Énergies renouvelables : Des faits clairs

L’éolien et le solaire sont à l’origine d’une révolution de l’énergie propre. Voici ce qu’il faut savoir sur les énergies renouvelables et comment vous pouvez contribuer à faire bouger les choses chez vous.

Les énergies renouvelables sont en plein essor, car l’innovation fait baisser les coûts et commence à tenir la promesse d’un avenir énergétique propre. Les centrales solaires et éoliennes américaines battent des records et sont intégrées au réseau électrique national sans compromettre la fiabilité.

Cela signifie que les énergies renouvelables remplacent de plus en plus les combustibles fossiles « sales » dans le secteur de l’électricité, offrant l’avantage de réduire les émissions de carbone et d’autres types de pollution. Mais toutes les sources d’énergie commercialisées comme « renouvelables » ne sont pas bénéfiques pour l’environnement. La biomasse et les grands barrages hydroélectriques donnent lieu à des compromis difficiles si l’on considère l’impact sur la faune et la flore, le changement climatique et d’autres questions. Voici ce qu’il faut savoir sur les différents types de sources d’énergie renouvelables et sur la façon dont vous pouvez utiliser ces technologies émergentes chez vous.

Qu’est-ce que l’énergie renouvelable ?

Les énergies renouvelables, souvent appelées énergies propres, proviennent de sources ou de processus naturels qui se renouvellent constamment. Par exemple, la lumière du soleil et le vent continuent de briller et de souffler, même si leur disponibilité dépend du temps et des conditions météorologiques.

Bien que les énergies renouvelables soient souvent considérées comme une nouvelle technologie, l’exploitation de la puissance de la nature est utilisée depuis longtemps pour le chauffage, le transport, l’éclairage et bien d’autres choses encore. Le vent a permis aux bateaux de naviguer sur les mers et aux moulins à vent de moudre le grain. Le soleil a fourni de la chaleur pendant la journée et a permis d’allumer des feux qui durent jusqu’au soir. Mais depuis environ 500 ans, l’homme s’est de plus en plus tourné vers des sources d’énergie moins chères et plus polluantes, telles que le charbon et le gaz de fracturation.

Maintenant que nous disposons de moyens innovants et moins coûteux pour capter et conserver l’énergie éolienne et solaire, les énergies renouvelables deviennent une source d’énergie plus importante, représentant plus de 12 % de la production d’énergie aux États-Unis. L’expansion des énergies renouvelables se produit également à grande et petite échelle, depuis les parcs éoliens géants en mer jusqu’aux panneaux solaires installés sur les toits des habitations, qui peuvent revendre de l’électricité au réseau. Même des communautés rurales entières (en Alaska, au Kansas et au Missouri) dépendent des énergies renouvelables pour le chauffage et l’éclairage.

Alors que l’utilisation des énergies renouvelables continue de croître, l’un des principaux objectifs sera de moderniser le réseau électrique américain, en le rendant plus intelligent, plus sûr et mieux intégré entre les régions.

L’énergie polluante

Les énergies non renouvelables, ou « sales », comprennent les combustibles fossiles tels que le pétrole, le gaz et le charbon. Les sources d’énergie non renouvelables ne sont disponibles qu’en quantités limitées. Lorsque nous pompons de l’essence à la station, nous utilisons une ressource limitée, raffinée à partir de pétrole brut qui existe depuis la préhistoire.

En outre, les sources d’énergie non renouvelables se trouvent généralement dans des régions spécifiques du monde, ce qui fait qu’elles sont plus abondantes dans certains pays que dans d’autres. En revanche, tous les pays ont accès au soleil et au vent. Donner la priorité aux énergies renouvelables peut également améliorer la sécurité nationale en réduisant la dépendance d’un pays à l’égard des exportations des pays riches en combustibles fossiles.

De nombreuses sources d’énergie non renouvelables peuvent mettre en danger l’environnement ou la santé humaine. Par exemple, le forage pétrolier peut nécessiter le dépouillement de la forêt boréale canadienne ; la technologie associée à la fracturation peut provoquer des tremblements de terre et la pollution de l’eau ; et les centrales électriques au charbon polluent l’air. Enfin, toutes ces activités contribuent au réchauffement de la planète.

Types de sources d’énergie renouvelables

L’énergie solaire

L’homme exploite l’énergie solaire depuis des milliers d’années pour cultiver des plantes, se réchauffer et sécher des aliments. Selon le Laboratoire national des énergies renouvelables, « il tombe sur la Terre en une heure plus d’énergie solaire que n’en consomme chaque habitant de la planète en un an ». Aujourd’hui, nous utilisons les rayons du soleil de nombreuses façons : pour chauffer les maisons et les entreprises, pour réchauffer l’eau et pour alimenter les appareils.

