Par Steven Shackell
En 2001, 86 % de l’énergie consommée aux États-Unis provenait de combustibles fossiles, tandis que les sources d’énergie renouvelables n’en produisaient que 5,3 %. Avance rapide jusqu’en 2022, la part des combustibles fossiles est tombée à 79 %, tandis que celle des sources renouvelables est passée à 13 %, via Statista. Alors que le monde est aux prises avec les impacts du changement climatique et des émissions de gaz à effet de serre, la recherche de sources d’énergie durables et alternatives devient un enjeu de plus en plus critique.
La récupération de l’énergie fossile a toujours consisté à extraire du charbon et à forer des puits de pétrole, deux ressources limitées. Les technologies alternatives de récupération d’énergie constituent désormais une solution de rechange prometteuse. Cet article explore les différentes formes de méthodes alternatives et durables de récupération d’énergie, y compris les sources familières telles que l’énergie solaire, l’énergie éolienne et l’énergie hydroélectrique, ainsi que les sources alternatives émergentes telles que l’énergie géothermique, l’énergie houlomotrice et l’énergie vibratoire.
Comment est récupérée l’énergie hydroélectrique ?
L’énergie hydroélectrique est de loin la source d’énergie renouvelable la plus productive. En 2020, l’hydroélectricité a produit plus de 4 000 térawattheures, soit 17 % de la production mondiale d’électricité. L’hydroélectricité utilise l’énergie potentielle gravitationnelle de l’eau pour produire de l’électricité en faisant passer l’eau des barrages dans des turbines hydroélectriques. Pour plus d’informations sur le fonctionnement des barrages hydroélectriques, lisez notre article sur les avantages de l’hydroélectricité.
Aujourd’hui, la Chine domine le marché de l’hydroélectricité. L’hydroélectricité fournit près de 8 % de la consommation électrique globale de la Chine, ce qui représente près de 40 % de la capacité hydroélectrique mondiale, selon l’IEA. Le plus grand barrage hydroélectrique du monde, le barrage des Trois Gorges, enjambe le fleuve Yangtze en Chine. En outre, près de 70 % des projets d’expansion hydroélectrique prévus en Afrique subsaharienne, en Asie du Sud-Est et en Amérique latine seront construits, financés ou détenus par des sociétés hydroélectriques chinoises. Au cours de la prochaine décennie, l’hydroélectricité continuera d’accroître sa contribution mondiale à la production d’électricité renouvelable bien au-delà de sa capacité actuelle.
Générateurs d’énergie éolienne
Les générateurs d’énergie éolienne convertissent l’énergie cinétique de l’air en mouvement en électricité et peuvent exister à une échelle localisée ou à grande échelle. La récupération de l’énergie éolienne est si largement adoptée dans le monde qu’elle représente une production d’énergie supérieure à celle des systèmes solaires.
Les petits générateurs tels que le kit d’énergie éolienne Thames Kosmos peut générer suffisamment d’électricité pour alimenter une LED ou charger une petite batterie. Pendant ce temps, la plus grande éolienne du monde, qui est aussi haute qu’un immeuble de 50 étages, vient de battre un nouveau record concernant la production d’énergie éolienne en une seule journée, avec 384,1 MW générés. Cette seule éolienne a généré suffisamment d’électricité pour alimenter près de 170 000 foyers en 24 heures. À l’échelle mondiale, l’énergie éolienne représente la deuxième production d’énergie derrière l’hydroélectricité.
Énergie solaire
Les générateurs d’énergiesolaire transforment le rayonnement solaire en électricité CC utilisable. Le soleil est désormais une source d’électricité courante, avec des panneaux solaires installés au sommet des bâtiments commerciaux, des maisons et sur de vastes panneaux autonomes. Bien qu’il s’agisse probablement de la source renouvelable la plus visible pour la plupart des américains, l’énergie solaire se classe actuellement au troisième rang mondial parmi les sources d’électricité renouvelables.
Les cellules solaires telles que AM-5610CAR-T de Panasonic peuvent être utilisées à petite échelle pour générer de l’énergie afin d’alimenter de petits assemblages électroniques. Nous sommes plus habitués à voir des cellules solaires combinées en panneaux solaires. Ces panneaux peuvent ensuite être connectés à des réseaux solaires photovoltaïques (PV) qui peuvent être mis à l’échelle pour concurrencer la production d’électricité à partir de combustibles fossiles. La conversion de toute cette énergie solaire en réseau électrique est assurée par des onduleurs solaires qui utilisent des semi-conducteurs de puissance tels que les NTH4L022N120M3S d’onsemi.
La Chine est le leader mondial de l’adoption de l’énergie solaire, représentant 37,5 % de la production mondiale selon l’IEA. La Chine génère également plus de production solaire que les sept pays suivants : États-Unis, Japon, Inde, Allemagne, Australie, Espagne et Italie.
Récupération d’énergie géothermique
La production d’énergie géothermique utilise la chaleur interne de la Terre pour produire de l’électricité. Les centrales géothermiques pompent de l’eau en profondeur, qui est naturellement chauffée, convertie en vapeur et passée dans une turbine à vapeur. Cette méthode de récupération d’énergie émet des quantités minimes de gaz à effet de serre mais est limitée aux endroits où il y a une activité géothermique.
Les États-Unis sont les leaders mondiaux de la production d’énergie géothermique, la Californie étant le premier État à exploiter cette énergie. La géothermie représente une part importante de la demande totale d’électricité dans des pays aussi divers que l’Islande, le Salvador, la Nouvelle-Zélande, le Kenya et les Philippines. En Islande, l’énergie géothermique couvre plus de 90 % de la demande de chauffage, mais pas via la production d’électricité. Cependant, l’énergie géothermique n’est pas courante et ne représente que 0,5 % de la production d’électricité à partir de sources renouvelables dans le monde.
Récupération des énergies marémotrices et houlomotrices
Dans les pays côtiers, l’exploitation de l’énergie des vagues de l’océan est une solution plus récente de production d’énergie renouvelable. L’énergie marine, qui peut utiliser à la fois des turbines sous-marines ou des bouées marémotrices, n’a atteint que 524 MW de production en 2022. La France et la Corée du Sud sont en tête du monde, produisant respectivement 211 et 256 mégawatts.
Cependant, l’Union européenne prévoit d’augmenter sa production d’électricité houlomotrice et marémotrice à 1 GW d’ici 2030, avec l’espoir d’atteindre 40 GW d’ici 2050. Certains experts estiment que l’énergie générée par les vagues et les courants de marée pourrait répondre à plus de 10 % de la demande mondiale d’électricité, mais l’impact négatif de ces dispositifs sur les écosystèmes océaniques suscite de nombreuses inquiétudes. D’autres pensent que les générateurs d’électricité houlomotrice et marémotrice peuvent simultanément agir comme des micro-écosystèmes pour les algues qui peuvent récolter le CO2 de l’atmosphère et les coquillages qui nettoient les océans.
Évolution des énergies alternatives
La transition des combustibles fossiles vers des sources d’énergie alternatives et durables est en bonne voie, le paysage de l’adoption variant considérablement d’un pays à l’autre. Les pays disposant d’une ressource abondante, comme la chaleur géothermique en Islande et les vagues en France, développent des techniques qui sont imitées et adoptées dans le reste du monde. L’évolution des méthodes de récupération d’énergie peut être observée dans l’engagement mondial visant à réduire notre dépendance à l’égard des combustibles fossiles limités et nocifs pour l’environnement. L’adoption plus large de technologies alternatives de récupération d’énergie se développera au cours des prochaines décennies, ouvrant la voie à un avenir énergétique plus durable.
