Les énergies renouvelables peuvent-elles remplacer les énergies fossiles ?

Les énergies renouvelables croissent...

... mais moins vite que la demande d'énergie !

Les énergies renouvelables peuvent-elles remplacer les énergies fossiles ?

NON.

Les énergies renouvelables plus l'énergie nucléaire peuvent-elles remplacer les énergies fossiles ?

Peut-être.

Nos espoirs de transition énergétique s'appuient essentiellement sur le développement des nouvelles énergies renouvelables. Parce que en ce qui concerne les énergies renouvelables "anciennes", on sait déjà qu'elles ne peuvent pas remplacer les énergies fossiles. L'énergie hydraulique ne peut plus croître notablement, elle est naturellement limitée par le nombre de sites qui s'y prêtent. Quant à la biomasse, la principale énergie renouvelable "ancienne", on a vu qu'elle se traduit par la déforestation de certaines régions, ou par l'accaparement de terres agricoles lesquelles devraient être réservées pour nourrir le monde.

Les nouvelles énergies renouvelables pourront-elles relever le défi ?

Peut-on vivre seulement d'énergie renouvelable et d'eau fraîche ?

Tout le monde souhaite le développement des énergies renouvelables ; à condition bien sûr que les éoliennes soient loin de chez moi, "Nimby - Not In My Back Yard". Mais serait-il possible de vivre seulement d'énergie renouvelable et d'eau fraîche ? Certainement oui, le Moyen Âge l'a fait.

Toutefois, l'eau n'était pas toujours ni fraîche ni pure.
Quant aux énergies renouvelables, c'était surtout beaucoup d'huile de coude.

Peut-on faire aujourd'hui aussi "bien" qu'au Moyen Âge ?

Pour l'huile de coude ce sera difficile. Les pays développés ont pris de trop mauvaises habitudes, de travail moins pénible, aux champs ou à la mine, et de confort. Quant aux pays émergents, ils ne souhaitent qu'une chose, c'est de vivre bientôt comme les pays développés, de prendre les mêmes mauvaises habitudes.

Les énergies renouvelables progressent... la demande d'énergie aussi !

« Qu’on m’amène un enfant de cinq ans ! »

Chaque année les consommateurs sont plus nombreux, chaque année leur pouvoir d'achat augmente, chacun consomme plus. Plus de consommateurs qui consomment plus, il faut donc de plus en plus d'énergie, même un enfant de cinq ans le comprendrait. « Un enfant de cinq ans comprendrait cela ? Qu’on m’amène un enfant de cinq ans ! » (Groucho Marx)

Par exemple, dans des régions ayant des épisodes de fortes chaleurs, en Chine, en Inde, en Indonésie, l'augmentation du pouvoir d'achat entraîne une augmentation de demande de climatiseurs.

Le World Energy Outlook 2017 prévoit et avertit que pour répondre à la demande croissante d'électricité "la Chine doit augmenter ses capacités électriques d'ici 2040 de l'équivalent de l'infrastructure électrique des États-Unis aujourd'hui, et l'Inde d'une capacité équivalente à celle de l'Union Européenne aujourd'hui". (World Energy Outlook - iea 2017 - executive summary).

« Le monde va subir une crise du froid »
(Fatih Birol, directeur de l'Agence internationale de l'énergie) ("The Future of Cooling" - 2018 - Agence Internationale de l’Energie (AIE)).

Les nouvelles énergies renouvelables pourront-elles faire face à ces demandes ?

Source : D'après BP Statistical Review 2020

• La production des nouvelles énergies renouvelables croît.

• Mais la demande et la consommation mondiale d'énergie croissent aussi, dopées par la démographie et le pouvoir d'achat.

Et ce sont les énergies fossiles qui croissent le plus, plus que les énergies renouvelables [3].

• Les énergies renouvelables se développent, mais leur croissance peine à suivre seulement la croissance de la demande d'énergie, encore moins sont-elles en mesure de remplacer les autres énergies à elles seules.

Les énergies renouvelables progressent...
... mais nous brûlons de plus en plus d'énergies fossiles.

Le diagramme montre que les énergies fossiles étaient notre principale source d'énergie, le sont encore, le seront encore longtemps. (La part des énergies fossiles est d'environ 80 % depuis des années).

Bien entendu il faut tenir compte du fait que les nouvelles énergies renouvelables sont récentes, elles ont une marge de progression importante. Mais il faudra beaucoup de vent sur les pales avant qu'elles rattrapent les fossiles puis les remplacent. L'IEA note que la progression des nouvelles énergies renouvelables est spectaculaire... mais "reste cependant bien en deçà de ce qui est nécessaire pour atteindre les objectifs globaux d'énergie durable." (Global solar PV market set for spectacular growth over next 5 years - IEA - 2019)

Les principaux freins à une très large expansion des nouvelles énergies renouvelables sont de deux ordres : la densité énergétique et l'intermittence.

