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Pétrole : Les sources d’énergie du futur

Vous êtes ici : » » Pétrole : Les sources d’énergie du futur ; écrit le: 21 mars 2012 par lamia modifié le 17 novembre 2014

Pétrole : Les sources d'énergie du futur

Alors que la consommation mondiale ne cesse d’augmenter et que, dans le même temps, les réserves d’énergies fossiles tendent à se tarir, de nouvelles alternatives éner­gétiques se développent dans les pays industrialisés. Il s’agit aujourd’hui de mettre au point et d’étendre l’utilisation de procédés permettant à la fois de produire de l’électricité et du chauffage, et d’utiliser des moyens de transport, en se substituant au pétrole et à ses produits dérivés. L’enjeu est aussi de réduire la pollution, et donc de fabriquer des carburants « propres », puisque les transports, en constante augmentation, sont responsables de 30 % des émissions de gaz à effet de serre, qui contribuent au réchauffement de la planète. Le problème est toutefois leur coût : un kilowatt heure (KWh) produit par le solaire photovoltaïque coûte huit fois plus cher qu’un KWh d’origine nucléaire, et un KWh éolien deux fois plus cher qu’un KWh nucléaire.



L’énergie éolienne

L’éolien, énergie gratuite puisque fournie par le vent, tend à se développer rapidement. L’Europe est actuellement le principal intéressé, avec une puissance totale d’environ 35 000 MW en 2005, au contraire des Etats-Unis, qui demeurent loin derrière, avec seulement 7 000 MW. Au printemps 2004, l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (ADEME) avait lancé un programme de promotion de l’énergie éolienne. En 2005, elle fournissait toutefois moins de 1 % de la consommation mondiale. Le Danemark a particulièrement investi dans cette source d’énergie : son parc d’éoliennes fournirait environ 20 % de ses besoins en électricité, soit plus de 3 000 MW. Cette énergie est réalisée grâce à des hélices à trois pales d’une taille de 40 mètres de long tournant par la force du vent. Quand le vent souffle à au moins 15 km/heure, les pales s’animent et actionnent un générateur de courant. A l’extrémité des pales, la vitesse peut dépasser les 200 kilomètres/heures.

Cependant, plusieurs difficultés sont à prendre en compte. D’abord, les éoliennes suscitent de vives protestations de la part des défenseurs de l’environnement car elles se voient reprocher de détruire le paysage, de prendre beaucoup d’espace et de présenter un danger pour les oiseaux, mais aussi d’être bruyantes.

Ensuite, les éoliennes dépendent du vent qui, sur terre, ne souffle pas tous les jours suffisamment. L’énergie fournie est donc irrégulière et non prévisible. Il faut donc que d’autres sources d’énergie soient présentes, telles que des centrales fonctionnant au charbon, pour prendre le relais quand c’est nécessaire. Mais là encore, lorsque le vent revient, il y a risque d’engorgement du réseau d’énergie, car les générateurs des centrales mettent du temps à ralentir.

Le vent soufflant davantage et plus régulièrement au-dessus de la mer, il peut être plus intéressant d’installer des éoliennes off-shore. Mais l’inconvénient, hormis, à nouveau,
les contestations au sujet de la dégradation du paysage, est le coût d’installation et d’entretien de telles installations, car la plupart des parcs d’éoliennes sont installés à des profondeurs comprises entre 20 et 40 mètres sous l’eau, ce qui n’est pas techniquement aisé, de même que l’installation des raccords avec la terre ferme.
En dépit de ces difficultés, le mégawatt revient finalement moins cher que sur plusieurs installations éparses situées sur la terre ferme ; les éoliennes devraient donc de plus en plus être installées en mer, notamment en mer du Nord.

Le développement de l’énergie éolienne semble avoir de belles perspectives, comme en témoignent les chiffres des coûts de revient de l’électricité éolienne, divisés par deux depuis une quinzaine d’années. Sur les côtes particulièrement exposées au vent, comme en Ecosse, le coût du KWh est de 4,5 centimes. Il est également question de mini-éoliennes destinées à des maisons individuelles, des voiliers ou des postes isolés non raccordés à des réseaux électriques, tels que des phares, qui pourraient produire leur propre électricité ; encore faudrait-il pouvoir stocker les surplus d’énergie pour les jours sans vent.

Le solaire photovoltaïque

Comme l’éolien, il s’agit d’une énergie gratuite et inépuisable. Les dispositifs solaires captent l’énergie directement, grâce à des panneaux recouverts de grandes plaques de cellules photovoltaïques fonctionnant au silicium, un semi-conducteur pouvant fixer les électrons. Ces derniers se mettent en mouvement sous l’effet du rayonnement solaire, provoquant une tension, d’où la production d’électricité. Toutefois, l’énergie solaire photovoltaïque a un coût de production élevé en raison du prix des plaques de silicium. Des recherches sont aujourd’hui menées pour créer des cellules solaires à moindre prix.

