Les énergies renouvelables, qu’est-ce que c’est ? Quelle est la liste des EnR ? Quels sont les avantages et inconvénients ? Quel impact des énergies renouvelables en termes d’emploi et de nouveaux métiers ? Où en sont les EnR au niveau mondial ?

Définition des énergies renouvelables

Les énergies renouvelables (ou EnR) désignent un ensemble de moyens de produire de l’énergie à partir de sources ou de ressources théoriquement illimitées, disponibles sans limite de temps ou reconstituables plus rapidement qu’elles ne sont consommées.

On parle généralement des énergies renouvelables par opposition aux énergies fossiles dont les stocks sont limités et non renouvelables à l’échelle du temps humain : charbon, pétrole, gaz naturel… Au contraire, les énergies renouvelables sont produites à partir de sources comme les rayons du soleil, ou le vent, qui sont théoriquement illimitées à l’échelle humaine.

Les énergies renouvelables sont également parfois désignées par les termes « énergies vertes » ou « énergies propres », par abus de langage. En effet, si les énergies renouvelables ont bien souvent des avantages écologiques, elles ne sont pas pour autant « vertes » ou « propres » dans le sens où elles ont aussi des conséquences environnementales importantes.

Quelles sont les énergies renouvelables : classement et liste des EnR

Il existe plusieurs types d’énergies renouvelables,  produites à partir de sources différentes.

Énergie solaire

Ce type d’énergie renouvelable est issu directement de la captation du rayonnement solaire. On utilise des capteurs spécifiques afin d’absorber l’énergie des rayons du solaire et de la rediffuser selon deux principaux modes de fonctionnement :

  • Solaire photovoltaïque (panneaux solaires photovoltaïques) : l’énergie solaire est captée en vue de la production d’électricité.
  • Solaire thermique (chauffe-eau solaire, chauffage, panneaux solaires thermiques) : la chaleur des rayons solaire est captée est rediffusée, et plus rarement sert à produire de l’électricité.

Énergie éolienne

Dans le cas de l’énergie éolienne, l’énergie cinétique du vent entraîne un générateur qui produit de l’électricité. Il existe plusieurs types d’énergies renouvelables éoliennes : les éoliennes terrestres, les éoliennes off-shore, les éoliennes flottantes… Mais le principe reste globalement le même pour tous ces types d’énergies renouvelables.

Voir aussi :

Énergie hydraulique

L’énergie cinétique de l’eau (fleuves et rivières, barrages, courants marins, marées) actionne des turbines génératrices d’électricité.
Les énergies marines font partie des énergies hydrauliques.
Plus plus d’informations voir nos articles :

Biomasse

L’énergie est issue de la combustion de matériaux dont l’origine est biologique (ressources naturelles, cultures ou déchets organiques). On en distingue trois catégories principales :

  • Le bois
  • Le biogaz
  • Les biocarburants

Géothermie

L’énergie est issue de la chaleur émise par la Terre et stockée dans le sous-sol. Selon la ressource et la technologie mise en œuvre, les calories sont exploitées directement ou converties en électricité.

Hydrogène renouvelable

L’hydrogène est un gaz qui peut être utilisé comme un vecteur énergétique, notamment pour produire de l’énergie électrique grâce à des piles à combustible. En soi, l’hydrogène n’est pas une ressource renouvelable à proprement parler. Il s’agit d’un gaz que l’on ne trouve que rarement « tel quel » dans la nature, et qui se renouvelle peu. (Voir à ce sujet : Hydrogène naturel : futur pétrole vert, ou illusion de la transition énergétique ?)

On doit donc le plus souvent produire l’hydrogène à partir de ressources qui, elles, sont très abondantes ou se renouvellent, comme l’eau. Il faut alors utiliser de l’énergie pour transformer l’eau en hydrogène, et lorsque cette énergie est d’origine renouvelable (par exemple, de l’électricité issue de productions renouvelables) on qualifie parfois (un peu abusivement) cet hydrogène de « renouvelable » ou d’hydrogène vert.