Les cellules solaires, ou photovoltaïques (PV), sont fabriquées à partir de silicium ou d’autres matériaux qui transforment directement la lumière du soleil en électricité. Les systèmes solaires distribués produisent localement de l’électricité pour les particuliers et les entreprises, soit par le biais de panneaux installés sur les toits, soit dans le cadre de projets communautaires qui alimentent des quartiers entiers. Les fermes solaires peuvent produire suffisamment d’électricité pour des milliers de foyers, en utilisant des miroirs pour concentrer la lumière du soleil sur des hectares de cellules solaires. Les fermes solaires flottantes – ou « photovoltaïques flottantes » – peuvent constituer une utilisation efficace des installations de traitement des eaux usées et des plans d’eau qui ne sont pas sensibles sur le plan écologique.

L’énergie solaire représente près de 3 % de la production d’électricité aux États-Unis (certaines sources estiment qu’elle atteindra près de 4 % en 2022). Cependant, 46 % de toutes les nouvelles capacités de production provenaient de l’énergie solaire en 2021.

Les systèmes d’énergie solaire ne produisent pas de polluants atmosphériques ni de gaz à effet de serre et, pour autant qu’ils soient implantés de manière responsable, la plupart des panneaux solaires ont peu d’impact sur l’environnement en dehors du processus de fabrication.

L’énergie éolienne

Nous avons parcouru un long chemin depuis les moulins à vent d’antan. Aujourd’hui, des éoliennes aussi hautes que des gratte-ciel – avec des turbines d’un diamètre presque aussi large – attirent l’attention dans le monde entier. L’énergie éolienne fait tourner les pales d’une turbine, qui alimente un générateur électrique et produit de l’électricité.

Le vent, qui représente 9,2 % de la production d’électricité aux États-Unis, est devenu l’une des sources d’énergie les moins chères du pays. Les principaux États producteurs d’énergie éolienne sont la Californie, l’Iowa, le Kansas, l’Oklahoma et le Texas, mais les éoliennes peuvent être installées partout où la vitesse du vent est élevée, notamment au sommet des collines et dans les plaines ouvertes, ou même au large, en pleine mer.

Autres sources d’énergie alternatives

Énergie hydroélectrique

L’hydroélectricité est la principale source d’énergie renouvelable pour la production d’électricité aux États-Unis, même si l’on s’attend à ce que l’énergie éolienne prenne bientôt le relais. L’hydroélectricité s’appuie sur l’eau, généralement l’eau en mouvement rapide d’une grande rivière ou l’eau descendant rapidement d’un point élevé, et convertit la force de cette eau en électricité en faisant tourner les pales de la turbine d’un générateur.

Au niveau national et international, les grandes centrales hydroélectriques – ou méga-barrages – sont souvent considérées comme une énergie non renouvelable. Les méga-barrages détournent et réduisent les débits naturels, limitant ainsi l’accès des populations animales et humaines qui dépendent de ces cours d’eau. Les petites centrales hydroélectriques (d’une puissance installée inférieure à 40 mégawatts), gérées avec soin, n’ont pas tendance à causer autant de dommages à l’environnement, car elles ne détournent qu’une fraction du débit.

L’énergie de la biomasse

La biomasse est une matière organique provenant de plantes et d’animaux, qui comprend les cultures, les déchets de bois et les arbres. Lorsque la biomasse est brûlée, l’énergie chimique est libérée sous forme de chaleur et peut générer de l’électricité à l’aide d’une turbine à vapeur.

La biomasse est souvent décrite à tort comme un combustible propre et renouvelable et comme une alternative plus verte au charbon et aux autres combustibles fossiles pour la production d’électricité. Cependant, des études scientifiques récentes montrent que de nombreuses formes de biomasse, en particulier celles issues des forêts, produisent des émissions de carbone plus élevées que les combustibles fossiles. Elles ont également des conséquences négatives sur la biodiversité. Néanmoins, certaines formes d’énergie issues de la biomasse pourraient constituer une option à faible émission de carbone dans des circonstances appropriées. Par exemple, la sciure et les copeaux provenant des scieries qui, autrement, se décomposeraient rapidement et libéreraient du carbone, peuvent constituer une source d’énergie à faible teneur en carbone.

