques de l’UE. En novembre 2016, la Commission européenne a proposé un vaste ensemble législatif sur l’énergie propre. Cette législation entend non seulement accélérer la transition de l’UE vers une énergie propre, mais aussi créer des emplois en stimulant les secteurs économiques qui contribuent à la transition énergétique européenne.

La proposition de la Commission place l’efficacité énergétique au premier plan et fixe un objectif contraignant de 30 % d’ici 2030 à l’échelle de l’UE. Elle définit également des objectifs concernant les énergies renouvelables et la responsabilisation des consommateurs. Plus précisément, d'ici 2030, la moitié de l’électricité européenne devrait provenir de sources renouvelables, et, d’ici 2050, la production d'électricité devrait être totalement exempte de carbone. De même, les consommateurs devraient exercer un contrôle accru sur leurs choix énergétiques et disposer d’informations plus nombreuses sur la consommation et les coûts.

L’Union européenne soutient la transition vers une énergie propre grâce à divers instruments et politiques. L’Union de l’énergie est l’une des dix priorités politiques actuelles de la Commission européenne, qui sont elles-mêmes également soutenues par les autres politiques générales, dont les politiques sur l’économie circulaire, sur la stratégie en matière de compétences et sur l’innovation. Cet engagement politique bénéficie du financement de l’UE, et notamment des allocations du Fonds européen pour les investissements stratégiques, du Fonds européen de développement régional et du Fonds de cohésion.

Mesures sur le terrain

Une combinaison de mesures a également été mise en place pour faire des objectifs politiques de l’UE une réalité, en soutenant la recherche, l'investissement et l'utilisation d’énergie propre. Certaines mesures de l’Union, telles que la Directive de l’UE sur la performance énergétique des bâtiments ou la stratégie européenne pour une mobilité à faible taux d'émissions, ciblent des secteurs essentiels. L’UE a également adopté des mesures concernant des objectifs clés tels que l’efficacité énergétique et la promotion des investissements et de la recherche, y compris la Directive relative à l’efficacité énergétique et l'initiative « Financement intelligent pour bâtiments intelligents ».

Ces politiques et ces efforts sont récompensés. À titre d’exemple, on estime que les cadres de l’UE en matière d’écoconception et d’étiquetage énergétique permettront d’économiser 175 Mtep par an en énergie primaire d’ici 2020, ce qui représente davantage que la consommation d'énergie primaire annuelle de l’Italie. En d’autres termes, grâce à ces deux seuls cadres de l’UE, les Européens sont censés économiser près de 500 euros par ménage sur leur facture énergétique annuelle. Outre la création de revenus supplémentaires et d’emplois, ces cadres favorisent la sécurité énergétique en réduisant les importations énergétiques de 1 300 millions de barils équivalent pétrole chaque année. Ceci permet d’éviter 320 millions de tonnes d’émissions de dioxyde de carbone par an, une contribution significative aux objectifs climatiques de l’UE.

La clarté accrue des étiquettes relatives à l’efficacité énergétique sur les appareils domestiques ne représente qu’une petite partie du tableau. De tels cadres législatifs font partie des objectifs plus vastes de l’économie circulaire de l’UE, qui visent à une utilisation plus efficace de toutes les ressources dans l’ensemble de l’économie européenne. La manière dont nous concevons nos produits, nos villes et nos bâtiments doit faciliter la diminution des ressources employées (dont l’énergie), tout en nous permettant d’atteindre des résultats ou des avantages équivalents ou supérieurs. L’écoconception doit également faciliter le désassemblage des produits afin que différents composants puissent être réutilisés. Dans ce contexte, l’Europe économiserait en fait de l’énergie en tant que ressource employée, grâce à l’efficacité croissante de son utilisation des ressources. À titre d’exemple, en économisant de l’eau et en l’utilisant plus efficacement, l’Europe économiserait aussi l’énergie employée pour le captage de l’eau, son transport ou son traitement. Selon une étude réalisée par la Commission européenne, l’Europe pourrait économiser une proportion d’énergie comprise entre 2 % et 5 % de sa consommation totale d'énergie primaire, simplement en utilisant l’eau plus efficacement.

 ([1])            La densité d’énergie est la quantité d’énergie par unité de volume.

([2])            Estimations de l’analyse d’impact effectuée pour la modification de la Directive sur la performance énergétique des bâtiments.



 

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