Voir aussi : L’hydrogène est-il une énergie verte et écologique ?

Avantages et inconvénients des énergies renouvelables

Les avantages des énergies renouvelables :

Les énergies renouvelables et les émissions de CO2

Outre le fait qu’elles ne soient théoriquement pas épuisables comme les énergies fossiles, les énergies renouvelables ont d’autres avantages sur le plan écologique. Par exemple, l’électricité produite à partir de sources de production d’énergie renouvelable émet très peu de CO2 notamment lorsqu’on la compare aux énergies fossiles comme le charbon. Pour cette raison, les EnR sont notamment une des solutions au réchauffement climatique, et un outil indispensable de la lutte contre le réchauffement climatique. Elles sont aussi considérées comme un facteur de résilience car elles permettent des productions décarbonnées et décentralisées.

Pour mesurer les émissions de CO2 des énergies renouvelables, on utilise l’outil d’ACV (Analyse de Cycle de Vie) qui permet de connaître les émissions de CO2 par kWh d’électricité produite, en intégrant les émissions de CO2 issues de la fabrication des infrastructures, de l’extraction des ressources et de la fin de vie. D’après le rapport du GIEC (Groupe Intergouvernemental d’Étude du Climat), les énergies renouvelables bénéficient d’ACV favorables par rapport à beaucoup d’énergies.

Voici la liste des principales sources de production d’électricité en fonction de leurs émissions de CO2 d’après le rapport du GIEC, Annexe 3 (de la moins polluante à la plus polluante, en valeurs médianes) :

  • Éolien terrestre : 11 gCO2eq/kWh
  • Nucléaire : 12 gCO2eq/kWh
  • Hydroélectricité : 24 gCO2eq/kWh
  • Solaire thermodynamique : 27 gCO2eq/kWh
  • Géothermique 38 gCO2eq/kWh
  • Solaire photovoltaïque : 41-48 gCO2eq/kWh
  • Biomasse : 230 gCO2eq/kWh
  • Gaz naturel : 490 gCO2eq/kWh
  • Charbon : 820 gCO2eq/kWh

Toutefois, ces calculs n’intègrent pas les émissions de CO2 liées à l’infrastructure électrique, notamment le stockage qui est nécessaire pour la production d’électricité d’origine renouvelable.
Énergies renouvelables, indépendance énergétique et sécurité énergétique

En théorie, les énergies renouvelables peuvent aider à améliorer la sécurité énergétique en réduisant la dépendance des pays aux importations de combustibles fossiles. Les sources d’énergie renouvelable sont souvent plus diversifiées géographiquement, réduisant ainsi le risque de perturbation de l’approvisionnement.

Les énergies renouvelables, telles que l’énergie solaire, éolienne et hydraulique, peuvent ainsi être produites localement. Cela signifie que les pays peuvent utiliser des sources d’énergie locales plutôt que de dépendre des importations de combustibles fossiles pour répondre à leurs besoins énergétiques. Cela peut réduire la vulnérabilité aux fluctuations des prix des combustibles fossiles sur les marchés mondiaux.

Les énergies renouvelables offrent aussi une alternative aux combustibles fossiles, qui sont la source d’énergie la plus utilisée dans le monde. En diversifiant la production d’énergie, les pays peuvent réduire leur dépendance à l’égard d’une seule source d’énergie, ce qui les rend plus résilients face à d’éventuelles perturbations de l’approvisionnement.

Les pays qui dépendent fortement des importations d’énergie peuvent se retrouver confrontés à des problèmes de sécurité énergétique, tels que des pénuries d’approvisionnement ou des prix élevés. Les énergies renouvelables offrent une alternative à l’importation d’énergie, ce qui peut contribuer à renforcer la sécurité énergétique des pays.

