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 dépend de la géographie, elle a maintenant atteint ses limites et ne peut plus croître notablement. Quant à la biomasse, la principale énergie renouvelable "ancienne", 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.

Il reste maintenant à savoir si les nouvelles énergies renouvelables, elles, pourront relever le défi.

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

Tout le monde souhaite que les énergies renouvelables se développent [1]. 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 – une ressource en voie d'épuisement [2].

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 production des nouvelles énergies renouvelables croît.

• Mais cette croissance ne suffit pas, car dans le même temps la demande globale d'énergie croît, dopée par la démographie et le pouvoir d'achat.

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

• C'est pourquoi la consommation d'énergies fossiles continue à croître.

• La croissance de la consommation d'énergies fossiles est supérieure à la croissance de la production des nouvelles énergies renouvelables [3].

Les énergies renouvelables progressent...
... mais nous brûlons de plus en plus d'énergies fossiles.
Parce que la demande globale d'énergie augmente.

Les énergies fossiles étaient notre principale source d'énergie, le sont encore, le seront encore longtemps au vu des courbes.

Bien entendu il faut tenir compte du fait que les nouvelles énergies renouvelables sont récentes, elles ont certainement une marge de progression importante. Mais il faut bien plus qu'une "marge de progression", il faut une révolution. Il ne suffit pas que les énergies renouvelables progressent, il faut qu'elles progressent plus que la demande d'énergie, et nettement plus pour qu'elles comblent leur retard, rattrapent les fossiles puis finissent par les remplacer. Le schéma précédent montre l'écart considérable qu'il faut combler. 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)

L'intermittence des nouvelles énergies renouvelables est également un facteur limitant leur capacité à remplacer les énergies fossiles pilotables. Sans moyens de stockage massif de l'électricité, les énergies intermittentes ne peuvent pas remplacer totalement les énergies fossiles. Lorsqu'il n'y a ni vent ni soleil on est en effet contraint de faire appel à des énergies pilotables, nucléaire 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 les énergies pilotables ne peuvent pas descendre, en dessous duquel elles ne peuvent pas être remplacées : elles sont nécessaires les jours et les nuits sans vent, quand les nouvelles énergies renouvelables sont impuissantes.

Les énergies renouvelables ne peuvent assurer seules une production électrique garantie tout le temps.

Car une part d'énergies pilotables sera toujours nécessaire pour les jours sans vent.

Il faudra que passe beaucoup de vent sur les pales avant que les nouvelles énergies renouvelables remplacent les énergies fossiles.

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, 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. 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 [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 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 ; 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 Les énergies renouvelables peuvent-elles fournir un mix électrique 100% renouvelable ?)