Qu’elles sont les énergies renouvelables ?
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Qu'est-ce que l'énergie renouvelable ?
Les énergies renouvelables sont des énergies produites à partir de ressources naturelles telles que le soleil, le vent, la pluie, les marées et la chaleur géothermique.
L'énergie renouvelable, souvent appelée énergie propre, provient de sources ou de processus naturels qui se renouvellent constamment.
Les nouveuax enjeux du 21ème siècle préconisent un développement durable. Les énérgies renouvelables sont une source d'avenir et de futur pour l'humanité.
Par exemple, la lumière du soleil ou le vent continuent de briller et de souffler, même si leur disponibilité dépend du temps et des conditions météorologiques.
Alors que les énergies renouvelables sont souvent considérées comme une nouvelle technologie, l'exploitation de la puissance de la nature est utilisée depuis longtemps pour le chauffage, le transport, l'éclairage, etc.
Le vent a propulsé des bateaux pour naviguer sur les mers et des moulins à vent pour moudre le grain. Le soleil a fourni de la chaleur pendant la journée et a permis d'allumer des feux qui ont duré jusqu'au soir.
Mais au cours des 500 dernières années environ, l'homme s'est tourné de plus en plus vers des sources d'énergie moins chères et plus sales, comme le charbon et le gaz de pétrole liquéfié.
Maintenant que nous disposons de moyens de plus en plus innovants et moins coûteux pour capter et retenir l'énergie éolienne et solaire, les énergies renouvelables deviennent une source d' énergie plus importante, représentant plus d'un huitième de la production américaine.
L'expansion des énergies renouvelables se fait également à petite et grande échelle, des éoliennes domestiques qui peuvent revendre l'électricité au réseau aux parcs éoliens offshore géants.
Énergie renouvelable : Les faits propres
Dans toute discussion sur le changement climatique, les énergies renouvelables sont généralement en tête de liste des changements que le monde peut mettre en œuvre pour éviter les pires effets de la hausse des températures. En effet, les sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie solaire et éolienne n'émettent pas de dioxyde de carbone ni d'autres gaz à effet de serre qui contribuent au réchauffement climatique.
Le secteur en pleine croissance crée des emplois, rend les réseaux électriques plus résistants, élargit l'accès à l'énergie dans les pays en développement et contribue à réduire la facture énergétique. Tous ces facteurs ont contribué à une renaissance des énergies renouvelables ces dernières années, le vent et le soleil ayant établi de nouveaux records en matière de production d'électricité.
L'énergie éolienne et l'énergie solaire sont à l'origine d'une révolution de l'énergie propre. Voici ce que vous devez savoir sur les énergies renouvelables et comment vous pouvez contribuer à avoir un impact chez vous.
Depuis environ 150 ans, l'homme dépend fortement du charbon, du pétrole et d'autres énergies fossiles pour alimenter tout ce qui existe, des ampoules électriques aux voitures en passant par les usines.
Les combustibles fossiles sont intégrés dans presque tout ce que nous faisons et, par conséquent, les gaz à effet de serre libérés par la combustion de ces combustibles ont atteint des niveaux historiquement élevés.
Comme les gaz à effet de serre emprisonnent dans l'atmosphère la chaleur qui autrement s'échapperait dans l'espace, les températures moyennes à la surface augmentent.
Le réchauffement de la planète est l'un des symptômes du changement climatique, le terme que les scientifiques préfèrent aujourd'hui pour décrire les changements complexes qui affectent les systèmes météorologiques et climatiques de notre planète.
Le changement climatique englobe non seulement l'augmentation des températures moyennes, mais aussi les phénomènes météorologiques extrêmes, le déplacement des populations et des habitats de la faune sauvage, la montée des eaux et toute une série d'autres impacts.
Bien sûr, les énergies renouvelables - comme toute autre source d'énergie - ont leurs propres compromis et les débats qui y sont associés.
L'un d'entre eux porte sur la définition de l'énergie renouvelable. À proprement parler, les énergies renouvelables sont ce que l'on pourrait croire : disponibles en permanence ou, comme le dit l'Administration américaine de l'information sur l'énergie, "pratiquement inépuisables", mais "renouvelables" ne signifie pas nécessairement durables, comme le soutiennent souvent les opposants à l'éthanol à base de maïs ou aux grands barrages hydroélectriques.
