Guide des énergies renouvelables

Définition de l'énergie renouvelable

Qu'est-ce que l'énergie renouvelable ?

L'énergie renouvelable est un terme utilisé pour rassembler les sources d’énergie qui proviennent d’un élément naturel sur Terre (l’eau, le vent, le soleil, la terre…). Ces ressources sont inépuisables et réutilisables à l’infini et ont une capacité de renouvellement rapide contrairement aux énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel) qui ont un effet de rareté. Ces énergies se distinguent également par leur faible impact environnemental, notamment en termes d’émissions de gaz à effet de serre (GES) et d’industrialisation du procédé d’extraction.

Importance dans la transition énergétique mondiale

Les énergies renouvelables jouent un rôle fondamental dans la réduction de l'empreinte carbone. Face à la crise climatique et à la nécessité de diminuer la dépendance aux énergies fossiles, elles permettent de soutenir un développement économique durable tout en protégeant les écosystèmes. Leur adoption massive permettrait de limiter la hausse des températures globales, tout en répondant à la demande croissante d’électricité.

Les différents types d'énergies renouvelables

Il existe différentes familles d’énergies renouvelables. 

Énergie solaire

Le rayonnement du soleil, cyclique mais quotidien est un vecteur énergétique exploitable même par temps nuageux qui permet de transformer cette ressource en énergie de deux façons principales :

Les panneaux solaires photovoltaïques : ils convertissent la lumière solaire en courant électrique.

Les panneaux solaires thermiques : ils capturent la chaleur du soleil pour chauffer un fluide et produire de l'eau chaude ou de l'électricité.

Énergie éolienne

L’énergie éolienne exploite la force du vent. Une éolienne est composée de pales qui, par la force exercée par le vent, émettent une rotation qui convertit une énergie mécanique en électricité par le biais d’un générateur.

Cette technologie est particulièrement efficace dans les zones très venteuses. Les premières éoliennes ont été construites et installées sur terre. De nombreux parcs ont depuis été déployés en mer.

Les énergies éoliennes ont également l’avantage de produire de l'électricité propre, sans émissions de CO2. 

Énergie hydraulique

Une des plus anciennes sources d’énergie renouvelable, l’énergie hydraulique utilise la force de l’eau sous toutes ses formes (cascade, courants marins, vagues…). À l’aide de turbines placées dans des barrages ou centrales hydrauliques, cette technique transforme le mouvement en électricité.
Cette forme d’énergie, décarbonée, reste la plus utilisée au monde, la plus sûre et la plus rentable.

Biomasse

La biomasse utilise des matières organiques d’origine végétale (déchets agricoles, résidus forestiers ou d’origine animale) pour produire de l’électricité, de la chaleur ou du biocarburant.

L’énergie biomasse est renouvelable, car les matières utilisées se régénèrent. Elle est obtenue par combustion ou fermentation.

Géothermie

La géothermie ou « chaleur de la Terre » consiste à exploiter la chaleur présente dans des éléments terrestres. Cette chaleur est utilisée pour produire de l’électricité ou du chauffage.

Que ce soit par une méthode naturelle ou stimulée, le principe consiste à faire circuler un fluide d’eau dans les profondeurs de la Terre et de récupérer cette eau chauffée à la surface.

La géothermie est une énergie renouvelable car elle repose sur une source de chaleur inépuisable. À partir de 150°, le principe de transformation en électricité est également possible.

Énergies marines

Les énergies marines désignent les technologies permettant de capter les flux des vagues, des marées, et des courants marins afin de produire de l’électricité. Ces énergies offrent un potentiel important puisque le globe est recouvert à 71 % de mers et d’océans.

La France dispose de nombreuses côtes maritimes et des territoires marins exploitables dans des projets de développement 

Avantages des énergies renouvelables

Les technologies, innovations et moyens développés dans de nombreux projets d’énergie verte en entreprise, en collectivité ou encore dans des associations ont un impact sur tout un écosystème : le climat, la santé des citoyens et l’économie.

Impact environnemental réduit

Multiplier l’utilisation des ressources naturelles de la terre pour produire de l’énergie est une solution durable, responsable et écologique pour répondre aux besoins croissants d’électricité dans le monde.
L'un des principaux atouts des énergies renouvelables est leur faible impact environnemental. La transformation des forces naturelles en énergie propre assure une réduction des émissions de carbone et de pollution atmosphérique contrairement aux énergies fossiles.

Cela contribue à la lutte contre le réchauffement climatique et à la préservation des ressources naturelles afin d'assurer un avenir durable pour les générations futures.

Ressource inépuisable

Les différents éléments naturels comme le soleil, le vent et l'eau se régénèrent continuellement sur Terre. Cette abondance inépuisable à l’échelle humaine permet de garantir une production d’énergie sur le long terme.

Diversité des sources d'énergie

Les énergies renouvelables offrent une grande diversité de production énergétique pour répondre aux besoins de la population : solaire, éolienne, hydraulique, biomasse, géothermie et marines. L’implantation d’infrastructures adaptées au territoire et aux ressources locales permettrait de limiter les importations.

