Sources d’énergie durable et taux d’adoption

Une population mondiale croissante et une prise de conscience environnementale entraînent un besoin/désir de traiter notre maison (la Terre) de manière plus bienveillante. Heureusement, si nous regardons de près, une énergie illimitée peut être trouvée partout autour de nous. Tout objet en mouvement, qui produit de la chaleur ou même de la lumière, est une source potentielle.

Identifying energy sources is the easy part.  The difficult hurdle to clear is in harnessing such resources in a reliable, and consistent manner.  Thankfully, advancements in material science have allowed for efficiencies undreamt of in the past.

Énergie durable

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

En termes simples, l’énergie renouvelable provient de sources qui reconstituent naturellement leur approvisionnement plus rapidement que nous ne le consommons. Cela ne signifie pas nécessairement que ces sources fournissent une énergie propre – seulement que l’approvisionnement ne peut pas être épuisé avec les demandes actuelles.

L’énergie durable, en revanche, désigne des sources qui non seulement se reconstituent d’elles-mêmes, mais qui, avec le temps, n’auront aucun effet négatif sur la Terre. Ces sources prennent en compte les générations futures et visent à leur offrir une Terre verte, plutôt qu’une planète continuellement ravagée par le charbon, le pétrole, le méthane et d’autres exemples d’énergie polluante.

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

Typiquement, l’énergie durable doit franchir 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 en mouvement sur Terre. Exploiter l’énergie cinétique de l’eau qui coule n’est pas seulement un processus naturellement renouvelable, c’est durable dans la mesure où il n’affectera pas négativement 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 considéré comme durable est la biomasse. L’application la plus évidente est la combustion du bois comme source de chaleur. Bien que l’approvisionnement en biomasse puisse se reconstituer plus rapidement que nous ne le consommons, 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 de nos réserves de combustibles fossiles est déjà en vue. Cette source, qui a mis littéralement des millions d’années à se former, est essentiellement non renouvelable, terrible pour l’environnement, et tout simplement pas une source durable pour l’avenir.

Principaux candidats

Maintenant que nous comprenons la distinction entre les sources d’énergie renouvelables et durables, voici quelques exemples de celles qui offrent le plus de promesses. Chacune d’elles est déjà utilisée à travers le monde, affichant des niveaux d’adoption prometteurs.

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

Hydroélectricité

Exploiter l’eau comme source d’énergie 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 émission de carbone au monde, représentant plus de 15% de l’approvisionnement total. Les cas d’utilisation typiques reposent sur l’exploitation de l’énergie cinétique de l’eau en mouvement pour faire tourner une turbine et créer de l’électricité.

Un exemple d’organisation cherchant à améliorer notre capacité à exploiter l’énergie marémotrice et notre compréhension de son effet sur les écosystèmes locaux est le Fundy Ocean Research Centre for Energy (FORCE). Cette organisation financée par le gouvernement est basée en Nouvelle-Écosse, Canada, où les plus grandes marées du monde se trouvent dans la baie de Fundy.

Dans la baie de Fundy, plus de 160 milliards de tonnes d’eau entrent et sortent, deux fois par jour, chaque jour – comme une horloge. La force de cette eau en mouvement est impressionnante et offre le potentiel d’une production d’énergie tout aussi impressionnante, fiable comme le lever de la Lune. Ce projet est au cœur d’une étude à long terme sur les dangers potentiels que les turbines marémotrices posent à la vie marine végétale et animale.

Actuellement, l’hydroélectricité représente plus de 70 % de l’électricité mondiale provenant d’une source durable, la Chine et les États-Unis étant en tête. À l’avenir, le marché des vagues et des marées devrait passer de 0,59 milliard de dollars en 2021 à 4,41 milliards de dollars en 2028.

Éolien

Comme l’hydroélectricité, l’électricité créée grâce à la puissance du vent n’est pas nouvelle. Plutôt que d’exploiter l’énergie cinétique de l’eau en mouvement pour faire tourner une turbine, le processus est reproduit en faisant tourner par le vent des pales d’éolienne reliées à une turbine.

Bien que le vent puisse être exploité pour créer de l’électricité presque partout dans le monde, la pratique n’est pas sans défis. Non seulement de vastes étendues de terrain sont nécessaires pour accueillir ces champs massifs, mais le vent n’est tout simplement pas aussi fiable que les marées. Un jour peut être venteux, le suivant peut être calme.

Malgré ces défis, l’énergie éolienne continue de gagner en popularité, représentant plus de 7,6 % de la production électrique mondiale. Aux États-Unis, le vent est déjà devenu la principale source d’énergie renouvelable, représentant environ 10 % de la production électrique du pays.

Un exemple d’entreprise favorisant l’adoption de l’énergie éolienne est Siemens AG (SIE.SW ) (SIE.DE ) (SIEGY). Ce conglomérat affichait 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 considérées par divers analystes comme « sur ». Présente depuis 1847, cette entreprise sait s’adapter aux époques. Dans cet esprit, Siemens possède des divisions entières dédiées au développement de technologies qui nous permettront de passer des combustibles fossiles aux sources durables.

Solaire

Alors que les turbines sont essentielles à la création d’électricité lorsqu’on utilise des sources comme l’hydro ou le vent, elles ne sont plus nécessaires lorsque nous exploitons les photovoltaïques. L’effet photovoltaïque, rendu possible en permettant aux photons de placer un substrat dans un état excité, est la technologie sous-jacente à l’énergie solaire. Le Soleil est probablement la source d’énergie la plus abondante de notre système solaire – pourquoi ne pas exploiter tout ce qu’il a à offrir.