Il n'englobe pas non plus les autres ressources à émissions faibles ou nulles qui ont leurs propres défenseurs, notamment l'efficacité énergétique et l'énergie nucléaire.
Des éoliennes et un grand panneau solaire à Palm Springs, Californie
Les énergies renouvelables sont en plein essor, car l'innovation fait baisser les coûts et commence à tenir la promesse d'un avenir énergétique propre.
La production solaire et éolienne américaine bat des records et est intégrée au réseau électrique national sans compromettre la fiabilité.
Cela signifie que les énergies renouvelables remplacent de plus en plus les combustibles fossiles "sales" dans le secteur de l'électricité, ce qui offre l'avantage de réduire les émissions de carbone et d'autres types de pollution.
Mais toutes les sources d'énergie commercialisées comme "renouvelables" ne sont pas toutes bénéfiques pour l'environnement. La biomasse et les grands barrages hydroélectriques créent des compromis difficiles lorsqu'on considère l'impact sur la faune, le changement climatique et d'autres questions.
Voici ce que vous devez savoir sur les différents types d'énergies renouvelables et comment vous pouvez utiliser ces technologies émergentes chez vous.
Les Énergise sales
L'énergie non renouvelable, ou "sale", comprend les combustibles fossiles tels que
- le pétrole,
- le gaz,
- le charbon.
Les sources d'énergie non renouvelables ne sont disponibles qu'en quantité limitée et mettent beaucoup de temps à se reconstituer. Lorsque nous pompons de l'essence à la station, nous utilisons une ressource limitée, raffinée à partir de pétrole brut, qui existe depuis la préhistoire.
Les sources d'énergie non renouvelables se trouvent également dans des régions spécifiques du monde, ce qui les rend plus abondantes dans certains pays que dans d'autres.
En revanche, chaque pays a accès au soleil et au vent. Donner la priorité aux énergies non renouvelables peut également améliorer la sécurité nationale en réduisant la dépendance d'un pays aux exportations des nations riches en combustibles fossiles.
De nombreuses sources d'énergie non renouvelables peuvent mettre en danger l'environnement ou la santé humaine.
Par exemple, le forage pétrolier peut nécessiter l'exploitation à ciel ouvert de la forêt boréale canadienne, la technologie associée à la fissuration peut provoquer des tremblements de terre et la pollution de l'eau, et les centrales électriques au charbon polluent l'air.
Pour couronner le tout, toutes ces activités contribuent au réchauffement de la planète.
Types de sources d'énergie renouvelables
L’Énergie éolienne
L’exploitation du vent comme source d'énergie a commencé il y a plus de 7 000 ans. Aujourd'hui, les éoliennes génératrices d'électricité prolifèrent dans le monde entier, et la Chine, les États-Unis et l'Allemagne sont les principaux producteurs d'énergie éolienne.
De 2001 à 2017 la capacité éolienne cumulée dans le monde est passée de 23 900 m à plus de 539 000 mégawatts, soit plus de 22 fois plus.
L'énergie éolienne, qui représente un peu plus de 6 % de la production américaine, est devenue la source d'énergie la moins chère dans de nombreuses régions du pays.
Les principaux États producteurs d'énergie éolienne sont la Californie, le Texas, l'Oklahoma, le Kansas et l'Iowa, bien que les turbines puissent être installées n'importe où où où la vitesse du vent est élevée, par exemple au sommet des collines et dans les plaines, ou même au large, en pleine mer.
Nous avons parcouru un long chemin depuis les anciennes éoliennes. Aujourd'hui, des turbines aussi hautes que des gratte-ciel - avec des turbines d'un diamètre presque aussi large - sont au centre de l'attention dans le monde entier. L'énergie éolienne fait tourner les pales d'une turbine, qui alimentent un générateur électrique et produisent de l'électricité.
De plus de nombreux particuliers intègrent l’énergie éolienne chez eux. L’éolienne Domestique est en expansion en france et dans le monde entier.
>>>>>Découvrir le catalogue d’éoliens domestiques.
Certaines personnes peuvent s'opposer à l'aspect et au son des éoliennes à l'horizon, mais l'énergie éolienne, dont les prix sont en baisse, s'avère une ressource trop précieuse pour être niée.
Si la plupart de l'énergie éolienne provient de turbines terrestres, des projets offshore apparaissent également, la plupart au Royaume-Uni et en Allemagne. Le premier parc éolien offshore américain a été inauguré en 2016 dans le Rhode Island, et d'autres projets offshore prennent de l'ampleur.