Le coût n’est pas le seul inconvénient du solaire photovoltaïque, car cette énergie dépendant du rayonnement solaire, il faut pouvoir pallier aux nuages et à l’obscurité. Il est donc nécessaire de stocker l’énergie produite, et les procédés satisfaisants manquent. La durée d’ensoleillement étant limitée dans certains pays, comme en Europe du Nord, l’énergie formée est aussitôt consommée et ne peut suffire à couvrir tous les besoins. Ainsi, à l’heure actuelle, le rendement énergétique est assez faible, le soleil fournissant aujourd’hui moins de 1 % de l’énergie mondiale. Pour pallier à ce problème, il faudrait des installations bien plus importantes. Certaines maisons individuelles sont déjà équipées de panneaux solaires, d’une surface de 20 m2 environ, pouvant atteindre une puissance de 2 kilowatts peak (kwp). Chaque

Les marées

Est aussi possible d’exploiter l’énergie produite par le mouvement des marées. A cette fin, il faut remplir des bassins à marée haute, puis libérer l’eau à marée basse, le mouvement entraînant des turbines. En France, la centrale marémotrice de la Rance a été mise en activité en 1966 et fournit une puissance de 240 MW. Cette source d’énergie est toutefois limitée : il faut en effet que l’amplitude des marées soit suffisamment importante, ce qui limite le nombre de sites.Les Britanniques envisagent des systèmes d’éoliennes sous-marines dont les pales seraient mises en mouvement par la force des courants et marées.14

La géothermie

La chaleur de la terre surgit à la surface sous forme de vapeur ou d’eau chaude, comme c’est le cas en Islande, un pays riche en geysers, qui utilise surtout la géothermie pour couvrir ses besoins en électricité et en chauffage. On peut aussi aller chercher de l’eau chaude en profondeur, en creusant le sous-sol à des dizaines, voire des centaines de mètres, pour atteindre les nappes aquifères, puis en faisant remonter cette eau à la surface et en la faisant actionner une turbine, ce qui produit de l’électricité. Si cette forme d’énergie est non-polluante et permanente, elle présente deux principaux inconvénients : son coût élevé et la perte d’énergie provoquée lors de la remontée de l’eau à la surface. La France utilise les ressources géothermiques dans plusieurs régions, notamment en e-de-France; ainsi, dans le 16e arrondissement de Paris, la Maison de la Radio est chauffée grâce à la géothermie.

L’hydrogène

On avait pensé que l’hydrogène deviendrait une solution miracle pour assouvir nos importants besoins énergétiques. Or, il semblerait que c’est loin d’être le cas pour le moment, même si les espoirs demeurent et que les recherches se poursuivent activement. Contrairement au soleil ou au vent, l’hydrogène n’est pas une source d’énergie. Il est présent dans l’eau, mais il doit être récupéré avant utilisation. Or, cette opération consomme plus d’énergie que l’hydrogène n’en fournit. Pour obtenir de l’hydrogène, on utilise du gaz naturel ou du charbon qui, gazéifié, forme une vapeur d’où l’on tire l’hydrogène. Mais ces combustibles sont la source de polluants, notamment du dioxyde de carbone, qui aggravent le réchauffement de la planète ; il faut donc produire de l’hydrogène à partir d’énergies non polluantes comme l’éoiien, le solaire ou le nucléaire, ou stocker le dioxyde de carbone sous terre, comme l’envisagent les Américains, gros détenteurs de charbon15. En outre, il est très difficile de stocker de l’hydrogène. Il faut également construire des véhicules qui soient adaptés à ce type de carburant.

L’hypothèse de faire de l’hydrogène un des carburants du futur n’est donc pas écartée puisque ses ressources sont infinies et ses émissions polluantes inexistantes ; pour l’instant, peu de véhicules à hydrogène sont en circulation, tels que les bus à hydrogène utilisés dans neuf villes européennes, dont Hambourg, Amsterdam et Stockholm.
Le défi actuel est donc de résoudre les problèmes de production, de distribution et de stockage que présente l’hydrogène.

Les biocarburants

Les biocarburants, qu’il s’agisse d’éthanol (ou bioethanol) ou de biodiesel (également appelé diester), sont produits à partir de produits végétaux et d’autres matières organiques comme des graisses. On peut aussi brûler des déchets biologiques ou des ordures ménagères. L’éthanol (ou ETBE : Ethyl-Tertio-Butyl-Ether) est un alcool obtenu à partir de la fermentation du sucre présent dans des plantes riches en sucre (betteraves par exemple) ou en amidon (maïs notamment). Ainsi, il faut deux tonnes de bois pour fabriquer 500 litres d’éthanol. Les Etats-Unis en produisent à partir de maïs, le Brésil à partir de canne à sucre.