Le développement des énergies renouvelables peut aussi stimuler l’économie locale et créer des emplois locaux dans les secteurs de la fabrication, de l’installation et de la maintenance. Cela peut renforcer l’indépendance économique des communautés locales.

Mais tout dépend de la manière dont sont produites les infrastructures de production d’énergies renouvelables. Dans les faits, une grande partie de ces infrastructures sont aujourd’hui concentrées dans un petit nombre de pays, notamment en Asie.

Les inconvénients des énergies renouvelables

Énergies renouvelables, efficacité énergétique, intermittence et stockage

Les énergies renouvelables sont par ailleurs parfois critiquées pour leur plus faible rendement énergétique par rapport aux énergies fossiles. Les coûts de production sont également souvent considérés comme plus élevés à court terme. Mais surtout, elles sont caractérisées par une disponibilité plus aléatoire : par exemple, le solaire et l’éolien ne produisent pas en permanence de l’électricité. On appelle ce phénomène l’intermittence.

L’intermittence des énergies renouvelables se réfère à la nature variable et imprévisible de la production d’énergie à partir de sources renouvelables telles que l’énergie solaire et éolienne. Contrairement aux combustibles fossiles qui peuvent être brûlés en continu pour produire de l’électricité, les énergies renouvelables dépendent des conditions météorologiques pour produire de l’énergie. Par exemple, la production d’énergie solaire dépend de la quantité de lumière solaire qui atteint les panneaux solaires, qui varie en fonction de la couverture nuageuse, de la saison et de l’heure de la journée. De même, la production d’énergie éolienne dépend de la force et de la direction du vent, qui peuvent varier de manière imprévisible.

Cette intermittence pose un défi pour les réseaux électriques qui doivent répondre à la demande en temps réel, car l’électricité ne peut pas être stockée de manière efficace et économique à grande échelle. Lorsque la production d’énergie renouvelable est élevée, elle peut dépasser la demande, ce qui peut entraîner des contraintes sur le réseau électrique et même des surcharges. À l’inverse, lorsque la production est faible, elle peut ne pas répondre à la demande, ce qui peut également entraîner des problèmes sur le réseau électrique.

Pour répondre à ce défi, des solutions de stockage d’énergie ont été développées, telles que des batteries à haute capacité, des systèmes de stockage d’hydrogène et des technologies de stockage thermique. De plus, des systèmes de gestion de l’énergie avancés ont été mis en place pour intégrer de manière efficace et sûre la production d’énergie renouvelable dans les réseaux électriques. Ces solutions permettent d’assurer un approvisionnement en énergie stable et fiable à partir de sources d’énergie renouvelable intermittentes.

Énergies renouvelables, métaux et terres rares

Les énergies renouvelables, même si elle évitent les pollutions liées au CO2 ou aux particules fines, sont caractérisées par un certain nombre de coûts environnementaux plus ou moins cachés ou indirects. Ainsi, les éoliennes ou les panneaux solaires dépendent de grandes quantités de ressources finies pour être construites. C’est notamment le cas de certains métaux ou matériaux rares, dont les réserves ne sont pas infinies.

Le journaliste Guillaume Pitron a ainsi publié en 2018 un livre dénonçant « la face cachée de la transition énergétique », en enquêtant notamment sur les impacts environnementaux de la production d’infrastructures de production d’EnR (La guerre des métaux rares – La face cachée de la Transition énergétique aux éditions des Liens qui Libèrent).
Pour plus d’informations, voir notre article : Énergies renouvelables : avantages, inconvénients, enjeux

Énergies renouvelables : les technologies et innovations récentes

Les technologies et innovations liées aux énergies renouvelables évoluent constamment au fur et à mesure qu’elles se déploient et que de nouveaux enjeux émergent. Ces dernières années, les technologies EnR ont par exemple porté sur :

