Les énergies renouvelables en Europe

Ce qu’elles sont, comment elles fonctionnent et comment les institutions de l’UE visent à les rendre de plus en plus populaires compte tenu de leur indépendance stratégique et de la réalisation de l’objectif de zéro impact sur l’environnement et le climat d’ici 2050.

Énergie éolienne, solaire, hydroélectrique, océanique, géothermique, biomasse et biocarburants. Il s’agit de sources d’énergie renouvelables qui constituent des alternatives aux combustibles fossiles et contribuent à réduire les émissions de gaz à effet de serre, à diversifier l’approvisionnement énergétique et à réduire la dépendance à l’égard des marchés volatils et peu fiables des combustibles fossiles, en particulier le pétrole et le gaz.

Avec le Green Deal et la loi sur le climat, l’UE est passée de la sensibilisation au changement climatique et au réchauffement de la planète à l’action, en visant une transformation qui permettra au Vieux Continent d’atteindre un impact nul d’ici le milieu du siècle. Mais c’est aussi, et surtout, de l’Ukraine envahie par la Russie que vient l’avertissement d’agir vite et de miser sur les renouvelables car la question de l’indépendance énergétique des Vingt-Sept s’est imposée comme une urgence.

La législation européenne relative à la promotion des énergies renouvelables a donc considérablement évolué au cours des 15 dernières années. En 2009, les dirigeants européens ont fixé un objectif de 20 % de la consommation d’énergie provenant de sources renouvelables d’ici 2020. En 2018, un objectif de 32 % de la consommation d’énergie provenant de sources renouvelables d’ici 2030 a été convenu. En juillet 2021, à la lumière des nouvelles ambitions climatiques de l’UE, il a été proposé aux colégislateurs de porter l’objectif à 40 % d’ici 2030. Le futur cadre politique pour la période après 2030 est en cours de discussion.

Vent

Il s’agit de l’énergie cinétique produite par le mouvement de l’air sur la surface de la terre, entre les zones de haute et de basse pression. Capable de contribuer de manière significative à un avenir neutre en carbone, l’énergie éolienne est en constant développement : si les tendances actuelles de croissance se confirment, cette énergie verte pourrait couvrir 20% de la demande mondiale d’électricité d’ici 2030, avec pour conséquence une réduction des émissions de CO2 de plus de 3 milliards de tonnes par an.

Les éoliennes captent l’énergie cinétique du vent et la transforment en énergie mécanique. Dans une éolienne, les pales sont reliées au rotor, lui-même relié à l’arbre du mât, qui envoie l’énergie rotative au générateur électrique situé à la base de la structure. Le vent fait tourner les pales, qui font tourner le générateur, lequel transforme l’énergie mécanique en énergie électrique grâce à une dynamo. En fonction de son emplacement, le parc éolien peut être on-shore ou off-shore. Les parcs éoliens terrestres sont installés sur la terre ferme, dans des zones où il y a généralement un certain mouvement de vent. Les parcs éoliens offshore, en revanche, sont situés directement sur la mer.

Solaire

L’énergie solaire est le type d’énergie renouvelable qui croît proportionnellement plus que les autres (+24% par an dans le rapport IRENA 2019), au rythme du développement technologique, qui permet de construire des centrales solaires de plus en plus performantes.

Au cœur d’un champ photovoltaïque se trouvent les panneaux solaires. Le matériau semi-conducteur dont ils sont constitués, comme le silicium, est sensible à la lumière et crée de l’électricité lorsqu’il est touché par le rayonnement solaire. Les panneaux sont montés sur des structures de support spéciales, qui assurent une inclinaison et une orientation correctes pour maximiser l’exposition à la lumière. Tous les panneaux solaires d’un champ photovoltaïque sont reliés à un onduleur, une machine qui transforme le courant continu produit par les modules en courant alternatif, plus facile à transporter et à utiliser dans tous les foyers. Un système de contrôle surveille le fonctionnement de l’installation et la connecte au réseau afin que l’électricité produite soit disponible.

