Quelles seront les énergies du futur ?

La transition énergétique et la lutte contre les émissions de gaz à effet de serre nous poussent à réduire notre dépendance aux énergies fossiles, et à stimuler le progrès technologique. Il est certain que dans les décennies à venir la transition entre l’ère pétrolière et les énergies renouvelables va s’opérer.

Mais de quelle manière et dans quelles conditions ? Cette question est évidemment au centre de toutes les interrogations. Il est néanmoins évident que l'électrification des usages va se renforcer pour aboutir à une consommation supérieure d'électricité.

Si cela réduit nos émissions de gaz à effet de serre cela peut être une bonne chose ; cependant, de quelles technologies disposons-nous aujourd’hui ? C’est ce que nous allons découvrir dans cet article.

Quel futur pour les énergies fossiles ?

Selon l’Agence Internationale de l'Énergie, les énergies fossiles représentent encore aujourd’hui plus de 81 % du mix énergétique primaire mondial. Il est certain que leur consommation ne va pas s’effondrer en quelques années. La dépendance de nos économies au pétrole est encore trop importante pour envisager de s’en défaire.

Cependant, la part d’énergie renouvelable dans la production mondiale ne cesse d’augmenter. L'électrification est un enjeu fort dans la transition énergétique et certains rapports RTE dans l’étude Futurs énergétiques 2050 nous portent à plus de 700 TWh d'électricité consommée par an.

Dans ce contexte, l'utilisation d’énergie fossile peut être amenée à diminuer.

Les réserves actuelles estimées sont de l’ordre de :

• 50 ans pour le pétrole ;
• 60 ans pour le gaz naturel ;
• 160 ans pour le charbon.

Ces chiffres sont annoncés sans grande certitude sur les potentiels à venir. En effet, les réserves souterraines d’Arabie saoudite ou encore de Russie sont totalement opaques. En l’absence d’une énergie de substitution peu coûteuse et abondante, les énergies fossiles seront encore majoritaires dans un avenir de court terme.

Quelles sont les énergies possibles du futur ?

L'hydrogène vert et les piles à combustible

L’hydrogène est un vecteur d’énergie très prometteur. Grâce au procédé d'électrolyse et à l'aide de piles à combustible, il est possible de convertir l'électricité produite en trop par les énergies renouvelables en hydrogène. Cela peut résoudre en partie l’intermittence des énergies renouvelables telle que l’énergie solaire ou éolienne.

Dans un premier temps, l'électricité récupérée passe par un système d'électrolyse. Ce système est composé de deux électrodes immergées dans de l’eau. Le courant électrique va permettre de séparer les molécules d’hydrogène et celles d’oxygène qui composent l’eau contenue dans le dispositif.

Il est ainsi possible de récupérer de l’hydrogène puis de le stocker pour une utilisation future.

La pile à combustible intervient dans un second temps : l’hydrogène stocké au préalable peut permettre d'alimenter cette dernière et de produire de l'électricité à nouveau.

L’hydrogène est ainsi un vecteur, une façon de stocker de l'électricité renouvelable et de l’injecter sur le réseau ou de la consommer plus tard.

Source : Connaissance des Énergies

L’hydrogène pose encore quelques questions en termes de maintenance industrielle, mais les nombreux projets actuels montrent qu’il sera à n’en pas douter l’une des énergies du futur.

Le thorium : vers un nucléaire vert ?

Le thorium est un métal qui dispose de caractéristiques exceptionnelles. Sa température de fusion est de 1 750 degrés Celsius, et cela n’est pas son seul avantage.

Il est dit « fissile », c'est-à-dire qu’il peut lui aussi servir de combustible pour une réaction nucléaire. Les principaux défauts de l’énergie nucléaire sont les quantités de déchets radioactifs de longue durée de vie et les risques d’accident. Avec le thorium, ces désavantages seraient grandement atténués.

Notons également que le thorium est très abondant dans la croûte terrestre, environ trois à quatre fois plus que l’uranium traditionnel. De plus, la totalité du minerai est utilisable (il n’y a pas de pertes). Le thorium est donc plus efficace et contient 40 fois plus d’énergie que l’uranium naturel.

Source : Polytechnique Insights

L'énergie géothermique

La géothermie est un procédé peu connu du grand public mais très efficace. En effet, il s’agit d’une énergie renouvelable, qui utilise la chaleur de l’eau contenue dans les nappes phréatiques profondes. Elle est donc propre et quasiment inépuisable.

Ces projets ne peuvent néanmoins pas être installés n’importe où. En effet, certaines techniques de forage fragilisent la croûte terrestre et risquent ainsi de provoquer des glissements de terrain à la surface.

Au contraire, la géothermie à usage familial et de petite taille peut se développer considérablement en France.

