Ces dernières années, les énergies alternatives ont fait l'objet d'un vif intérêt et d'un débat. Grâce à la menace du changement climatique et au fait que les températures moyennes mondiales continuent d'augmenter année après année, la volonté de trouver des formes d'énergie qui réduiront la dépendance de l'humanité aux combustibles fossiles, au charbon et à d'autres méthodes polluantes s'est naturellement intensifiée.
Bien que la plupart des concepts d'énergie alternative ne soient pas nouveaux, ce n'est qu'au cours des dernières décennies que le problème est devenu urgent. Et grâce aux améliorations de la technologie et de la production, les coûts de la plupart des formes d'énergie alternative ont baissé tandis que l'efficacité a augmenté. Mais qu'est-ce que l'énergie alternative et quelle est la probabilité qu'elle devienne un courant dominant?
Définition:
Naturellement, il y a un débat sur ce que signifie «énergie alternative» et à quoi elle peut être appliquée. D'une part, le terme peut désigner des formes d'énergie qui n'augmentent pas l'empreinte carbone de l'humanité. À cet égard, il peut inclure des éléments comme les installations nucléaires, l'énergie hydroélectrique et même des éléments comme le gaz naturel et le «charbon propre».
D'autre part, le terme est également utilisé pour faire référence à ce qui est actuellement considéré comme des méthodes énergétiques non traditionnelles - telles que l'énergie solaire, éolienne, géothermique, la biomasse et d'autres ajouts récents. Ce type de classification exclut les méthodes comme l'hydroélectricité, qui existent depuis plus d'un siècle et sont donc assez courantes dans certaines régions du monde.
Un autre facteur est que les sources d’énergie alternatives sont considérées comme «propres», ce qui signifie qu’elles ne produisent pas de polluants nocifs. Comme déjà indiqué, cela peut se référer au dioxyde de carbone mais aussi à d'autres émissions comme le monoxyde de carbone, le dioxyde de soufre, l'oxyde d'azote et autres. Dans ces paramètres, l'énergie nucléaire n'est pas considérée comme une source d'énergie alternative car elle produit des déchets radioactifs très toxiques et doit être stocké.
Dans tous les cas, cependant, le terme est utilisé pour désigner les formes d'énergie qui viendront remplacer les combustibles fossiles et le charbon comme forme prédominante de production d'énergie dans les décennies à venir.
Types d'énergie alternative:
À strictement parler, il existe de nombreux types d'énergie alternative. Encore une fois, les définitions deviennent un peu un point de friction, et le terme a été utilisé dans le passé pour désigner toute méthode qui était considérée comme non courante à l'époque. Mais en appliquant le terme au sens large pour désigner des alternatives au charbon et aux combustibles fossiles, il peut inclure tout ou partie des éléments suivants:
Hydroélectricité: Cela se réfère à l'énergie générée par les barrages hydroélectriques, où l'eau qui tombe (c'est-à-dire les rivières ou les canaux) est canalisée à travers un appareil pour faire tourner les turbines et produire de l'électricité.
Pouvoir nucléaire: Énergie produite par des réactions de fission lente. Des barres d'uranium ou d'autres éléments radioactifs chauffent l'eau pour produire de la vapeur, qui à son tour fait tourner des turbines pour produire de l'électricité.
Énergie solaire: Énergie tirée directement du soleil, où les cellules photovoltaïques (généralement composées de substrat de silicium et disposées en grands réseaux) convertissent les rayons du soleil directement en énergie électrique. Dans certains cas, la chaleur produite par le soleil est également exploitée pour produire de l'électricité, appelée énergie solaire thermique.
Énergie éolienne: Énergie générée par le flux d'air, où de grandes éoliennes sont entraînées par le vent pour produire de l'électricité.
Énergie géothermique: Énergie générée par la chaleur et la vapeur produites par l'activité géologique dans la croûte terrestre. Dans la plupart des cas, il s'agit de tuyaux placés dans le sol au-dessus de zones géologiquement actives pour canaliser la vapeur à travers les turbines, générant ainsi de l'électricité.