Hydroélectrique

Renouvelable et propre, elle provient de l’eau. L’hydroélectricité est une énergie qui utilise de grandes masses d’eau déplacées par gravité ou transportées par des barrages, des écluses, des canaux et des ponts. Soit un réservoir naturel existe en amont, soit un réservoir artificiel est construit avec un barrage, qui forme une barrière et empêche l’écoulement de l’eau vers l’aval. Grâce à des conduites forcées, l’eau est acheminée à grande vitesse vers l’aval où se trouve une usine contenant des turbines hydroélectriques et un alternateur. C’est là que l’énergie cinétique, générée par la rotation des turbines, est convertie en énergie électrique par l’alternateur. Les centrales hydroélectriques peuvent être au fil de l’eau (situées sur le cours d’eau), à réservoir (l’eau est recueillie dans un bassin), ou à accumulation (l’eau est amenée en amont à l’aide de pompes).

L’énergie des océans

L’énergie océanique provient de la mer et est également connue sous le nom d’énergie pélagique. La technologie qui l’exploite est fluido-dynamique, c’est-à-dire qu’elle tire son énergie des vagues, des marées et des courants pour produire de l’électricité.

Il existe différents types d’énergie océanique, comme celle générée par les courants marins, qui peuvent déplacer des pales et créer de l’énergie mécanique, comme le vent qu’utilisent les éoliennes. L’énergie des océans peut également être exploitée à partir des marées, notamment lorsque des centrales marémotrices peuvent être installées. Dans ces centrales, l’eau entre dans une turbine qui produit de l’énergie lorsque la marée monte ou descend. L’énergie marémotrice peut être utilisée de plusieurs façons, à l’aide d’un générateur d’eau oscillante, avec des sauts d’eau, ou avec des systèmes basés sur l’amplitude des vagues.

Un autre type d’énergie marine est la thalassothérapie, qui exploite la différence de température entre la surface de la mer et sa profondeur. Elle est peu utilisée car les coûts d’installation sont très élevés. Enfin, nous avons l’énergie du sel marin, qui repose sur l’osmose entre des membranes qui séparent l’eau salée de l’eau douce. Il s’agit d’un système écologiquement durable qui ne produit que de l’eau saumâtre comme déchet, il ne pollue donc pas.

Géothermie

L’énergie géothermique utilise la chaleur présente dans la croûte et le sous-sol de la planète pour produire de l’électricité et constitue une source stable à partir de laquelle on peut obtenir une énergie constante. La chaleur géothermique est le résultat des processus de désintégration nucléaire des éléments radioactifs (uranium, thorium et potassium) présents dans le noyau, le manteau et la croûte de la terre. L’énergie thermique stockée dans le sous-sol s’échappe vers la surface de la terre via des vecteurs fluides tels que l’eau et la vapeur. Il existe trois types de centrales géothermiques. Les centrales à vapeur sèche, dans lesquelles la vapeur est extraite des fractures du sol et utilisée pour actionner une turbine. Les centrales instantanées, qui transforment l’eau chaude à haute pression en eau plus froide à basse pression. Les centrales binaires, dans lesquelles un fluide dont le point d’ébullition est inférieur à celui de l’eau côtoie de l’eau bouillante, ce qui transforme le fluide en vapeur pour actionner une turbine.

