Sources d’énergie durables et taux d’adoption

Une population mondiale en augmentation et une prise de conscience environnementale poussent à traiter notre maison (la Terre) de manière plus clémente. Heureusement, si l’on regarde attentivement, l’énergie illimitée peut être trouvée partout autour de nous. Tout objet en mouvement, produisant de la chaleur ou même de la lumière, est une source potentielle d’énergie.

L’identification des sources d’énergie est la partie facile. L’obstacle difficile à surmonter est de capter ces ressources de manière fiable et constante. Heureusement, les progrès de la science des matériaux ont permis des rendements impensables dans le passé.

Énergie durable

Avant de plonger dans quelques exemples d’énergie propre et des entreprises qui en font la promotion, il est important de comprendre la distinction entre les sources d’énergie durables et renouvelables.

Simplement dit, l’énergie renouvelable provient de sources qui se renouvellent naturellement plus rapidement que nous ne les utilisons. Cela ne signifie pas nécessairement que ces sources fournissent une énergie propre, mais seulement que l’approvisionnement ne peut pas être épuisé avec les demandes actuelles.

L’énergie durable, en revanche, fait référence à des sources qui ne sont pas seulement autosuffisantes, mais qui, au fil du temps, n’auront aucun effet négatif sur la Terre. Ces sources prennent en compte les générations futures et visent à leur léguer une Terre verte, plutôt qu’une Terre continuellement ravagée par le charbon, le pétrole, le méthane et d’autres exemples d’énergie sale.

Il convient de noter que, même s’il existe une distinction entre les sources d’énergie durables et renouvelables, dans la plupart des cas, les deux étiquettes s’appliquent. Naturellement, celles qui parviennent à être les deux sont les plus intrigantes.

Typiquement, l’énergie durable doit surmonter trois obstacles pour être considérée comme telle.

• Durable sur le plan environnemental
• Durable sur le plan financier
• Durable sur le plan social

Un exemple courant de source d’énergie durable est l’hydroélectricité. Entre les marées créées par la Lune, les vagues et les cycles climatiques, il y aura toujours de l’eau qui s’écoule sur la Terre. Capter l’énergie cinétique de l’eau qui s’écoule est non seulement un processus qui se renouvelle naturellement, mais c’est également durable dans la mesure où cela n’aura pas d’effet négatif sur la Terre dans les années à venir, tout en étant déjà économiquement et socialement viable.

Un exemple courant de source d’énergie renouvelable qui n’est pas généralement considérée comme durable est la biomasse. La mise en œuvre la plus évidente de cela est la combustion de bois comme source de chaleur. Même si l’approvisionnement en biomasse peut être renouvelé plus rapidement que nous ne pouvons l’utiliser, il n’est pas durable en raison des gaz à effet de serre émis lors de son utilisation.

Un exemple courant de source d’énergie non renouvelable et non durable est les combustibles fossiles. Avec la prolifération du moteur à combustion interne, la fin est déjà en vue pour nos réserves de combustibles fossiles. Cette source, qui a mis des millions d’années à se former, est essentiellement non renouvelable, terrible pour l’environnement et simplement pas une source durable pour l’avenir.

Candidats prometteurs

Maintenant que nous comprenons la distinction entre les sources d’énergie renouvelable et durable, voici quelques exemples de celles qui offrent le plus de promesses. Chacune de ces sources est déjà utilisée dans le monde, avec des niveaux d’adoption prometteurs.

Il est important de se rappeler qu’une source n’est pas nécessairement meilleure que l’autre. La meilleure source d’énergie est celle qui est facilement disponible dans l’environnement local.

Hydroélectricité

Capter l’énergie de l’eau comme source de puissance n’est pas nouveau – nous utilisons des barrages et des moulins à eau depuis des siècles. De nos jours, l’hydroélectricité est la plus grande source d’électricité à faible teneur en carbone au monde, représentant plus de 15% de l’approvisionnement total.

Un exemple d’organisation qui cherche à faire progresser notre capacité à capter l’énergie des marées et à comprendre son impact sur les écosystèmes locaux est le Fundy Ocean Research Centre for Energy (FORCE). Cette organisation financée par le gouvernement est basée à Nova Scotia, au Canada, où se trouvent les plus grandes marées du monde dans la baie de Fundy.

Dans la baie de Fundy, plus de 160 milliards de tonnes d’eau s’écoulent à l’intérieur et à l’extérieur, deux fois par jour, tous les jours – comme une horloge. La force de cette eau en mouvement est stupéfiante et offre un potentiel de production d’énergie également stupéfiant qui est aussi fiable que la montée de la Lune. Ce projet est en cours d’étude à long terme sur les dangers potentiels que les turbines marines posent à la vie marine végétale et animale.