Source : Les Echos

L'énergie hydraulique

L’énergie hydraulique est l’une des énergies renouvelables les plus importantes à l’heure actuelle. Cependant, cette activité qui n’émet pas de CO2 ne peut être installée partout. Elle dépend grandement du paysage et du vallonnement de l’environnement.

Source : RTE

L’énergie hydraulique représente déjà plus de 20 % de la puissance installée en France (en 2019). Cependant, malgré son utilité certaine, il n’est pas envisagé de voir se développer considérablement cette énergie durable dans les prochaines années.

D'autres régions en Europe (Suisse) ou en Afrique offrent de meilleures perspectives de développement des technologies hydrauliques.

Source : Planète Énergies

L'énergie osmotique

L’énergie osmotique fait partie des énergies marines. Il s'agit d’une technologie capable de produire de l’électricité à partir de la réaction induite par la différence de salinité entre l’eau de mer et l’eau douce des fleuves. En effet, elle est capable de produire de l’électricité à partir du mouvement chimique des molécules créé par la différence de salinité entre l’eau de mer et l’eau douce des fleuves lorsque ces derniers se rencontrent.

En chimie, on appelle cela l'osmose ; son potentiel énergétique est comparable à celui d'une chute d’eau.

Source : Connaissance des Énergies

L’avantage de cette technologie est qu’elle pourrait être installée à chaque embouchure de fleuve. Il s’agit cependant d’idées à l’état de recherche et développement, car à ce jour il n’existe aucune centrale en état de marche opérationnel.

Les bioénergies

Les bioénergies concernent toutes les techniques de transformation de déchets organiques en électricité ou en chaleur. Cela consiste donc à récupérer des déchets issus de procédés forestiers ou agricoles, puis de les transformer en énergie.

Les sources d’approvisionnement sont diverses : algues, déchets forestiers, agricoles… Et ce processus n’est pas émetteur de CO2. C’est donc une technologie à intégrer au bouquet énergétique français, tout en gardant à l’esprit qu’elle seule ne pourra remplacer les énergies fossiles.

Source : RTE

La bioluminescence

Il s’agit de la technologie au stade le plus expérimental à l'heure actuelle. Certains organismes marins produisent de la lumière grâce à des réactions chimiques complexes. La bioluminescence est utilisée comme un moyen de se camoufler ou d’échapper aux prédateurs.

Les scientifiques se penchent sur la possibilité d'utiliser cette réaction chimique pour remplacer l'éclairage public ou la devanture de magasins. La société Glowee développe actuellement des projets d’énergie lumineuse de ce type et commercialise des dispositifs d’éclairage intérieurs. Il faudra que cette technologie passe plusieurs stades de maturité afin d'être adoptée par le grand public.

Source : Science in School

Quelle énergie utiliserons-nous en 2050 ?

Quelle place pour l'énergie nucléaire ?

L’énergie nucléaire sera à n’en pas douter le fer de lance dans la lutte contre le réchauffement climatique. Les derniers rapports du GIEC sont éloquents à ce sujet. En effet, cette technologie qui n’émet pas de CO2 est cruciale dans l’atteinte des objectifs de réduction des gaz à effet de serre.

Ses détracteurs lui reprochent une gestion des déchets problématique, cependant l’heure est au pragmatisme dans les politiques publiques du monde de l'énergie.

La situation diffère selon le pays européen : le gouvernement français est plutôt favorable, suite notamment aux dernières déclarations du président de la République Emmanuel Macron concernant les SMR (Small Modular Reactors). À l’inverse, certains pays, tels que l’Allemagne, y sont moins favorables.

Quelle place pour les énergies renouvelables ?

La France est le seul pays de l’Union européenne à n’avoir pas atteint ses objectifs en matière d'énergie renouvelable. Il est certain que, pour faire face aux besoins énergétiques futurs, il est nécessaire d’augmenter la puissance installée d'énergie durable en France.

Cela concerne aussi bien l’énergie solaire que l’énergie éolienne. Les détracteurs des éoliennes terrestres renforcent l’utilité des parcs éoliens offshore, et il est certain que la société civile devra trouver un compromis entre une nuisance et une source renouvelable d'énergie.

La COP26 rappelle des principes et des objectifs à atteindre. Ces derniers ne seront possibles qu’au prix d’un changement de mode de consommation et d’une prise de conscience collective.

Les nouvelles technologies et le progrès technique nous offrent néanmoins de solides alternatives d'ores et déjà prêtes à l’emploi ou au moins à l’essai, comme nous avons pu le voir dans cet article.

Il est certain que le développement de l’hydrogène et des EnR (énergies renouvelables) sera une solution viable à long terme. Reste à savoir laquelle des autres technologies réussira son développement industriel à l’avenir. À ce titre, il ne faut pas oublier les carburants de synthèse qui connaîtront leur maturité industrielle.