Énergie marémotrice:Énergie générée par les faisceaux de marée situés autour des rives. Ici, les changements quotidiens des marées entraînent un écoulement de l'eau dans les turbines, générant de l'électricité qui est ensuite transférée aux centrales électriques le long du rivage.
Biomasse: Il s'agit de carburants dérivés de plantes et de sources biologiques - à savoir l'éthanol, le glucose, les algues, les champignons, les bactéries - qui pourraient remplacer l'essence comme source de carburant.
Hydrogène: Énergie dérivée de processus impliquant l'hydrogène gazeux. Cela peut inclure des convertisseurs catalytiques, où les molécules d'eau sont séparées et réunies par électrolyse; piles à combustible à hydrogène, où le gaz est utilisé pour alimenter les moteurs à combustion interne ou chauffé et utilisé pour faire tourner les turbines; ou la fusion nucléaire, où des atomes d'hydrogène fusionnent dans des conditions contrôlées pour libérer des quantités incroyables d'énergie.
Énergie alternative et renouvelable:
Dans de nombreux cas, des sources d'énergie alternatives sont également renouvelables. Cependant, les termes ne sont pas entièrement interchangeables, car de nombreuses formes d'énergie alternative dépendent d'une ressource finie. Par exemple, l'énergie nucléaire repose sur l'uranium ou d'autres éléments lourds qui doivent être extraits.
Pendant ce temps, l'énergie éolienne, solaire, marémotrice, géothermique et hydroélectrique dépendent toutes de sources entièrement renouvelables. Les rayons du soleil sont la source d’énergie la plus abondante de tous et, bien que limités par les conditions météorologiques et diurnes, ils sont pérennes - et donc inépuisables du point de vue de l’industrie. Le vent est également une constante, grâce à la rotation de la Terre et aux changements de pression dans notre atmosphère.
Développement:
Actuellement, l'énergie alternative en est encore à ses balbutiements. Cependant, cette image évolue rapidement, en raison d'une combinaison de pressions politiques, de catastrophes écologiques mondiales (sécheresse, famine, inondations, tempêtes) et d'améliorations des technologies des énergies renouvelables.
Par exemple, en 2015, les besoins énergétiques mondiaux étaient encore principalement couverts par des sources comme le charbon (41,3%) et le gaz naturel (21,7%). L'hydroélectricité et l'énergie nucléaire représentent respectivement 16,3% et 10,6%, tandis que les «énergies renouvelables» (solaire, éolien, biomasse, etc.) ne représentent que 5,7%.
Cela représente un changement significatif par rapport à 2013, lorsque la consommation mondiale de pétrole, de charbon et de gaz naturel était respectivement de 31,1%, 28,9% et 21,4%. L'énergie nucléaire et hydroélectrique représentait 4,8% et 2,45, tandis que les sources renouvelables ne représentaient que 1,2%.
En outre, le nombre d'accords internationaux concernant la réduction de l'utilisation des combustibles fossiles et le développement de sources d'énergie alternatives a augmenté. Il s'agit notamment de la directive sur les énergies renouvelables signée par l'Union européenne en 2009, qui a fixé des objectifs d'utilisation des énergies renouvelables pour tous les États membres pour l'année 2020.
Fondamentalement, l'accord stipule que l'UE satisfait au moins 20% de ses besoins énergétiques totaux en énergies renouvelables d'ici 2020, et qu'au moins 10% de leurs carburants de transport proviennent de sources renouvelables d'ici 2020. En novembre 2016, la Commission européenne a révisé ces objectifs, établissant qu'au moins 27% des besoins énergétiques de l'UE proviennent des énergies renouvelables d'ici 2030.