Inconvénients et défis des énergies renouvelables

Coût des infrastructures

Il est notable que les infrastructures existantes pour générer de l’énergie renouvelable telles que les panneaux solaires ou les éoliennes nécessitent des investissements importants. Cependant, le coût de ces technologies a diminué au fil des années, rendant ces installations de plus en plus accessibles. Le coût d’une éolienne, par exemple, peut varier en fonction de sa taille et de sa capacité.

En France, l'État met en place de nombreuses aides énergétiques (subventions, offres de prêts, aides fiscales) pour accompagner les particuliers et les entreprises dans leur transition énergétique.

Intermittence des sources d'énergie

Certaines énergies renouvelables, comme l’énergie solaire et éolienne, dépendent des conditions météorologiques. Cela signifie que leur production peut varier selon l'ensoleillement ou la force du vent. Cependant, des solutions de stockage de l'énergie, telles que les batteries, permettent de pallier ces variations.

Dépendance aux conditions naturelles

Chaque pays dispose d’espaces géographiques et climatiques pouvant accueillir des infrastructures de traitement des énergies renouvelables. Selon les conditions météorologiques locales, des centrales solaires peuvent être installées dans des régions fortement ensoleillées, des parcs éoliens dans les zones venteuses et des centrales hydrauliques auprès des côtes maritimes afin d’assurer leur efficacité respective. Cela nécessite une planification et une réflexion adaptée à chaque région.

Applications pratiques des énergies renouvelables

Production d'électricité et de chaleur

Les énergies renouvelables sont de plus en plus présentes dans le quotidien. Principalement utilisés pour produire de l'électricité et de la chaleur, les éoliennes et les panneaux solaires peuvent alimenter les besoins en électricité d’une population.

D’autres sources de gestion d’énergie contribuent à la production d’électricité ou de chaleur offrant une palette de solution énergétique durable, un levier conséquent contre le dérèglement climatique.

Installations domestiques

De nombreuses installations individuelles ont été mises sur le marché dans le but d’apporter des solutions d’autosuffisance aux habitants pour réduire leur dépendance au réseau électrique. Les panneaux solaires, les éoliennes domestiques, ou encore les systèmes de chauffage géothermiques permettent aux particuliers de produire leur propre énergie renouvelable.

Le développement des pompes à chaleur dans les habitations permet également de capter l’énergie présente dans l'air, le sol ou l’eau pour chauffer ou rafraîchir les espaces de vie. 

Centrales solaires, éoliennes et hydrauliques

La création de zones industrielles d'énergie renouvelable, des projets d’envergure comme les éoliennes agricoles, les parcs éoliens en mer ou les centrales solaires, joue un rôle clé dans la transition énergétique mondiale. Elles permettent de produire de l'électricité à grande échelle pour alimenter des villes entières.

Rendement et rentabilité des énergies renouvelables

Efficacité des différentes sources d’énergie

Le rendement des différentes énergies renouvelables varie. Par exemple, les énergies éoliennes modernes peuvent convertir jusqu’à 45 % de l’énergie cinétique du vent en électricité, tandis que les panneaux solaires ont un rendement moyen de 15 à 20 %.

Facteurs influençant la rentabilité

La mise en activité de projet d’énergies renouvelables ne garantit pas automatiquement de rentabilité. Plusieurs facteurs doivent être pris en considération, notamment, les coûts liés à la construction et l'installation. Bien que des subventions publiques et des financements publics existent, les investissements massifs ne permettent pas de retour sur investissement à court terme. Toutefois, les progrès technologiques et les incitations fiscales permettent de rendre ces énergies de plus en plus compétitives et accessibles par rapport aux énergies fossiles. Néanmoins, face à l’ampleur des besoins énergétiques mondiaux, il reste pour le moment difficile de prévoir une transition énergétique rapide vers la sobriété énergétique à l’échelle nationale.

Transition énergétique et futur des énergies renouvelables

Impact des énergies renouvelables sur la transition énergétique mondiale

Les énergies renouvelables sont indispensables pour réussir la transition énergétique mondiale. Leur développement contribue à réduire la dépendance aux combustibles fossiles et à limiter les émissions de gaz à effet de serre. De nombreux pays et entreprises investissent massivement dans ces technologies pour atteindre leurs objectifs de neutralité carbone.

Innovations et recherche

L’innovation joue un rôle déterminant dans l’essor des énergies renouvelables. Des technologies comme l'hydrogène vert, ou les nouvelles solutions de stockage d'énergie, permettent d’améliorer l’efficacité et la rentabilité des systèmes énergétiques.

Vers un mix énergétique plus vert

Un avenir énergétique durable repose sur un mix énergétique équilibré, combinant les différentes sources renouvelables pour répondre aux besoins énergétiques tout en réduisant l’impact environnemental.

Les énergies renouvelables sont au cœur de la transition énergétique mondiale, grâce à leur potentiel infini et à leur impact réduit sur l’environnement. Qu'il s'agisse de l’énergie solaire, de l'éolien, de la biomasse ou de la géothermie, chaque source d'énergie renouvelable contribue à la création d'un système énergétique plus durable et accessible à tous.