Quelle est l’énergie la plus propre pour produire l’électricité ?

Les propriétés de l'électricité ont été découvertes au cours du XVIIIe siècle. Parallèlement, la maîtrise du courant électrique a permis l'avènement de la seconde révolution industrielle. De ce fait, aujourd'hui l'énergie électrique est omniprésente dans les pays industrialisés. L'électricité est en effet un vecteur énergétique employé dans de nombreux usages domestiques ou bien industriels.

L'électricité peut être produite à partir de différentes sources d’énergie. Elle est aussi l'énergie la moins polluante puisqu'elle n'émet ni particules fines ni CO2. À condition toutefois qu’elle soit produite à partir d’énergies renouvelables.

Les énergies fossiles sont très polluantes et leurs réserves ne sont pas infinies. Pour ces motifs, la loi de transition énergétique votée en 2015. Fixe pour objectif de multiplier par deux la part des énergies renouvelables dans la production de l’électricité (32% minimum en 2030)

Quelles sont alors ces énergies renouvelables ? Parmi elles, quelle est la source d'énergie la plus propre pour produire de l'électricité ? Quels sont les principaux défis des énergies renouvelables ? C'est à la suite de ces questions, que j'ai décider de faire des recherches afin d'y voir plus clair et rédiger cet article.

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Produire de l'électricité avec l'énergie hydraulique

Les centrales hydrauliques captent la force de l'eau qui alimente des turbines afin de produire de l'électricité. Cette source de production d'électricité est la plus ancienne des énergies vertes. 

L'eau est effectivement une énergie renouvelable. Elle permet de produire de l'électricité à grande échelle. Cependant, les conséquences sur l'environnement peuvent parfois être importantes, notamment lors de la construction des barrages. 

Pourtant, pour bénéficier de l'énergie hydraulique. Plusieurs techniques peuvent être employées, à savoir :

  • Les courants marins: il s'agit de l'énergie houlomotrice. Le mouvement des turbines qui produisent l'électricité est généré par la houle et l'énergie cinétique produite par les vagues. 
  • Les marées: fonctionne sur le même principe que l'énergie houlomotrice. Des centrales marémotrices sont installées en mer afin de profiter du courant et des mouvements de l'eau engendrés par les marées. Cette énergie fait tourner des turbines qui produisent ensuite de l'énergie.
  • L'osmotique: dans ce cas, l'électricité est générée par la différence de pression entre l'eau de mer et l'eau douce.
  • Les barrages: il s’agit d’une rétention d'eau artificielle. Les barrages permettent de libérer des grandes quantités d'eau afin de faire tourner des turbines qui produisent ensuite l'électricité.
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Produire de l'électricité avec l'énergie éolienne

En théorie, capter un millième de l'énergie éolienne disponible sur Terre permettrait de subvenir à la totalité des besoins mondiaux en électricité. Cependant, pour fonctionner et produire de l'énergie les éoliennes ont besoin de vent. Cette énergie renouvelable est donc intermittente. En effet, en raison des conditions météorologiques il n'est pas toujours possible de produire suffisamment d'électricité.

D'autre part, la construction d'éoliennes requiert une utilisation de ressources importantes et génère de la pollution. Leur présence altère le paysage, génère du bruit et peut également présenter un danger pour la faune.

On estime toutefois que d'ici 2040, la production d'énergie éolienne en mer (offshore) devrait exploser.  En devenant la première source d'énergie en Europe, elle permettra d'atteindre la neutralité carbone.

Produire de l'électricité avec la biomasse

L’énergie de la biomasse est produite par la combustion des déchets organiques d'origine animale ou végétale. Mais aussi par conversion en biocarburants ou bien par extraction de biométhane.

Cependant, tant que sa consommation reste supérieure à sa régénération. La biomasse ne peut pas être considérée comme une énergie renouvelable.

Produire de l'électricité avec la géothermie

La géothermie représente une bonne solution de chauffage. Mais elle est également à l'origine de la production d'électricité. Dans ce cas, c'est la vapeur ponctionnée dans les sols qui sert à faire tourner une turbine et à créer de l'électricité. 

Cette méthode est toutefois seulement mise en place pour produire de l'électricité à grande échelle. Elle n'est donc pas employée par les ménages. La géothermie n'engendre pourtant pas de pollution et ne rejette ni CO2 ni déchets.

Produire de l'électricité avec le nucléaire

L'énergie nucléaire proviens d'une matière première qui est l'uranium. C'est donc une énergie fossile. On la considère en revanche comme une alternative aux énergies fossiles. Car les centrales nucléaires génèrent peu d'émissions de CO2 par rapport à l'électricité qu'elles produisent. 

La création d'électricité par le nucléaire suscite toutefois des problèmes de sécurité et de stockage des déchets radioactifs. De même, les risques d'une explosion nucléaire ne sont plus à démontrer. C'est pourquoi il est impossible d'ignorer l'impact environnemental négatif des centrales nucléaires.

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Produire de l'électricité avec l'énergie solaire

C'est l'énergie produite grâce au rayonnement du soleil. Il existe plusieurs méthodes pour convertir cette énergie en électricité, notamment :

  • Les panneaux photovoltaïques: l’installation de panneaux solaires peut permettre aux particuliers de subvenir à plus de la moitié de leurs besoins en chauffage (eau et habitation). Ils sont composés de cellules, capables de capter le rayonnement solaire et de le transformer en électricité. Ces panneaux peuvent donc permettre l'approvisionnement complet en électricité d'un logement écologique.
  • L'énergie thermodynamique: grâce à cette méthode le rayonnement solaire permet de chauffer un fluide. Ensuite, à l'aide d'un système de concentration qui fait monter sa température à plus de 1000 degrés, ce fluide produit de l'électricité.

Toutefois, à l'instar de l'énergie éolienne, le solaire photovoltaïque a une production intermittente en fonction des éléments. La production de ces équipements génère également de la pollution ainsi qu'une quantité de ressources non négligeable.

Quels sont les principaux défis des énergies renouvelables ?

Les énergies renouvelables ont des caractéristiques qui les différencient notablement des énergies fossiles : elles sont diffuses et intermittentes. Dès lors, de nouveaux défis techniques s’ouvrent afin de mettre en place des réseaux performants.

Si on implante de plus en plus d'éoliennes et de parcs solaires. Il faudra également améliorer les moyens de compenser les chutes de vent et de soleil. C'est d'ailleurs une nécessité technique car le réseau doit être maintenu à une fréquence de 50 hertz environ.

A l’exception de parcs éoliens et des centrales hydroélectriques d’envergure. L’énergie renouvelable est aujourd’hui essentiellement produite de manière décentralisée. 

Au même temps, le recyclage du lithium (nécessaire à la fabrication des batteries) peine à décoller pour plusieurs raisons :

  • un taux de collecte des batteries lithium-ion encore faible (10 % des volumes existants)
  • des prix bas du lithium
  • les coûts élevés du recyclage. 

C'est pour ces raisons que le stockage de l'électricité doit être facilité. Parallèlement, les processus de recyclage de lithium doivent être développés afin que les énergies renouvelables soient plus compétitives face aux énergies fossiles.

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