On le trouve sous forme de mélange dans des proportions variables (en France : 85 % d’éthanol et 15 % d’essence), mais il exige un moteur adapté, dit le « flex-fuel ». Le diester (ou EMVH : ester méthylique d’huile végétale), surtout fabriqué à partir d’huile de colza ou de tournesol, se mélange au gazole (entre 5 % et 30 %), sans exiger de transformation du moteur sur les véhicules. Il réduit les émissions polluantes et les C0; de 20 %. Les biocarburants séduisent un nombre croissant de pays. Outre le fait qu’il pollue bien moins que l’essence, le bioéthanol présente aussi l’avantage d’être moins cher que l’essence (bien que la production d’un baril d’éthanol coûte pour le moment plus cher que la production d’un baril de pétrole). Actuellement, la production mondiale d’éthanol dépasse les 200 millions d’hectolitres.

La Suède (qui entend ne plus être dépendante du pétrole d’ici 2020) est, en ce domaine, Darticulièrement en avance sur ses voisins européens (l’Europe ne consomme que 2 millions d’hectolitres d’éthanol par an), puisqu’il existe déjà 450 stations-service four¬nissant du bioéthanol, et elle poursuit cette politique, qui vise à étendre la fourniture de ce type de carburant sur tout le territoire d’ici à 2009. Au Brésil, la moitié du carburant automobile provient de l’éthanol extrait de la canne à sucre. En septembre 2006, le ministre français, des Finances, Thierry Breton, annonçait que le gouvernement français souhaitait lui aussi promouvoir le bioéthanol ; au moins 500 pompes vertes devraient être mises en service en France d’ici la fin de l’année 2007 et a production devrait être multipliée par 10 d’ici 2015. Pour motiver les automobilistes, une défiscalisation de « l’essence verte » est prévue. Près de 90 % des Français se sont dits favorables aux carburants verts.

De son côté, l’Allemagne utilise 1,7 milliard de biodiesel (diester) chaque année, ce qui correspond à près de 3 % de sa consommation totale de diesel. Dans ce pays, il existe aussi des centrales thermiques à biomasse, utilisant des déchets divers comme substituts au charbon pour produire de l’électricité. Cependant, les biocarburants, puisqu’ils sont souvent fabriqués à partir de végétaux, ont besoin de beaucoup d’espaces cultivables, ce qui limite leur production car on ne peut sacrifier qu’un nombre limité de terres agricoles destinées à l’alimentation. Ils pourraient toutefois être utilisés en remplacement de la jachère. Mais, dans le cas de la France par exemple, cela suppose néanmoins d’avoir recours à l’importation car seuls 10 % de la surface agricole est mise en jachère. Pourtant, l’importation ne serait pas suffisante : selon les statistiques du World Ressources Institute, « Si la totalité des terres cultivables étaient dédiées à la production des biocarburants, seuls 25 % des besoins automobiles seraient satisfaits. »

D’après Jean-Marc (ancovici, ingénieur-conseil et co-auteur du livre Le Plein s’il vous plaît16, l’éthanol est davantage une affaire de politique agricole qu’une alternative au pétrole : « Il faut disposer en gros de 1 hectare pour fabriquer 1 tonne d’équivalent pétrole de biocarburant. En France, les transports consomment 50 millions de tonnes de
pétrole par an. Il faudrait donc planter l’équivalent de 50 millions d’hectares pour faire rouler nos automobiles et nos camions. La France métropolitaine a une superficie de 55 millions d’hectares ! »17

La perspective du tout-éthanol est donc difficilement envisageable actuellement. Selon certains experts, ces carburants ne devraient représenter, au maximum, que 5 % de la consommation mondiale, compte tenu des données actuelles. L’Europe tente toutefois de rattraper son retard sur les pays américains (les Etats-Unis consomment 36 % de la production mondiale d’éthanol, le Brésil plus de 50 %) : des mesures ont été adoptées en 2003 pour doper l’utilisation de biocarburants, qui devraient atteindre 5,75 % de la consommation totale de carburant d’ici 2010, et 20 % d’ici 2020.

Autre problème lié aux biocarburants : le défrichement des forêts, donc l’atteinte à l’environnement. Ainsi, l’huile de palme, qui est l’huile végétale la plus produite et la plus échangée dans le monde, selon la FAO (Food and Agricultural Organisation, l’organisme des Nations unies pour l’agriculture), pourrait servir de biocarburant. La moitié des plantations de palmiers à huile est située en Indonésie et en Malaisie, et l’Union européenne a d’ores et déjà investi dans trois usines de biodiesel en Malaisie. Or, si cette ressource végétale apparaît comme une chance pour ces pays, c’est au prix d’un déboisement massif pour étendre la supercifie des terres cultivables. En 2006, la Malaisie avait ainsi perdu 60 % de ses forêts, déjà exploitées depuis des années pour la vente du bois exotique. Les dégâts causés sur la biodiversité sont donc énormes et pourraient s’aggraver ces prochaines décennies. Pour les écologistes, cet oléagineux s’avère encore plus destructeur que le pétrole.18

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