L’énergie géothermique

Si vous vous êtes déjà détendu dans une source d’eau chaude, vous avez utilisé l’énergie géothermique. Le noyau de la terre est à peu près aussi chaud que la surface du soleil, en raison de la lente désintégration des particules radioactives présentes dans les roches au centre de la planète. Le forage de puits profonds permet de faire remonter à la surface de l’eau souterraine très chaude sous forme de ressource hydrothermale, qui est ensuite pompée à travers une turbine pour créer de l’électricité. Les centrales géothermiques produisent généralement peu d’émissions si elles pompent la vapeur et l’eau qu’elles utilisent dans le réservoir. Il existe des moyens de créer des centrales géothermiques là où il n’y a pas de réservoirs souterrains, mais on craint qu’elles n’augmentent le risque de tremblement de terre dans des zones déjà considérées comme des points chauds géologiques.

L’océan

L’énergie marémotrice et l’énergie des vagues sont encore en phase de développement, mais l’océan sera toujours régi par la gravité de la lune, ce qui fait de l’exploitation de sa puissance une option intéressante. Certaines approches de l’énergie marémotrice peuvent nuire à la faune et à la flore, comme les barrages marémoteurs, qui fonctionnent comme des barrages et sont situés dans une baie ou un lagon océanique. Comme l’énergie marémotrice, l’énergie houlomotrice repose sur des structures semblables à des barrages ou sur des dispositifs ancrés au fond de l’océan, situés à la surface de l’eau ou juste en dessous.

Les énergies renouvelables à la maison

L’énergie solaire

À plus petite échelle, il est possible d’exploiter les rayons du soleil pour alimenter toute la maison, que ce soit par le biais de panneaux photovoltaïques ou de la conception de maisons solaires passives. Les maisons solaires passives sont conçues pour accueillir le soleil par des fenêtres orientées vers le sud, puis pour conserver la chaleur grâce au béton, aux briques, aux tuiles et à d’autres matériaux qui emmagasinent la chaleur.

Certaines maisons solaires produisent plus d’électricité qu’il n’en faut, ce qui permet au propriétaire de vendre l’excédent au réseau. Les batteries sont également un moyen économiquement intéressant de stocker l’énergie solaire excédentaire afin de pouvoir l’utiliser la nuit. Les scientifiques travaillent d’arrache-pied sur de nouvelles avancées alliant forme et fonction, telles que les fenêtres et les bardeaux de toit solaires.

Pompes à chaleur géothermiques

La technologie géothermique est une nouvelle approche d’un processus bien connu : les serpentins à l’arrière de votre réfrigérateur sont une mini-pompe à chaleur qui extrait la chaleur de l’intérieur pour garder les aliments frais. Dans une maison, les pompes géothermiques ou géothermiques utilisent la température constante de la terre (à quelques pieds sous la surface) pour rafraîchir les maisons en été et les réchauffer en hiver, et même pour chauffer l’eau.

Les systèmes géothermiques peuvent être initialement coûteux à installer, mais ils sont généralement amortis en 5 à 10 ans. Ils sont également plus silencieux, nécessitent moins d’entretien et durent plus longtemps que les climatiseurs traditionnels.

Petites éoliennes

Un parc éolien dans votre jardin ? Les bateaux, les éleveurs et même les sociétés de téléphonie mobile utilisent régulièrement des petites éoliennes. Les revendeurs aident désormais les propriétaires à choisir le site, à installer et à entretenir les éoliennes, même si certains bricoleurs les installent eux-mêmes. En fonction de vos besoins en électricité, de la vitesse du vent et des règles de zonage en vigueur dans votre région, une éolienne peut réduire votre dépendance vis-à-vis du réseau électrique.

Vendre l’énergie que vous collectez

Les maisons alimentées par l’énergie éolienne et solaire peuvent soit être autonomes, soit être connectées au réseau électrique plus large, tel que fourni par leur fournisseur d’électricité. Dans la plupart des États, les compagnies d’électricité autorisent les propriétaires à ne payer que la différence entre l’électricité consommée et celle qu’ils ont produite, ce que l’on appelle le comptage net. Si vous produisez plus d’électricité que vous n’en consommez, votre fournisseur peut vous payer le prix de détail de cette électricité.

Les énergies renouvelables et vous

En défendant les énergies renouvelables ou en les utilisant chez vous, vous pouvez accélérer la transition vers un avenir énergétique propre. Même si vous n’êtes pas encore en mesure d’installer des panneaux solaires, vous pouvez peut-être opter pour de l’électricité provenant d’une source d’énergie propre (contactez votre compagnie d’électricité pour savoir si elle offre ce choix). (Si l’énergie renouvelable n’est pas disponible auprès de votre compagnie d’électricité, vous pouvez acheter des certificats d’énergie renouvelable pour compenser votre consommation.