L'Énergie solaire
L'homme exploite l'énergie solaire depuis des milliers d'années, pour faire pousser des cultures, se réchauffer et sécher les aliments. Selon le Laboratoire national des énergies renouvelables, "plus d'énergie du soleil tombe sur la terre en une heure que ce qui est utilisé par tout le monde en un an".
Aujourd'hui, nous utilisons le rayonnement solaire de nombreuses façons : pour chauffer les maisons et les entreprises, pour chauffer l'eau ou pour alimenter des appareils électriques.
Des panneaux solaires sur les toits d'East Austin, Texas
Des toits des maisons aux fermes utilitaires, l'énergie solaire remodèle les marchés de l'énergie dans le monde entier. Au cours de la décennie 2007-2017, la capacité énergétique totale installée des panneaux photovoltaïques dans le monde a augmenté de 4 300 %.
Les cellules solaires, ou photovoltaïques (PV), sont fabriquées à partir de silicium ou d'autres matériaux qui transforment directement la lumière du soleil en électricité. Les systèmes solaires distribués produisent localement de l'électricité pour les foyers et les entreprises, soit par le biais de panneaux sur les toits, soit par des projets communautaires qui alimentent des quartiers entiers.
Les fermes solaires ou les centrales solaires thermiques peuvent produire de l'électricité pour des milliers de maisons, en utilisant des miroirs pour concentrer la lumière du soleil sur des hectares de cellules solaires. Les fermes solaires flottantes - ou "floatovoltaïques" - peuvent être une utilisation efficace des installations de traitement des eaux usées et des plans d'eau qui ne sont pas écologiquement sensibles.
La Chine, le Japon et les États-Unis sont en tête de la transformation solaire, mais l'énergie solaire a encore un long chemin à parcourir. L'énergie solaire fournit un peu plus de 1 % de la production d'électricité aux États-Unis. Mais près d'un tiers de toutes les nouvelles capacités de production provenaient du solaire en 2017, soit la deuxième place après le gaz naturel.
Les systèmes d'énergie solaire ne produisent pas de polluants atmosphériques ni de gaz à effet de serre, et tant qu'ils sont installés de manière responsable, la plupart des panneaux solaires ont peu d'impacts environnementaux au-delà du processus de fabrication.
En plus des panneaux solaires, qui convertissent la lumière du soleil en électricité, les centrales à concentration d'énergie solaire (CSP) utilisent des miroirs pour concentrer la chaleur du soleil, dérivant ainsi de l'énergie thermique à la place. L'énergie solaire thermique est également utilisée dans le monde entier pour l'eau chaude, le chauffage et le refroidissement.
L'Énergie hydroélectrique
L'hydroélectricité est la plus grande source d'énergie renouvelable pour l'électricité aux États-Unis, bien que l'on s'attende à ce que l'énergie éolienne prenne bientôt le dessus.
L'hydroélectricité repose sur l'eau - généralement l'eau qui se déplace rapidement dans une grande rivière ou l'eau qui descend rapidement d'un point élevé - et convertit la force de cette eau en électricité en faisant tourner les pales d'une turbine.
Pendant des siècles, les hommes ont exploité l'énergie des courants fluviaux, en utilisant des barrages pour contrôler le débit de l'eau.
Au niveau national et international, les grandes centrales hydroélectriques - ou méga-barrages - sont souvent considérées comme des énergies non renouvelables.
Si l' énergie hydraulique est théoriquement une source d'énergie propre, alimentée par la pluie et la neige, elle présente également plusieurs inconvénients. Les méga-barrages détournent et réduisent les flux naturels, limitant l'accès des populations animales et humaines qui dépendent des rivières.
Ils peuvent perturber les écosystèmes fluviaux et les communautés environnantes, en nuisant à la faune et en déplaçant les habitants. La production d'hydroélectricité est vulnérable à l'accumulation de limon, qui peut compromettre la capacité et endommager les équipements. La sécheresse peut également causer des problèmes. Dans l'ouest des États-Unis, les émissions de dioxyde de carbone sur une période de 15 ans ont été supérieures de 100 mégatonnes à ce qu'elles auraient normalement été, selon une étude de 2018.
Les services publics se tournant vers le charbon et le gaz pour remplacer l'hydroélectricité perdue en raison de la sécheresse.
Même l'hydroélectricité à pleine capacité connaît ses propres problèmes d'émissions, car la matière organique en décomposition dans les réservoirs libère du méthane.
