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La difficile transition énergétique

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Pour produire de l’énergie, il faut d’abord en dépenser.

La vraie valeur d’une source d’énergie s’apprécie donc à partir de la quantité d’énergie nette qui reste aux usagers après soustraction de l’énergie utilisée pour la production et la mise à disposition de cette même énergie.

Par exemple, pour l’électricité produite à partir de charbon, il faut d’abord extraire le charbon de la mine, le transporter jusqu’à la centrale thermique, produire la vapeur puis la turbiner en électricité et enfin acheminer le courant jusqu’à l’utilisateur final. Pour l’essence des automobiles, il faut extraire le pétrole brut du sol, le transporter à la raffinerie, produire le carburant et l’acheminer jusqu’à la station-service. Pour l’énergie solaire, il faut produire des panneaux solaires, les acheminer sur le lieu d’utilisation et distribuer le courant produit.

Quel que soit le type d’énergie, le rapport entre la quantité d’énergie mise à disposition du consommateur et l’énergie investie tout au long du processus est appelé le taux de retour énergétique au lieu final d’utilisation : TRE final. Si on prend en compte les consommations indirectes comme l’énergie nécessaire à la prospection, à la fabrication du matériel d’exploitation ou celles liée au personnel mobilisé tout au long de la chaine (transport, nourriture), on obtient le taux de retour énergétique global : TRE global. Si le TRE global d’une ressource est inférieur à 1, cela signifie que la société dépense plus d’énergie pour valoriser cette ressource qu’elle n’en retire. Développer de telles ressources est donc une aberration, c’est le cas par exemple des agrocarburants.

L’électricité étant devenue le vecteur principal de l’énergie dans notre société, il est important de déterminer le taux de rendement énergétique de chaque forme d’énergie pouvant être utilisée pour produire de l’électricité. Pour une ressource donnée, le rendement va dépendre de la qualité de la ressource, de son lieu d’extraction, du circuit de commercialisation, etc.

Pour les énergies fossiles le taux de retour ne cesse de diminuer au fil du temps compte tenu de la difficulté croissante à trouver la matière première et à l’exploiter. Ainsi, pour le pétrole, il était de l’ordre de 100 en 1900 il n’est plus que d’environ 10 pour le pétrole conventionnel et d’environ 2 pour les sables bitumineux.

Pour les principales énergies renouvelables, une étude récente (1) montrent qu’elles ne sont pas la panacée pour faire face aux besoins à venir, du moins dans l’état actuel de la technologie. Seuls les grands barrages hydroélectriques donnent un taux de retour énergétique global de 6,5 pour 1 soit 85% d’énergie nette. Toutes les autres sources d’énergies renouvelables affichent un TRE gobal inférieur à 3 pour 1 : éolien terrestre (2,9), éolien offshore (2,3), solaire photovoltaïque (1,8), solaire thermique à concentration (1,1).

L’énergie nette produite à partir des principales énergies renouvelable est donc modeste et il suffirait d’une petite dégradation des facteurs de production pour les rendre non pertinentes. De plus si le taux de croissance des énergies renouvelables est élevé, la croissance de la consommation d’énergie fossile pour produire les équipements (éoliennes, panneaux solaires, etc.) est momentanément supérieure à l’énergie « propre » produite par les nouvelles installations et donc, paradoxalement, l’essor des énergies renouvelables de faible retour accentue l’effet de serre.

Dans ces conditions la transition énergétique s’annonce difficile, du moins tant que la demande globale continuera de monter au rythme actuel. Les énergies fossiles resteront encore indispensables. Le problème c’est de savoir pendant combien de temps car ces énergies fossiles arrivent à épuisement. Il est donc urgentissime d’accélérer la recherche pour améliorer l’efficacité de la production des énergies renouvelables actuelles et surtout d’investir lourdement sur les deux énergies ayant véritablement un potentiel à long terme : la fusion nucléaire , le solaire spatial ou encore la photosynthèse artificielle Faute de quoi le risque d’effondrement de notre civilisation électro-dépendante ne peut être écarté.

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(1) de Castro, C.; Capellán-Pérez, I. Standard, Point of Use, and Extended Energy Return on Energy Invested (EROI) from Comprehensive Material Requirements of Present Global Wind, Solar, and Hydro Power Technologies. Energies 2020, 13, 3036.

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