Les nouvelles énergies renouvelables peuvent-elles remplacer les énergies fossiles à elles seules ?

Nos espoirs de transition énergétique s'appuient essentiellement sur le développement des nouvelles énergies renouvelables. Parce que l'une des principales "anciennes" énergies renouvelables, l’hydraulique, dépend de la géographie, elle a maintenant atteint ses limites et ne peut plus croître notablement, au moins dans les pays de l'OCDE. Quant à l'autre énergie renouvelable "ancienne", la biomasse, elle n'est en fait pas renouvelable ; 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.

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

Tout le monde souhaite que les énergies renouvelables se développent [0]. Mais serait-il possible de vivre seulement d'énergie renouvelable et d'eau pure ? Certainement oui, le Moyen Âge l'a fait.

Toutefois, l'eau n'était pas toujours pure.
Quant aux énergies renouvelables, c'était surtout beaucoup d'huile de coude. Une ressource en voie d'épuisement [00].

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 ! »

Les énormes foules des énormes pays émergents croissent en nombre et en pouvoir d’achat. Elles ont donc d'énormes besoins croissants en 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)

Pour répondre à la demande croissante d'électricité, le World Energy Outlook 2017 avertit que "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".

Les nouvelles demandes viennent des nouveaux accédants à l'électricité. Plus de 800 millions de personnes n'ont pas encore accès à l'électricité (2017). Chaque année, quelques dizaines de millions de nouveau consommateurs y ont enfin accès. Les nouvelles demandes viennent aussi du développement du transport électrique, ou encore de l'augmentation du pouvoir d'achat, ce qui se traduit par exemple, dans des régions ayant des épisodes de fortes chaleurs, en Chine, en Inde, en Indonésie, par une augmentation de demande de climatiseurs. Pour répondre à cette seule demande supplémentaire liée aux futurs climatiseurs, la Chine aurait besoin d'accroître sa production électrique, d'ici 2040, d'une quantité équivalente à la production actuelle du Japon. (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 demande d'énergie croît.

• La consommation d'énergies fossiles croît.

• La production des nouvelles énergies renouvelables croît également.

• Mais la croissance de la consommation d'énergies fossiles est supérieure à la croissance de la production des nouvelles énergies renouvelables (la seule année où ce ne fut pas le cas correspond à la crise financière de 2018 - 2019).

Les nouvelles énergies renouvelables croissent moins vite que la consommation d'énergies fossiles.
La croissance des nouvelles énergies renouvelables ne suffit pas à compenser la demande croissante d'énergie.

• Le résultat est que en dépit de la progression des énergies renouvelables, le mix du système énergétique mondial reste désespérément plat. En presque vingt ans, de 2000 à 2017, la part des combustibles fossiles est restée quasiment inchangée, passant de 80,3% à 81,2%.

Les énergies fossiles étaient notre principale source d'énergie, le sont encore (plus de 80 %), le seront encore longtemps au vu des courbes.

Bien entendu il faut tenir compte du fait que les nouvelles énergies renouvelables sont récentes dans leur forme moderne, il est normal qu'elles n'aient pas encore fait leurs preuves. Il faut leur accorder du temps pour qu'elles surmontent leur retard et rattrapent peut-être, puis remplacent les énergies fossiles. Elles doivent progresser, beaucoup. Elles progressent en effet, beaucoup, ce qui laisse croire qu'elles peuvent réussir. Pourtant, cela ne suffit pas : il faudrait qu'elles progressent plus vite que la demande... et ce n'est pas le cas ; au fur et à mesure que le temps passe... elles ne rattrapent pas leur retard, au contraire, il s'accroît ! Un rapport de l'IEA note que la progression des nouvelles énergies renouvelables n'est pas suffisante, elle "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)

Pendant ce temps, le réchauffement climatique progresse.

On remarque que le différentiel de croissance se réduit depuis une dizaine d'années. Est-ce une lueur d'espoir, est-ce suffisant ?

C'est peu probable, pour diverses raisons. L'écart entre énergies fossiles et nouvelles énergies renouvelables est abyssal. Les meilleurs emplacements, pour les éoliennes comme pour les sites photovoltaïques sont pris. La terre, la forêt, sont des biens précieux, on ne peut pas les laisser disparaître sous les panneaux photovoltaïques ; la première mission de la terre n'est pas de produire de l'électricité pour des voitures électriques, elle est de nourrir le monde. Les nouvelles énergies renouvelables étant intermittentes, elles se heurtent à un "plancher de verre" : lorsqu'il n'y a ni vent ni soleil on est contraint de faire appel à d'autres énergies, nucléaire ou fossiles ; ou seulement fossile quand on a cru bon de fermer les centrales nucléaires. Un système électrique basé sur les nouvelles énergies renouvelables doit être doublé d'un système énergétique pilotable de capacité égale : dans le coût des énergies renouvelables il faut compter le coût d'un système électrique complet assurant le back up.

Il faudra que passe beaucoup de vent sur les pales avant que les nouvelles énergies renouvelables rattrapent un jour les énergies fossiles en production absolue, et beaucoup plus de vent encore pour qu'elles les remplacent.

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

Les nouvelles énergies renouvelables ne font pas le poids.

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. (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. Comment expliquer ce paradoxe ?

Parce que ces taux extraordinaires trahissent... 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 [1].

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 de 1973 à 2017, ce sont les énergies fossiles qui ont crû le plus en croissance absolue.

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.

La croissance des énergies renouvelable ne compense pas la demande croissante d'énergie.

Mais 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 au moins toute 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. Après, il resterait encore à résoudre le cas difficile des transports, celui de la chimie, etc. Cette étape est d'autant plus facile en apparence que la spécialité des nouvelles énergies renouvelables, l'éolien, le photovoltaïque, est justement de produire de l'électricité. Si cette première étape, facile, pouvait être être réussie avant carbonisation ce serait une excellente nouvelle, un espoir pour la suite. Voyons cela. (Les énergies renouvelables peuvent-elles fournir un mix électrique 100% renouvelable ?)