Les petites centrales hydroélectriques (d'une capacité installée inférieure à environ 40 mégawatts), gérées avec soin, ne causent généralement pas autant de dégâts environnementaux, car elles ne détournent qu'une fraction du débit.
Les barrages ne sont pas la seule façon d'utiliser l'eau pour produire de l'énergie : les projets d'énergie marémotrice et houlomotrice dans le monde entier visent à capter les rythmes naturels de l'océan.
Les énergies marines génèrent actuellement une puissance estimée à 500 mégawatts - soit moins de 1 % de toutes les énergies renouvelables - mais le potentiel est bien plus important grâce aux courants marins. Des programmes tels que le Saltire Prize écossais ont encouragé l'innovation dans ce domaine.
L’Énergie de la biomasse
La biomasse est une matière organique qui provient des plantes et des animaux, et comprend les cultures, les déchets de bois et les arbres. Lorsque la biomasse est brûlée, l'énergie chimique est libérée sous forme de chaleur et peut produire de l'électricité grâce à une turbine à vapeur.
Comme l'énergie solaire, la biomasse est une source d'énergie flexible, capable d'alimenter des véhicules, de chauffer des bâtiments et de produire de l'électricité. Mais la biomasse peut soulever des questions épineuses.
L'énergie du bois est dérivée à la fois du bois récolté comme combustible et des déchets de bois. L'énergie des déchets peut être produite à partir de déchets municipaux, de déchets de fabrication et de gaz de décharge. L'alcool-carburant issu de la biomasse, ou éthanol, provient presque exclusivement du maïs.
Les détracteurs de l'éthanol à base de maïs, par exemple, affirment qu'il est en concurrence avec le marché alimentaire du maïs et qu'il soutient les mêmes pratiques agricoles nocives qui ont conduit à la prolifération d'algues toxiques et à d'autres dangers environnementaux.
La biomasse est souvent décrite à tort comme un combustible propre et renouvelable et une alternative plus verte au charbon et aux autres combustibles fossiles pour la production d'électricité. Cependant, des études scientifiques récentes montrent que de nombreuses formes de biomasse, en particulier celles provenant des forêts, produisent des émissions de carbone plus importantes que les combustibles fossiles. Il y a également des conséquences négatives pour la biodiversité. Néanmoins, certaines formes d'énergie issues de la biomasse pourraient constituer une option à faible teneur en carbone dans de bonnes circonstances. Par exemple, la sciure et les copeaux des scieries, qui autrement se décomposeraient rapidement et libéreraient du carbone, peuvent être une source d'énergie à faible teneur en carbone.
L’Énergie géothermique
La centrale géothermique de Svartsengi près de Grindavík, Islande
Si vous vous êtes déjà détendu dans une source d'eau chaude, vous avez utilisé l'énergie géothermique.
Utilisée depuis des milliers d'années dans certains pays pour la cuisine et le chauffage, l'énergie géothermique est dérivée de la chaleur interne de la Terre.
Le noyau de la terre est à peu près aussi chaud que la surface du soleil, en raison de la lente désintégration des particules radioactives dans les roches au centre de la planète.
Le forage de puits profonds fait remonter à la surface de l'eau souterraine très chaude sous forme de ressource hydrothermale, qui est ensuite pompée par une turbine pour créer de l'électricité. Les centrales géothermiques ont généralement de faibles émissions si elles pompent la vapeur et l'eau qu'elles utilisent pour les renvoyer dans le réservoir. Il existe des moyens de créer des centrales géothermiques là où il n'y a pas de réservoirs souterrains, mais on craint qu'elles n'augmentent le risque de tremblement de terre dans les zones déjà considérées comme des points chauds géologiques.
Les réservoirs souterrains de vapeur et d'eau chaude peuvent être exploités grâce à des puits pouvant aller jusqu'à un kilomètre de profondeur ou plus pour produire de l'électricité.
À plus petite échelle, certains bâtiments sont équipés de pompes à chaleur géothermiques qui utilisent les différences de température à plusieurs pieds sous terre pour le chauffage et le refroidissement. Contrairement à l'énergie solaire et éolienne, l'énergie géothermique est toujours disponible.
Mais elle a des effets secondaires qu'il faut gérer, comme l'odeur d'œuf pourri qui peut accompagner le sulfure d'hydrogène libéré.