En 2015, la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (CCNUCC) s'est réunie à Paris pour élaborer un cadre pour l'atténuation des gaz à effet de serre et le financement des énergies alternatives qui entrerait en vigueur d'ici 2020. Cela a conduit à l'Accord de Paris, qui était adopté le 12 décembre 2015 et ouvert à la signature le 22 avril (Jour de la Terre), 2016, au siège des Nations Unies à New York.
Plusieurs pays et États ont également été notés pour leur leadership dans le domaine du développement des énergies alternatives. Par exemple, au Danemark, l’énergie éolienne fournit jusqu'à 140% de la demande d’électricité du pays, le surplus étant fourni aux pays voisins comme l’Allemagne et la Suède.
L'Islande, grâce à son emplacement dans l'Atlantique Nord et à ses volcans actifs, a atteint 100% de dépendance aux énergies renouvelables d'ici 2012 grâce à une combinaison d'hydroélectricité et d'énergie géothermique. En 2016, la politique allemande de suppression progressive de la dépendance au pétrole et au nucléaire a permis au pays d'atteindre un jalon le 15 mai 2016 - où près de 100% de sa demande d'électricité provenait de sources renouvelables.
L'État de Californie a également fait des progrès impressionnants en termes de dépendance aux énergies renouvelables ces dernières années. En 2009, 11,6% de toute l'électricité de l'État provenait de ressources renouvelables telles que l'éolien, le solaire, la géothermie, la biomasse et les petites centrales hydroélectriques. Grâce à de multiples programmes qui encouragent le passage aux énergies renouvelables, cette dépendance est passée à 25% en 2015.
Sur la base des taux d'adoption actuels, les perspectives à long terme pour les énergies alternatives sont extrêmement positives. Selon un rapport de 2014 de l'Agence internationale de l'énergie (AIE), l'énergie solaire photovoltaïque et l'énergie solaire thermique représenteront 27% de la demande mondiale d'ici 2050, ce qui en fait la plus grande source d'énergie. De même, un rapport de 2013 sur l'énergie éolienne indiquait que d'ici 2050, l'éolien pourrait représenter jusqu'à 18% de la demande mondiale.
Le World Energy Outlook 2016 de l'AIE affirme également que d'ici 2040, le gaz naturel, l'éolien et le solaire éclipseront le charbon et le pétrole en tant que sources d'énergie prédominantes. Et certains vont même jusqu'à dire que - grâce aux développements des technologies de l'énergie solaire, éolienne et de fusion - les combustibles fossiles deviendront obsolètes d'ici 2050.
Comme pour tout, l'adoption des énergies alternatives a été progressive. Mais grâce au problème croissant du changement climatique et à la demande croissante d'électricité dans le monde, le rythme auquel des méthodes propres et alternatives sont adoptées est devenu exponentiel ces dernières années. Au cours de ce siècle, l'humanité pourrait atteindre le point de devenir neutre en carbone, et pas un instant trop tôt!
Nous avons écrit de nombreux articles sur les énergies alternatives pour Space Magazine. Voici quels sont les différents types d'énergie renouvelable?, Qu'est-ce que l'énergie solaire?, Comment fonctionne une éolienne?, Le monde pourrait-il fonctionner à l'énergie solaire et éolienne?, D'où vient la géothermie? et les compromis mènent à un accord sur les changements climatiques.
Si vous souhaitez plus d'informations sur les énergies alternatives, consultez les cultures énergétiques alternatives dans l'espace. Et voici un lien vers les technologies énergétiques alternatives pour contrôler le changement climatique.
Nous avons également enregistré un épisode d'Astronomy Cast sur la planète Terre. Écoutez ici, épisode 51: Terre.
Sources:
- Altenergy.org - Énergie alternative
- Wikipedia - Énergie alternative
- Conserver l'avenir énergétique - Quelles sont les sources d'énergie alternatives?
- Département de l'énergie - Énergie renouvelable
- National Geographic - Biocarburants
- AIE - Statistiques énergétiques mondiales clés 2016
