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Intégrer concrètement les énergies renouvelables

Nous sommes bien partis pour prendre le virage des énergies renouvelables : nous disposons de la technologie, l’opinion publique est majoritairement favorable et de solides arguments de la part des experts en environnement appuient cette évolution. Les obstacles à ce jour avaient plutôt trait à des questions pratiques, par exemple les coûts associés à l’intégration de ces nouvelles sources dans l’offre énergétique globale, ou la fiabilité d’une telle intégration. Dans cet article, vous découvrirez comment les experts innovent pour abattre ces barrières en proposant des solutions de pointe comme les microréseaux, le stockage sur batterie à grande capacité et la production décentralisée.

Alors que nous faisons face aujourd’hui aux conséquences de nos habitudes de consommation d’énergies fossiles, qui se traduisent par des bouleversements climatiques de plus en plus marqués et l’augmentation de notre facture énergétique annuelle, les énergies renouvelables commencent à s’imposer dans le débat.

Une anxiété de plus en plus palpable plane en effet dans la population, tandis que s’accentuent les répercussions économiques et environnementales de notre mode actuel de gestion de l’énergie. Des milliers d’élèves du monde entier font la grève scolaire chaque vendredi* pour convaincre les dirigeants mondiaux de la nécessité de transformer les systèmes énergétiques classiques. Pendant ce temps, des ingénieurs travaillent à la conception et à la mise en œuvre des innovations sur lesquelles pourra s’appuyer un tel virage.

Or, bien que nous disposions de toutes les conditions requises pour passer aux énergies plus propres – un soutien inébranlable de la population, des technologies déjà existantes ou en cours de développement, ainsi qu’une baisse du coût des énergies renouvelables – les changements sont relativement lents à s’opérer.

50 %


hausse prévue de la consommation d’énergie entre 2018 et 2050

84 %


de la population mondiale est alimentée en électricité par un réseau de distribution centralisé

Les obstacles

La principale raison qui nous empêche d’adopter un système plus écologique ne tient pas à la justification de son bien-fondé, car les avantages des énergies renouvelables sont sans équivoque. Cela n’a pas davantage trait au fait d’avoir ou non les moyens d’effectuer ces changements. La question réside plutôt dans la capacité de ces sources d’énergie renouvelable à produire de l’électricité de manière fiable, ainsi que dans la viabilité économique de leur exploitation.

On s’attend, entre 2018 et 2050, à une hausse de 50 pour cent de la consommation d’énergie*. Représentative de notre dépendance galopante à l’électricité, cette prévision suscite des inquiétudes à savoir si un système plus écologique serait capable de maintenir l’équilibre en temps réel entre production et consommation. Considérant notre utilisation et l’indéniable fait que les sources d’énergie renouvelable sont sujettes à des fluctuations, on peut comprendre une certaine hésitation à s’écarter des anciennes méthodes qui ont fait leurs preuves au cours des 150 dernières années.

Mis en œuvre au cours du XXe siècle, nos modèles conventionnels de production d’électricité sont fondés sur l’exploitation de grandes centrales, dont la production est ensuite transportée sur longues distances par l’intermédiaire de lignes haute tension. Ce réseau centralisé de distribution alimente de manière efficace 84 %* de la population mondiale, nous permettant de vaquer sans souci à nos activités quotidiennes. Mais devrions-nous pour autant nous complaire dans un tel confort?

Bien que nous disposions de toutes les conditions requises pour passer aux énergies plus propres les changements sont relativement lents à s’opérer.

Les coûts de l’inefficacité

Au cours des dernières années, cependant, nous avons pu constater les coûts composés associés au système classique de production d’électricité, de même que ses limites. En raison de leur conception, les centrales électriques et les réseaux de transport et de distribution classiques sont vulnérables – l’endommagement d’une partie du réseau peut en effet se répercuter, par un effet domino, à des milliers de kilomètres du point de défaillance et priver instantanément d’électricité des millions de personnes. Excellents exemples de cela, la grande panne d’électricité du nord-est des États-Unis en 2003* et les pannes majeures de 2012 en Inde* ont ensemble atteint plus de 700 millions de personnes. Si des perturbations d’une telle envergure peuvent découler d’incidents mineurs, comme un fil rongé par un écureuil, ou la chute d’un arbre sur de l’équipement pendant une tempête, on peut affirmer sans se tromper que ce type de système n’est pas aussi fiable qu’on pourrait l’imaginer.

En intégrant certaines innovations comme les microréseaux ou la production décentralisée, plutôt qu’en conservant un système de distribution entièrement centralisé, nous pourrions dans les faits abaisser nos dépenses annuelles en énergie tout en réduisant les risques et les effets d’une défaillance à grande échelle du système.