L’Énergie des marées
L'énergie des marées et des vagues est encore en phase de développement, mais l'océan sera toujours régi par la gravité de la lune, ce qui rend l'exploitation de son pouvoir une option intéressante.
Certaines approches de l'énergie marémotrice peuvent nuire à la faune, comme les barrages marémoteurs, qui fonctionnent un peu comme des barrages et sont situés dans une baie ou un lagon de l'océan.
Tout comme l'énergie marémotrice, l'énergie des vagues repose sur des structures semblables à des barrages ou sur des dispositifs ancrés au fond de l'océan, sur ou juste sous la surface de l'eau.
Les énergies renouvelables à la maison
L'énergie Solaire
À plus petite échelle, nous pouvons exploiter les rayons du soleil pour alimenter toute la maison - que ce soit par des panneaux de cellules photovoltaïques ou par la conception de maisons solaires passives.
Les maisons solaires passives sont conçues pour accueillir le soleil par des fenêtres orientées vers le sud, puis retenir la chaleur grâce au béton, aux briques, aux tuiles et à d'autres matériaux qui emmagasinent la chaleur.
Certaines maisons solaires produisent plus qu'assez d'électricité, ce qui permet au propriétaire de revendre le surplus au réseau. Les batteries sont également un moyen économiquement intéressant de stocker l'énergie solaire excédentaire afin de pouvoir l'utiliser la nuit. Les scientifiques travaillent d'arrache-pied sur de nouvelles avancées qui allient forme et fonction, comme les puits de lumière solaires et les bardeaux de toit.
Pompes à chaleur géothermiques
La technologie géothermique est une nouvelle approche d'un processus reconnaissable : les serpentins situés à l'arrière de votre réfrigérateur sont une mini-pompe à chaleur qui extrait la chaleur de l'intérieur pour garder les aliments frais. Dans une maison, les pompes géothermiques utilisent la température constante de la terre (quelques pieds sous la surface) pour refroidir les maisons en été et les réchauffer en hiver, et même pour chauffer l'eau.
Les systèmes géothermiques peuvent être coûteux à l'origine, mais ils sont généralement rentables en dix ans. Ils sont également plus silencieux, ont moins de problèmes d'entretien et durent plus longtemps que les climatiseurs traditionnels.
Petites éoliennes
Un parc éolien dans votre jardin ? Les bateaux, les éleveurs et même les compagnies de téléphonie mobile utilisent régulièrement des petites éoliennes.
Les concessionnaires aident maintenant les propriétaires à installer et à entretenir les éoliennes, même si certains bricoleurs installent eux-mêmes les éoliennes. En fonction de vos besoins en électricité, de la vitesse du vent et des règles de zonage de votre région, une éolienne peut réduire votre dépendance vis-à-vis du réseau électrique.
Il existe deux types d’éoliens.
- Les éoliens horizontales
- Les éoliens verticales
Les éoliens verticales sont des éoliennes avec un axe perpendiculaire aux sols. Elles sont particulièrement efficace pour les particuliers qui n’ont que des vents avec une faible vitesse.
Vendre l'énergie que vous collectez
Les maisons alimentées par l'énergie éolienne et solaire peuvent soit être autonomes, soit être raccordées au réseau électrique plus vaste, tel qu'il est fourni par leur fournisseur d'électricité.
Les moyens de stimuler les énergies renouvelables
Les villes, les États et les gouvernements fédéraux du monde entier mettent en place des politiques visant à accroître les énergies renouvelables. La France a imposé des normes en matière de portefeuille d'énergies renouvelables - des politiques qui imposent un certain pourcentage d'énergie provenant de sources renouvelables.
Parmi les autres politiques susceptibles d'encourager la croissance des énergies renouvelables, citons la tarification du carbone, les normes d'économie de carburant et les normes d'efficacité des bâtiments.
Même des communautés rurales entières comptent sur les énergies renouvelables pour le chauffage et l'éclairage.
Qu'est-ce que le biodiesel ?
Le biodiesel est un carburant fabriqué à partir d'huiles végétales qui peut être utilisé dans les moteurs diesel. Ils sont généralement fabriqués à partir de matières premières organiques renouvelables telles que les huiles de soja ou de colza, les graisses animales, les huiles végétales usées ou les huiles de microalgues. Ces matériaux sont disponibles à la surface de la croûte terrestre.
(Coécrit avec Pascale Cigalé, rédacteur de renommé en chef de pyjmoisa et engagé dans la lutte écologique)
