L’électricité a sans doute été la technologie phare du XXe siècle. Aucune autre n’a autant impacté la civilisation. Néanmoins c’est l’une des (voire la) principales sources d’émission de gaz à effets de serre et, surtout, de CO2. Elle est en effet surtout produite, aujourd’hui, à partir d’énergies fossiles, surtout le charbon, puis le gaz. Les barrages hydrauliques, le nucléaire et les énergies renouvelables ne représentent respectivement que 17, 11 et 6% du total. Décarboner l’électricité est l’un des chantiers les plus importants et sans doute le plus urgent. En effet, la décarbonation d’autres aspects énergétiques (les moteurs à combustion de véhicules et la chaleur résidentielle ou industrielle) et industriels (ex: engrais) va augmenter radicalement la consommation d’électricité. Une électricité peu chère et bas carbone est la condition d’à peu près tout le reste.
Pour appréhender ce sujet, il faut comprendre plusieurs problématiques:
- la production d’électricité évidemment, qu’il faut rapidement décarboner
- le stockage d’électricité, qui est aujourd’hui crucial pour le développement des énergies intermittentes (ENR)
- le transport d’électricité, qui pose problème non seulement en raison des énergies intermittentes (il faut adapter le réseau), mais aussi pour penser la localisation des capacités de production
- enfin, la consommation d’électricité: combien en consomme-t-on, quand et pourquoi ?
Notez que nous ne parlerons pas de l’autre énergie consommée, la chaleur, qui aura son propre site dédié. Ici nous ne parlerons que d’électricité.
Production d’électricité nucléaire, fossile, renouvelable …
Si aujourd’hui les énergies bas carbones sont
Les sources d’électricité fossile sont :
- le charbon, qui domine l’ensemble
- le gaz
- le pétrole, plus marginal
Les sources d’électricité bas carbone sont essentiellement les suivantes :
- Le nucléaire, auquel nous avons consacré un dossier spécifique.
- Les énergies renouvelables, dont :
- Le grand hydraulique (barrages) et petit hydraulique (centrales au fil de l’eau)
- Le solaire
- L’éolien
- La biomasse, comme le bois ou les biocarburants.
Stockage d’électricité et adaptation: l’impossible stabilité
Aujourd’hui, le stockage d’électricité se fait essentiellement sous la forme de retenues d’eau: les barrages. Ils permettent de s’adapter aux creux de production. Une version plus élaborée existe, les STEP, qui permettent en plus de pomper de l’eau. D’autres méthodes de stockage d’électricité se développent:
- Les batteries évidemment, qui permettent de stocker l’énergie sous forme chimique.
- Les volants d’inertie, déjà utilisés à très petite échelle en raison de leur très grande réactivité.
- Le Power to Gas
- Compressed Air Energy Storage, CEAS
Il y a également des procédés ayant pour objet de varier la consommation pour s’adapter à l’approvisionnement: la modulation. Nous présenterons cela plus en détail dans notre article sur la stabilité de l’approvisionnement électrique.
Transport d’énergie électrique: d’inévitables pertes
Le transport d’électricité est extrêmement rapide et efficient, mais il n’est pas magique. Cela suppose des infrastructure complexes se décomposant en plusieurs blocs: lignes à très haute, haute, moyenne et basse tensions, transformateurs (pour passer d’une tension à une autre), disjoncteurs (stopper en cas d’urgence)
L’intermittence est notamment un challenge pour les circuits de distribution d’électricité: ils doivent être capables d’assumer la charge supplémentaire.
Il faudra également approfondir le fonctionnement du marché européen d’électricité. Comment fonctionnent les échanges entre pays ? Quelle est la réglementation l’encadrant ?
C’est un sujet très technique que je ne me vois pas traiter à court terme. Si vous avez des références sur le sujet à me recommander ou que vous êtes un ingénieur qui pourrait m’expliquer ses complexités, vous pouvez m’envoyer un mail à alexandre.baumann {at} discoverthegreentech.com .