Biomasse

Source d’énergie propre qui réduit la dépendance à l’égard des combustibles fossiles, la biomasse est une matière organique produite par les plantes et les animaux qui a été spécialement traitée pour être utilisée comme biocarburant dans les centrales électriques. Les résidus de bois de chauffage, les déchets de l’industrie agroalimentaire, les déchets organiques municipaux, les pousses vertes de la sylviculture et de l’agriculture, les algues et les déchets d’élevage, ainsi que les effluents sont les matières organiques végétales à partir desquelles l’énergie est produite. Lorsque la biomasse est brûlée, elle dégage de la chaleur et émet une quantité de dioxyde de carbone similaire à celle émise dans la nature lors d’un processus de photosynthèse ordinaire. Les centrales électriques à biomasse produisent de l’électricité en utilisant la vapeur générée par la combustion de déchets agricoles, industriels et municipaux. Les matériaux sont brûlés dans une chambre de combustion, produisant la chaleur nécessaire pour transformer l’eau du circuit thermodynamique en vapeur. La vapeur fait tourner une turbine, qui entraîne à son tour le rotor d’un alternateur qui produit un courant électrique alternatif. Le courant alternatif est envoyé vers un transformateur qui élève la tension avant de l’injecter dans le système. La vapeur d’eau à la sortie de la turbine est transformée en eau par un condenseur et finalement envoyée vers le réservoir de stockage.

Biocarburants

Par définition, un biocarburant est un carburant dont l’énergie est obtenue par le processus de fixation biologique du carbone. Comme le suggère le terme lui-même, le mot est composé de deux termes : “Bio” et “Carburant”. Examinons en détail chacun de ces deux mots. Un biocarburant est un hydrocarbure produit par un organisme vivant et que l’homme peut utiliser pour alimenter des équipements, des bâtiments et bien d’autres choses encore. Concrètement, tout combustible hydrocarboné produit à partir de matières organiques (vivantes ou anciennement vivantes) sur une courte période (jours, semaines, parfois mois) est considéré comme un biocarburant. Les biocarburants s’opposent donc aux combustibles fossiles, qui mettent des millions d’années à se former, et aux autres combustibles non hydrocarbonés, comme la fission nucléaire. Les biocarburants peuvent également être produits par des réactions chimiques contrôlées réalisées en laboratoire ou dans des installations industrielles, qui utilisent des matières organiques (biomasse) pour produire du carburant. Les deux seules conditions pour qu’un biocarburant soit considéré comme tel sont la présence de dioxyde de carbone, qui est présent au début du processus et est fixé par un organisme vivant, et le moment de la production du carburant final, qui doit se faire dans un délai court.

Actions de l’UE

Énergie renouvelable en mer

En novembre 2020, la Commission a présenté sa stratégie pour l’énergie en mer, dans laquelle elle vise à stimuler la capacité et l’utilisation des technologies énergétiques en mer, notamment les parcs éoliens flottants en mer, les installations d’énergie océanique (énergie des vagues et énergie marémotrice) et les installations photovoltaïques flottantes, l’utilisation d’algues pour produire des biocarburants.

Le développement de ce secteur et la connexion de l’énorme potentiel de l’énergie éolienne au réseau européen seront non seulement bénéfiques pour l’environnement en réduisant les émissions dues à la production d’énergie et en contribuant à la protection de la biodiversité, mais ils créeront également des opportunités d’investissement et de croissance, notamment dans les zones côtières.

Hydrogène

L’hydrogène, lorsqu’il est produit à partir de sources d’énergie renouvelables, n’émet pas de carbone et contribue donc à la décarbonisation de l’économie. L’hydrogène est considéré comme le vecteur énergétique de l’avenir, capable d’aider à décarboniser les secteurs à fortes émissions tels que les industries à forte intensité énergétique et les transports.

La Commission a adopté sa stratégie en matière d’hydrogène en juillet 2020 et a identifié l’hydrogène comme une priorité d’investissement dans le plan de relance de l’UE. Elle a lancé l’Alliance européenne pour l’hydrogène propre, qui rassemble l’industrie, la société civile et les autorités nationales et régionales, afin de soutenir les investissements et de stimuler la demande dans le secteur énergétique.

Dans ses conclusions de décembre 2020, le Conseil a reconnu le rôle important joué par l’hydrogène, en particulier celui produit à partir de sources renouvelables, dans la réalisation des objectifs de décarbonisation de l’UE, dans la relance économique dans le contexte du Covid-19 et dans la contribution à la compétitivité de l’UE sur la scène mondiale.

