Énergies renouvelables, ce que demain nous réserve

Dans les usines, la production de panneaux photovoltaïques connaît depuis plusieurs années une croissance vertigineuse : de l’ordre de 40 % ! Cependant, le solaire photovoltaïque ne comble encore qu’une partie infime de nos besoins énergétiques. Il faudra d’énormes progrès et une baisse importante du coût des cellules photovoltaïques, pour que cela change. Les meilleurs panneaux cristallins actuels offrent des rendements de l’ordre de 20 %, ce qui n’est pas rien. En théorie, il serait possible d’atteindre un rendement de 50 %.

L’avenir de l’énergie solaire pourrait aussi passer par un autre type de technologie : les concentrateurs. Leur principe est simple : grâce à une série de miroirs, les rayons du soleil sont concentrés et chauffent un fluide qui, à son tour, entraîne une turbine pour produire de l’électricité. Délaissée depuis quinze ans, cette technologie refait aujourd’hui surface. Selon un rapport récent, le solaire à concentration pourrait bien couvrir 7 % des besoins mondiaux en énergie en 2030 et 25 % en 2050. Du moins dans les pays ensoleillés. En Espagne, une première centrale solaire commerciale à concentration a vu le jour en 2007. Composée de 624 miroirs mobiles, elle peut produire 23 GWh d’électricité par an. De quoi alimenter une ville de 10 000 habitants !

L’eau fait des étincelles

L’eau pourrait bien être aussi une des grandes énergies du futur. Les barrages et autres centrales hydroélectriques produisent déjà 16 % de toute l’électricité mondiale ! Et ce potentiel hydro­électrique pourrait encore être multiplié par trois. Mais si les grands barrages posent parfois d’énormes problèmes sociaux et environnementaux, il existe en revanche un véritable marché pour la petite, voire la micro, hydroélectricité.

D’autres méthodes de production d’énergie à partir de l’eau sont aussi à l’étude. Les usines marémotrices utilisent par exemple le mouvement des marées pour produire de l’énergie électrique. La plus grande usine marémotrice se trouve sur l’estuaire de la Rance, en Bretagne. Elle produit de 500 à 600 millions de kWh par an. Il en existe une autre au Canada. Ce pays a d’ailleurs mis en place un atlas des ressources en la matière : 190 sites ont été identifiés, pour une puissance potentielle totale de plus de 42 000 MW par an, soit près des deux tiers de la demande canadienne d’électricité en 2008. D’autres expériences visent cette fois à utiliser non plus la force des marées, mais celle des vagues ou des courants sous-marins, plus réguliers. On parle alors d’hydroliennes. La ville d’Hammerfest, en Norvège, est la première au monde à accueillir un tel parc sous-marin. D’autres turbines sous-marines sont en développement, notamment en Grande-Bretagne.

Les scientifiques envisagent également de récupérer l’énergie thermique des océans. En bref, il s’agit de tirer parti de la différence de chaleur qui existe entre eaux de surface et eaux profondes – laquelle peut dépasser 22 °C – pour fabriquer de l’électricité, de l’hydrogène, voire des carburants de synthèse. Le potentiel, là aussi énorme, est estimé à 100 000 TWh d’électricité par an. En pratique, cette production risque cependant dans un premier temps de coûter assez cher.

L’énergie de la Terre

D’après une étude du célèbre Massachusetts Institute of Technology, utiliser ne serait-ce que 2 % de la chaleur contenue dans le sol des États-Unis, entre 3 000 et 10 000 mètres de profondeur, suffirait à couvrir 2 500 fois les besoins énergétiques annuels du pays ! C’est dire si la géothermie suscite de l’intérêt. À l’inverse de l’énergie solaire ou éolienne, elle est de surcroît disponible en permanence et peu polluante. Son niveau de maturité technique et commerciale lui permet de rivaliser sans complexe avec les autres énergies renouvelables à un coût souvent moindre. En outre, elle s’adresse aux deux grandes filières énergétiques : production d’électricité et production de chaleur, voire les deux en même temps (cogénération). 

Pour rappel, il existe plusieurs moyens d’extraire de la chaleur du sol. La géothermie de très basse énergie exploite des nappes aquifères situés à moins de 100 mètres. On l’utilise pour le chauffage et/ou la climatisation, via une pompe à chaleur. La géothermie basse énergie s’appuie elle sur des nappes à des températures comprises entre 30 °C et 100 °C. On l’exploite dans des réseaux de chaleur pour le chauffage urbain ou dans le cadre de procédés industriels. La géothermie de moyenne et haute énergie (jusqu’à 250 °C) est utilisée pour produire de l’électricité. Plus de vingt pays dans le monde possèdent de telles centrales géothermiques, dont certaines produisent jusqu’à 60 MW.

Au niveau mondial, la géothermie pourrait permettre de produire plus de 24 000 TWh par an d’électricité, soit un peu plus que la production mondiale de 2010 !