Solaire est unique dans sa capacité à être utilisée dans des applications aussi petites qu’une batterie personnelle, ou aussi grande que l’alimentation de villes.  Comme toutes les sources d’énergie, elle a des limites. Bien que les technologies modernes aient considérablement augmenté l’efficacité et accessibilité des panneaux solaires, la pratique reste surtout adaptée aux régions bénéficiant de beaucoup de soleil. Approchez-vous suffisamment des pôles, et il existe des zones de la Terre privées de lever du soleil pendant des mois.

À ce jour, les avancées récentes dans les technologies solaires ont permis que 4,8 % et en hausse de la production électrique mondiale proviennent de cette source durable. Alors que les États-Unis peuvent être en avance sur la tendance de la production d’énergie dérivée du vent, ils restent légèrement en retard en solaire, avec environ 3 % provenant de l’exploitation des rayons du soleil.

L’une des entreprises les plus en vue et innovatrices dans le domaine de la technologie solaire n’est autre que le constructeur de véhicules électriques (VE), Tesla (TSLA ) (TSLA). Depuis des années, la société développe et installe ses toits solaires, qui permettent aux propriétaires de se passer des panneaux solaires traditionnels et d’utiliser des tuiles photovoltaïques sur le toit. Au cours de 2022, Tesla affichait un chiffre d’affaires de 81,46 milliards de dollars, et au moment de la rédaction, il est considéré par divers analystes financiers comme « sur ».

Géothermie

On croit qu’il y a des âges, la Terre était composée entiellement de matériau en fusion, couverture d’océans de magma. Des milliards d’années plus tard, elle s’est refroidie, la surface devenant habitable pour l’humanité. Le noyau, cependant, est toujours en ébullition, continuant à chauffer les différentes couches qui l’entourent. C’est cette énergie, trouvée sous la surface de la Terre, que nous exploitons maintenant, que l’on appelle géothermie.

La géothermie fonctionne généralement en exploitant l’énergie thermique de la Terre pour chauffer un milieu liquide à haute capacité calorifique, qui est ensuite utilisé pour alimenter des turbines produisant de l’électricité. Ces dernières années, la géothermie est devenue de plus en plus populaire, car elle n’est plus uniquement viable à grande échelle, mais également pour les installations résidentielles comme forme de chauffage.

Bien que l’énergie géothermique puisse être exploitée n’importe où si l’on creuse suffisamment, il existe des points chauds naturels à travers le monde qui facilitent grandement le processus – notamment les volcans. Des 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 ses promesses, on estime que l’énergie géothermique représente environ 0,4 % de l’approvisionnement électrique mondial – un chiffre comparable à la production aux États-Unis. Au-delà des volcans, la géothermie est particulièrement accessible près des plaques tectoniques et des failles. En conséquence, la côte californienne est une région privilégiée pour accéder à cette énergie propre.

Pour les investisseurs souhaitant s’exposer à l’industrie de l’énergie géothermique, l’une des entreprises pionnières est Ormat Technologies (ORA ) (ORA). L’entreprise possède actuellement plus de 150 centrales géothermiques et emploie plus de 1 300 personnes. Au cours des cinq dernières années, Ormat Technologies a régulièrement généré des revenus annuels supérieurs à 650 millions de dollars, et devrait être bien positionnée pour profiter de la popularité croissante de la géothermie.

Regarder vers l’avenir

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

Fusion nucléaire

Autrefois relevant de la science-fiction, la fusion nucléaire pourrait un jour devenir une réalité alors que les scientifiques continuent de réaliser des percées prometteuses pour exploiter ce qui est le « saint graal » de la production d’énergie. En fait, les progrès ont tellement avancé que les gouvernements prévoient désormais 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 doit pas être confondue avec la fission nucléaire (le processus actuel utilisé dans les centrales nucléaires modernes). Chaque processus libère d’énormes quantités d’énergie, cependant la première le fait en créant des conditions pour combiner des noyaux, tandis que la seconde scinde des éléments lourds comme l’uranium.

La fusion ne libère pas seulement plus d’énergie que la fission, c’est un processus nettement plus propre. Le problème actuel, sur lequel les scientifiques travaillent, est de développer les bonnes conditions pour faciliter et exploiter le processus en toute sécurité.

Piézoélectricité

Nous avons récemment examiné la piézoélectricité, et comment elle est l’une des sources d’énergie les plus couramment utilisées, mais méconnues. 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 du quotidien comme les microphones, les briquets, et plus encore, la science des matériaux moderne continue d’avancer vers le jour où nous pourrons exploiter suffisamment d’électricité grâce à cet effet pour des applications à grande échelle.

Comme la fusion nucléaire, le potentiel d’une utilisation généralisée des matériaux piézoélectriques semblait appartenir à la science-fiction. Bien que cela reste à plusieurs années, cela pourrait un jour conduire à un monde où les batteries de grande taille deviennent largement obsolètes, la piézoélectricité permettant des dispositifs auto-alimentés.

Mot final

Bien que le monde soit encore dépendant des sources d’énergie comme les produits pétroliers, le charbon et le gaz naturel, il est clairement évident qu’elles ne représentent pas l’avenir. Heureusement, l’énergie est partout autour de nous, et la science moderne nous offre de plus en plus la possibilité d’exploiter une liste croissante de sources propres.

Alors que l’avenir pourrait un jour voir la Terre dépendre de la fusion nucléaire et de dispositifs auto-alimentés, ce sera l’adoption continue de l’hydro, du vent, du solaire et de la géothermie qui nous permettra d’y parvenir.