Des solutions innovantes

Microréseaux Les microréseaux* sont des versions miniatures des grands réseaux d’électricité et ils ont la capacité de fournir de l’électricité de manière indépendante lorsqu’un réseau central connait une panne. L’incorporation de microréseaux dans le système pourrait contribuer à protéger des millions de personnes contre les pannes se propageant « en cascade ». De plus, comme les microréseaux se prêtent à l’intégration de technologies intelligentes, par exemple de compteurs intelligents, nous pourrions même les utiliser pour évaluer la valeur marchande de l’électricité, ce qui nous permettrait d’acheter de l’énergie à moindre coût.

Production décentralisée

Les installations de production décentralisée, qui forment le volet de production des ressources énergétiques décentralisées*, sont construites dans le but de produire de l’énergie là où elle est nécessaire. Elles offrent aussi une multitude d’avantages. Contrairement au système classique de distribution centralisé, conçu pour une production ponctuelle et massive d’électricité, transportée sur de longues distances par des lignes haute tension, la production décentralisée consiste en un système multisources, multidirectionnel et de plus petite envergure susceptible de fournir de l’électricité de manière fiable à moindre coût. La production décentralisée s’avère particulièrement attrayante en raison, notamment, de son plus faible impact sur les communautés avoisinantes, de sa meilleure acceptabilité et de ses délais de mise en œuvre plus courts.

Schéma du réseau de production décentralisée d’électricité (à gauche) et du réseau de production d’électricité traditionnel (à droite)

Le chemin à parcourir pour changer le paysage énergétique s’annonce long et ardu, considérant tous les acteurs concernés (administrations municipales et gouvernements provinciaux, organismes de réglementation, entreprises de services publics et détaillants d’électricité). Car l’intégration de nouvelles technologies de production et de stockage, si l’on veut qu’elle se fasse efficacement et en toute sécurité, requiert un examen approfondi et une révision des politiques et de la réglementation en vigueur. Alors qu’il faut entre 10 et 15 ans pour obtenir les autorisations nécessaires à la réalisation d’une centrale électrique classique, un projet de production décentralisée pourrait être approuvé et mis en œuvre en aussi peu que trois mois. À une époque où l’un des principaux obstacles à la transition vers les sources d’énergie renouvelable a trait aux longs délais requis pour la révision des politiques et des règlements régissant l’approvisionnement en électricité, la production décentralisée offre un avantage majeur.

Si nous pouvions tirer parti de cette réduction de coûts pour concevoir des batteries capables de stocker les grandes quantités d’énergie produites et distribuées au sein de microréseaux et de systèmes de production décentralisée, il deviendrait possible d’entreposer l’énergie excédentaire générée en période de faible consommation pour l’utiliser plus tard lorsque la demande en électricité remonte.

Bien qu’elles soient inépuisables, plus économiques et respectueuses de l’environnement, les énergies renouvelables présentent toutefois certains inconvénients – leur disponibilité est en effet tributaire des conditions naturelles, variables en elles-mêmes*. Voilà fort probablement l’une des principales causes de notre incapacité actuelle à réduire notre utilisation d’énergies non renouvelables. Toutefois, si nous parvenions à poursuivre les progrès amorcés, par exemple, dans les technologies de stockage sur batterie à grande capacité, nous pourrions faire reculer de manière considérable nos habitudes de consommation de combustibles fossiles, sans avoir à nous préoccuper de pénurie d’énergie.

Le coût de production des batteries est actuellement en baisse, grâce à des procédés de fabrication plus rentables. Si nous pouvions tirer parti de cette réduction de coûts pour concevoir des batteries capables de stocker les grandes quantités d’énergie produites et distribuées au sein de microréseaux et de systèmes de production décentralisée, il deviendrait possible d’entreposer l’énergie excédentaire générée en période de faible consommation pour l’utiliser plus tard lorsque la demande en électricité remonte.

Considérant le paysage énergétique actuel et l’avenir se profilant à l’horizon, il apparait de plus en plus clairement que les solutions innovantes en émergence nous aideront à vaincre les obstacles restants pour amorcer un réel virage vers les énergies renouvelables. Le moment est aujourd’hui venu, dans cette perspective, de tirer profit de la diminution du coût des énergies renouvelables, des sources existantes et en développement, du vaste appui de l’opinion publique et de la volonté mondiale de réduction de l’empreinte carbone et d’adoption d’énergies plus vertes, pour faire de notre lourde dépendance envers les énergies fossiles un simple vestige du passé.

* Les liens marqués d’un astérisque ne sont disponibles qu’en anglais.

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