Actuellement, l’hydroélectricité dans son ensemble représente plus de 70% de l’électricité mondiale provenant d’une source durable, avec la Chine et les États-Unis en tête. À l’avenir, le marché des énergies marines et des marées ne devrait pas seulement croître, passant de 0,59 milliard de dollars en 2021 à 4,41 milliards de dollars en 2028.

Énergie éolienne

Comme l’hydroélectricité, l’électricité créée par la puissance du vent n’est pas nouvelle. Au lieu de puiser dans l’énergie cinétique de l’eau en mouvement pour faire tourner une turbine, le processus est reproduit en faisant tourner des pales de vent connectées à une turbine.

Bien que le vent puisse être capté pour produire de l’électricité presque partout dans le monde, cette pratique ne va pas sans défis. Non seulement de grandes surfaces de terre sont nécessaires pour accueillir ces vastes champs, mais le vent n’est tout simplement pas aussi fiable que les marées. Un jour peut être venteux, et le lendemain peut être calme.

Malgré ces défis, l’énergie éolienne continue de gagner en popularité, représentant plus de 7,6% de la production d’électricité mondiale. Aux États-Unis, l’énergie éolienne est déjà devenue la plus grande source d’énergie renouvelable, représentant environ 10% de sa propre production d’électricité.

Un exemple d’entreprise qui pousse à l’adoption de l’énergie éolienne est Siemens AG (SIEGY). Ce conglomérat a réalisé un chiffre d’affaires de 71,98 milliards de dollars en 2022, et au moment de la rédaction, les actions de Siemens AG (SIEGY) sont cotées par divers analystes comme ‘sur’. Ayant été fondé en 1847, c’est une entreprise qui sait s’adapter aux temps. À cette fin, Siemens a des divisions entières consacrées au développement de technologies qui nous permettront de passer des combustibles fossiles à des sources d’énergie durables.

Énergie solaire

Alors que les turbines sont essentielles à la création d’électricité lors de l’utilisation de sources comme l’hydroélectricité ou l’énergie éolienne, elles ne sont plus nécessaires lorsque nous exploitons la photovoltaïque. L’effet photovoltaïque, qui est rendu possible en permettant aux photons de mettre un substrat dans un état excité, est la technologie sous-jacente à l’énergie solaire. Le Soleil est peut-être la source d’énergie la plus abondante de notre système solaire – pourquoi ne pas utiliser tout ce qu’il a à offrir.

L’énergie solaire est unique en ce qu’elle peut être utilisée dans des applications aussi petites qu’une batterie personnelle ou aussi grandes que l’alimentation de villes. Comme toutes les sources d’énergie, elle a ses limites. Même si les technologies modernes ont considérablement amélioré l’efficacité et l’accessibilité des panneaux solaires, la pratique reste la mieux adaptée aux régions qui ont beaucoup de soleil. Voyager suffisamment près des pôles, et il y a des endroits de la Terre qui sont privés d’un lever de soleil pendant des mois.

Comme cela se présente, les récentes avancées dans les technologies solaires ont permis à 4,8% et plus de la production d’électricité mondiale de provenir de cette source d’énergie durable. Alors que les États-Unis peuvent être à la pointe de la tendance en matière de production d’énergie dérivée de l’énergie éolienne, ils sont légèrement en retard en matière d’énergie solaire, avec environ 3% provenant de l’exploitation des rayons du soleil.

Une des entreprises les plus éminentes et les plus innovantes dans le domaine de la technologie solaire est none autre que le fabricant de véhicules électriques (VE), Tesla (TSLA). Depuis des années, l’entreprise développe et installe ses toits solaires, qui permettent aux propriétaires de maisons d’abandonner les panneaux solaires traditionnels et d’utiliser des tuiles photovoltaïques à la place. Au cours de 2022, Tesla a réalisé un chiffre d’affaires de 81,46 milliards de dollars, et au moment de la rédaction, est cotée par divers analystes financiers comme ‘sur’.

Géothermie

On pense que, à une époque lointaine, la Terre était composée entièrement de matière en fusion, recouverte d’océans de magma. Des milliards d’années plus tard, elle s’est refroidie, et la surface est devenue habitable pour l’humanité. Le noyau, cependant, est toujours en activité, continuant à chauffer les différentes couches qui l’entourent. C’est cette énergie, trouvée sous la surface de la Terre, que nous exploitons maintenant, en la désignant comme géothermie.