Intégration du système énergétique

Pour atteindre la neutralité climatique d’ici 2050, l’Europe doit transformer radicalement son système énergétique en un système énergétique intégré, avec une part élevée d’énergies renouvelables et des améliorations significatives de l’efficacité énergétique. L’intégration du système consiste à relier les secteurs énergétiques entre eux et avec les secteurs d’utilisation finale tels que les bâtiments, les transports et l’industrie. Un système intégré est plus efficace sur le plan économique et technique et permet de lutter contre les pertes de chaleur.

Dans sa stratégie d’intégration des systèmes énergétiques, la Commission européenne a proposé de construire un système énergétique plus circulaire axé sur l’efficacité énergétique. Cela permettrait de fournir une électricité plus importante et plus verte à des secteurs tels que les transports et l’industrie et de promouvoir les carburants à faible teneur en carbone, notamment l’hydrogène, pour les secteurs plus difficiles à décarboniser.

Réseaux transeuropéens d’énergie (RTE-E)

La politique des réseaux transeuropéens d’énergie (RTE-E), lancée en 2013 et actuellement en cours de révision, soutient les projets transfrontaliers visant à connecter les réseaux énergétiques des États membres et à promouvoir l’intégration des énergies renouvelables.

L’objectif de la proposition de la Commission pour un règlement RTE-E révisé est de moderniser, décarboniser et interconnecter les infrastructures énergétiques transfrontalières de l’UE afin de contribuer à atteindre les objectifs de neutralité climatique de l’UE en 2050. Le règlement vise également à continuer à garantir l’intégration du marché, la compétitivité et la sécurité de l’approvisionnement.

Biomasse et biocarburants

La directive sur les énergies renouvelables (directive (UE) 2018/2001) actuellement en vigueur comprend un objectif de 3,5 % d’ici 2030 et un objectif intermédiaire de 1 % d’ici 2025 pour les biocarburants avancés et le biogaz dans le secteur des transports. Bien que le plafond actuel de 7 % pour les biocarburants de première génération soit maintenu dans le secteur du transport routier et ferroviaire, une obligation à l’échelle de l’UE pour les fournisseurs de carburant de fournir une certaine part (6,8 %) de carburants à faibles émissions et renouvelables est introduite, ainsi qu’une extension du champ d’application des critères de durabilité de l’UE pour la bioénergie (y compris la biomasse et le biogaz utilisés pour le chauffage et le refroidissement et la production d’électricité).

L’énergie des océans

En janvier 2014, la Commission a publié une communication intitulée “Énergie bleue : Réaliser le potentiel énergétique des mers et des océans d’Europe à l’horizon 2020 et au-delà”. Cette communication présente un plan d’action pour soutenir le développement de l’énergie des océans, notamment l’énergie des vagues, l’énergie marémotrice, la conversion de la thalassothérapie et l’énergie du gradient de sel.

Giulia Torbidoni – PFE

Source de l’image :

https://www.europarl.europa.eu/news/it/headlines/economy/20180109STO91387/lotta-al-cambiamento-climatico-e-politiche-dell-ue-per-le-energie-pulite

Sources :

https://www.vivienergia.it/casa/vivipedia/guida-energia/energia-eolica

https://www.consilium.europa.eu/it/policies/clean-energy/

https://www.europarl.europa.eu/factsheets/it/sheet/70/energie-rinnovabili

https://www.enelgreenpower.com/it/learning-hub/energie-rinnovabili/energia-solare

https://www.vivienergia.it/casa/vivipedia/guida-energia/energia-idroelettrica

https://www.vivienergia.it/casa/vivipedia/guida-energia/energia-geotermica

https://www.vivienergia.it/casa/vivipedia/guida-energia/biomasse-cosa-sono-e-come-funzionano

https://tonello-energie.com/biocarburanti-cosa-sono-i-principali/

 

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