  • Le stockage d’énergie : des solutions de stockage de l’énergie solaire et éolienne ont été développées pour permettre la fourniture d’électricité de manière plus continue. Ces solutions comprennent des batteries à haute capacité et des systèmes de stockage via les technologies hydrogène.
  • L’énergie éolienne offshore : les éoliennes en mer ont atteint des hauteurs et des dimensions jamais vues auparavant, offrant des rendements plus élevés et des coûts plus bas.
  • L’énergie solaire thermique : cette technologie utilise des miroirs pour concentrer la lumière solaire et produire de la chaleur, qui peut ensuite être utilisée pour produire de l’électricité ou pour chauffer de l’eau. C’est en réalité une technologie ancienne, mais qui a souvent été ignorée au profit des panneaux phovoltaïques, et qui commencent à nouveau à se développer.
  • Les biocarburants avancés : ces biocarburants sont fabriqués à partir de matières premières non alimentaires, telles que les déchets agricoles et forestiers, plutôt que de cultures alimentaires, ce qui permet d’éviter la concurrence avec la production alimentaire.
  • L’énergie géothermique : les technologies de production d’énergie géothermique ont été améliorées, permettant de produire de l’électricité à partir de sources de chaleur de plus en plus faibles.

Le développement des EnR : emploi et métiers

La progression inéluctable des EnR, favorisée par les enjeux climatiques et l’évolution des réglementations, offre des opportunités majeures et durables en termes de création d’emploi et de nouveaux métiers (recherche, ingénierie, fabrication, installation, entretien, exploitation…).

Il y a ainsi une grande variété d’emplois et de métiers liés aux énergies renouvelables, et qui devraient continuer à se développer dans les prochaines années :

  • Ingénieur(e) en énergie renouvelable : ils conçoivent, développent et mettent en œuvre des systèmes et des technologies d’énergie renouvelable.
  • Installateur(trice) de panneaux solaires : ils installent et entretiennent les panneaux solaires sur les toits des maisons, des bâtiments commerciaux et industriels.
  • Technicien(ne) en éolien : ils effectuent des opérations de maintenance et de réparation sur les éoliennes pour assurer leur bon fonctionnement.
  • Analyste en énergie renouvelable : ils effectuent des analyses et des études de faisabilité pour déterminer si des projets d’énergie renouvelable sont viables.
  • Planificateur(trice) de réseau électrique : ils conçoivent des réseaux électriques capables d’intégrer des sources d’énergie renouvelable telles que l’énergie solaire et éolienne.
  • Responsable de développement de projet : ils coordonnent les efforts de différentes équipes pour développer des projets d’énergie renouvelable, du financement à la construction.
  • Consultant(e) en efficacité énergétique : ils conseillent les entreprises et les particuliers sur les moyens de réduire leur consommation d’énergie.

Ces emplois et métiers sont en forte croissance à mesure que la demande pour les énergies renouvelables continue d’augmenter, offrant ainsi de nombreuses opportunités pour les personnes intéressées par ce domaine.

Les énergies renouvelables dans le monde

En 2014, les EnR couvraient 19,2 % de la consommation d’énergie mondiale. La part des énergies renouvelables en 2015 a marqué une forte croissance pour la production d’électricité (23,7 %). Cet essor s’appuie principalement sur l’éolien et le solaire photovoltaïque (75 % de la progression globale).

Les énergies renouvelables en France

En France en 2020, les énergies renouvelables couvrent 13,1% de l’énergie primaire consommée. Elle représente par ailleurs environ 25% de la production d’électricité. La première source d’énergies renouvelables en France reste l’hydroélectricité qui représente 13.1% de l’électricité consommée, suivi par l’éolien (8.8%), le solaire (2.8%%) et la biomasse (1.7%).
Selon la loi Énergie-Climat votée en 2019, la France doit porter la part des énergies renouvelables à 40 % de la production électrique en 2030 et à 32 % de la consommation finale brute d’énergie en 2030.