La géothermie fonctionne généralement en captant l’énergie thermique de la Terre pour chauffer un fluide à haute capacité thermique, qui est ensuite utilisé pour alimenter des turbines qui produisent de l’électricité. Ces dernières années, la géothermie est devenue de plus en plus populaire, car elle n’est plus seulement réalisable dans de grandes applications, mais également pour les installations résidentielles en tant que moyen de chauffage.

Bien que l’énergie géothermique puisse être captée n’importe où si l’on creuse suffisamment profond, il existe des points chauds naturels trouvés dans le monde qui rendent le processus beaucoup plus facile – notamment les volcans. Les nations comme le Salvador ont reconnu cela et font des efforts concertés pour exploiter cette source d’énergie propre, car elle est également abondante et fiable.

Actuellement, malgré son potentiel, l’énergie géothermique représenterait environ 0,4% de la production d’électricité mondiale – un chiffre en ligne avec la production aux États-Unis. Au-delà des volcans, la géothermie est particulièrement accessible près des plaques tectoniques et des failles. En conséquence, la Californie côtière est une région idéale pour accéder à cette énergie propre.

Pour les investisseurs qui cherchent à avoir accès à l’industrie de l’énergie géothermique, l’une des entreprises qui ouvrent la voie est Ormat Technologies (ORA). L’entreprise possède actuellement plus de 150 centrales électriques géothermiques et emploie plus de 1 300 personnes. Au cours des cinq dernières années, Ormat Technologies a constamment généré des revenus annuels de plus de 650 millions de dollars et devrait être bien positionnée pour profiter de la croissance de la géothermie.

Regard sur l’avenir

Alors que les sources d’énergie mentionnées ci-dessus offrent un potentiel énorme pour faciliter un avenir plus vert, il existe une autre paire d’options qui pourraient un jour les éclipser.

Fusion nucléaire

Autrefois partie de la science-fiction, la fusion nucléaire pourrait un jour devenir une réalité alors que les scientifiques continuent de faire des avancées prometteuses vers la maîtrise de ce qui est le ‘holy grail’ de la production d’énergie. En fait, les progrès ont été tels que les gouvernements planifient maintenant de construire des usines prototypes fonctionnelles avant 2040.

Pour ceux qui ne sont pas familiers, la fusion nucléaire – le même processus qui alimente notre soleil ‘Sol’ – ne devrait pas être confondue avec la fission nucléaire (le processus actuellement utilisé dans les centrales nucléaires modernes). Chaque processus libère une quantité massive d’énergie, cependant, le premier le fait en créant des conditions pour combiner des noyaux, tandis que le second les divise en éléments lourds comme l’uranium.

La fusion ne libère pas seulement plus de puissance que la fission, c’est également un processus beaucoup plus propre. Le problème auquel sont confrontés les scientifiques, sur lequel ils travaillent à résoudre, est de développer les bonnes conditions pour à la fois faciliter et capter en toute sécurité le processus.

Piézoélectricité

Nous avons récemment examiné la piézoélectricité et comment il s’agit de l’une des sources d’énergie les plus couramment utilisées, mais les moins connues. La piézoélectricité est la capacité d’un matériau, fabriqué ou naturel, à créer une décharge électrique lorsqu’il est soumis à une pression externe.

Déjà utilisée depuis des décennies dans des objets courants comme les microphones, les allumeurs et bien plus, la science des matériaux moderne continue de progresser vers un jour où nous pourrons capter suffisamment d’électricité grâce à cet effet pour des applications à grande échelle.

Comme la fusion nucléaire, le potentiel d’utilisation généralisée de matériaux piézoélectriques ressemblait à la science-fiction. Même si de nombreuses années sont encore à venir, il pourrait un jour conduire à un monde où les batteries de grande taille sont en grande partie obsolètes, car les matériaux piézoélectriques permettent à des appareils de s’alimenter eux-mêmes.

Mot de fin

Bien que le monde soit encore accroché aux sources d’énergie comme les produits pétroliers, le charbon et le gaz naturel, il est clair qu’elles ne sont pas l’avenir. Heureusement, l’énergie est partout autour de nous, et la science moderne nous donne de plus en plus l’occasion de puiser dans une liste croissante de sources propres.

Alors que l’avenir peut un jour voir la Terre dépendre de la fusion nucléaire et d’appareils auto-alimentés, ce seront les hydroélectricité, l’énergie éolienne, solaire et géothermique qui nous permettront d’y arriver.