La densité énergétique mesure la surface de terre occupée par les installations pour produire une quantité donnée d'énergie. Par exemple, les panneaux consomment mille fois (1 000 fois) plus d'espace que les installations nucléaires. C'est une concurrence avec les espaces de cultures et la forêt... et nous avons de moins en moins d'espace (Voir sur ce site Pour nourrir les hommes et sauver la forêt il faut augmenter les rendements agricoles.

L'intermittence d'une nouvelle énergie renouvelable signifie qu'elle produit quand elle peut et non quand on veut. En l'absence de moyens de stockage massif de l'électricité, lorsqu'il n'y a ni vent ni soleil on est en effet contraint de faire appel à des énergies pilotables, nucléaire et / ou fossiles – ou seulement fossile quand on a cru bon d'arrêter les centrales nucléaires. C'est-à-dire qu'il y a un "plancher de verre" en dessous duquel la production des énergies pilotables ne peut pas descendre : même avec des millions d'éoliennes il faut des centrales pilotables pour les jours et les nuits sans vent.

La croissance des énergies renouvelables : l'illusion des taux.

Les nouvelles énergies renouvelables ne compensent pas la croissance de la demande d'énergie.

Pourtant, les médias rapportent les taux de croissance extraordinaires des énergies renouvelables, laissant croire que l'avenir proche sera bercé du bruissement d'une multitude d'éoliennes, que les champs seront recouverts de centrales solaires, que nous serons comblés d'une énergie abondante et "propre"...

Environ un demi-million de panneaux solaires ont été installés chaque jour dans le monde en 2015, et deux éoliennes ont été installées chaque heure en Chine en 2015 ! Impressionnant ! Ces prouesses expliquent les taux de croissance extraordinaires des énergies renouvelables : 46,2 % par an pour le solaire photovoltaïque, 24,3 % pour l'éolien, depuis un très bas niveau en 1990. (IEA Statistics, Key renewables trends, EXCERPT FROM RENEWABLES INFORMATION, 2016 edition).

Mais alors, pourquoi les nouvelles énergies renouvelables ne parviennent-elles à produire qu'à peine 2 % de l'énergie mondiale (2016), contre environ 80 % pour les énergies fossiles. Ce paradoxe s'explique : ces taux extraordinaires trahissent en réalité... la faiblesse des nouvelles énergies renouvelables ! Ils illustrent que "plus on est petit, plus on peut grandir". Passer de 1 000 éoliennes à 2 000, c'est 1000 éoliennes en plus, c'est 100 % de croissance ; passer de 100 000 éoliennes à 101 000, c'est encore 1000 éoliennes en plus, mais cette fois ce n'est plus que 1 % de croissance [4].

Le diagramme suivant illustre le paradoxe.

Source : D'après Key world energy statistics, IEA - 2019

• En taux de croissance, les énergies renouvelables portent le maillot jaune, elles caracolent en tête.

• Mais en croissance absolue, ce sont les énergies fossiles qui tiennent la corde.

Parce que même un faible taux de croissance du volume important des énergies fossiles se traduit en une forte progression en absolu.

C'est ce qui explique ce paradoxe qui passe généralement sous le radar des commentateurs et du public :

• les médias rapportent régulièrement les taux de croissance extraordinaires des énergies renouvelables, des parcs éoliens et solaires.

• Mais les mêmes médias annoncent tout aussi régulièrement que "Nous avons encore battu les records d'émissions de CO2.

Les taux de croissance des énergies renouvelables
en masquent la faiblesse.

Avant de rêver d'envisager de remplacer toutes les énergies fossiles par des énergies renouvelables, on peut tenter une première étape qui serait de produire seulement l'énergie électrique par des énergies renouvelables. Mettons du vent et du soleil dans nos prises de courant ! Décrassons-les du charbon qui les encombre, puisque près de 40 % de l’électricité dans le monde est produite par le charbon (2017). Cette étape est beaucoup plus facile puisque l'énergie électrique compte pour moins de 20 % dans l'énergie finale mondiale ; elle est d'autant plus facile, en apparence, que la spécialité des nouvelles énergies renouvelables est justement de produire de l'électricité. Mais cette facilité n'est qu'apparente. (Voir sur ce site Les énergies renouvelables peuvent-elles fournir un mix électrique 100% renouvelable ?)