Sources de production d'énergie : renouvelables et fossiles

Voici une liste détaillée des principales sources d'énergie renouvelables et non-renouvelables, ainsi que des informations sur leur impact environnemental, en termes d'émissions de dioxyde de carbone (CO2) par kilowattheure (kWh) d'énergie produite.

Il est important de noter que ces chiffres peuvent varier en fonction des technologies spécifiques, des sources de données et des conditions locales. Les avancées technologiques continuent d'influencer ces données au fil du temps.

Énergies Renouvelables

Les énergies renouvelables proviennent de ressources naturelles qui sont inépuisables à l'échelle humaine ou se renouvellent rapidement. Elles comprennent l'énergie solaire, éolienne, hydraulique, géothermique et la biomasse. Ces sources d'énergie sont considérées comme durables car elles ne s'épuisent pas avec une utilisation continue.

De plus, elles ont généralement un impact environnemental moindre en termes d'émissions de gaz à effet de serre et de pollution par rapport aux énergies non renouvelables. Les énergies renouvelables jouent un rôle crucial dans la transition vers un avenir énergétique plus propre et durable.

Source : Ministère de la Transition Écologique, Chiffres clés des énergies renouvelables, Édition 2023 - Graphique : Selectra

Énergie Solaire Photovoltaïque

L'énergie solaire photovoltaïque convertit la lumière du soleil en électricité à l'aide de panneaux solaires. Ces panneaux sont composés de cellules photovoltaïques, généralement faites de silicium, qui absorbent les photons de la lumière solaire. Lorsque les photons heurtent les cellules, ils libèrent des électrons, générant ainsi un courant électrique.

Ce courant est ensuite capturé par des conducteurs métalliques pour produire de l'électricité continue. Les onduleurs convertissent ensuite cette électricité continue en courant alternatif, adapté à une utilisation domestique. L'énergie solaire photovoltaïque est largement utilisée pour alimenter des maisons, des entreprises et même des centrales solaires à grande échelle.

• Impact Environnemental : La production de panneaux solaires nécessite des matériaux tels que le silicium, le cadmium et l'aluminium. Cependant, une fois installés, les systèmes solaires photovoltaïques ont un impact réduit.
• Émissions de CO2 : Environ 20-40 gCO2/kWh pendant la production des panneaux, mais les émissions diminuent considérablement pendant leur utilisation.

Source : RTE - Graphique : Selectra

Certains particuliers installent des panneaux solaires chez eux.

Énergie Éolienne

L'énergie éolienne exploite la force du vent pour produire de l'électricité. Les éoliennes sont équipées de pales attachées à un rotor, qui tourne lorsque le vent souffle. Ce mouvement fait tourner une génératrice à l'intérieur de la nacelle de l'éolienne, convertissant l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique.

Cette énergie mécanique est ensuite transformée en électricité par le générateur. Les parcs éoliens, composés de plusieurs éoliennes alignées, captent l'énergie éolienne à grande échelle. L'énergie éolienne est une source d'énergie propre et renouvelable, contribuant significativement au mix énergétique dans de nombreuses régions du monde.

• Impact Environnemental : La fabrication des éoliennes nécessite des métaux tels que l'acier et le cuivre. Les éoliennes peuvent également avoir des impacts sur la faune locale.
• Émissions de CO2 : Environ 10-20 gCO2/kWh pendant la production des éoliennes. Les émissions pendant l'exploitation sont très faibles.

À jour en mars 2024 - Source : Ministère de la Transition Écologique et RTE - Graphique : Selectra

Certains particuliers installent des éoliennes chez eux.

Énergie Hydraulique (Hydroélectricité)

L'énergie hydraulique exploite l'énergie cinétique et potentielle de l'eau en mouvement. Dans une centrale hydroélectrique, l'eau est stockée dans un réservoir ou captée depuis un cours d'eau. Elle est ensuite libérée à travers des turbines, générant ainsi une rotation.

Cette rotation est utilisée pour actionner un générateur, transformant l'énergie mécanique en électricité. Les barrages hydroélectriques sont couramment utilisés pour stocker l'eau et contrôler son flux, tandis que les centrales au fil de l'eau captent l'énergie des cours d'eau en continu.

• Impact Environnemental : Les barrages peuvent avoir des conséquences sur les écosystèmes aquatiques et terrestres. Cependant, les installations sans barrage, comme les centrales marémotrices, ont un impact moindre.
• Émissions de CO2 : Environ 10-20 gCO2/kWh pour les installations classiques, mais moins pour les installations sans barrage.

Biomasse

L'énergie de biomasse provient de la combustion de matières organiques telles que le bois, les déchets agricoles, ou les résidus forestiers. Ces matériaux libèrent de la chaleur lorsqu'ils sont brûlés, chauffant un fluide caloporteur qui circule à travers un échangeur de chaleur.

La chaleur générée est ensuite utilisée pour produire de la vapeur, actionnant une turbine qui alimente un générateur électrique. La biomasse peut également être transformée en biocarburants pour une utilisation dans les transports. Bien que la combustion de biomasse émette du dioxyde de carbone, elle est considérée comme neutre en carbone à long terme, car les plantes utilisées absorbent du CO2 lors de leur croissance.

• Impact Environnemental : La culture et la transformation des plantes peuvent avoir des impacts, mais la biomasse peut être issue de déchets organiques.
• Émissions de CO2 : Variables en fonction de la source, généralement dans la fourchette de 20-50 gCO2/kWh.

Géothermie

L'énergie géothermique exploite la chaleur emmagasinée dans le sous-sol de la Terre. Les centrales géothermiques utilisent la chaleur provenant du magma terrestre, souvent près de la surface, pour chauffer un fluide caloporteur qui produit de la vapeur.

Cette vapeur est ensuite utilisée pour actionner une turbine qui génère de l'électricité. Il existe également des systèmes géothermiques directs pour le chauffage et le refroidissement des bâtiments, utilisant la constante température du sous-sol. La géothermie est une source d'énergie continue et stable, avec un impact environnemental relativement faible par rapport à certaines autres sources.

• Impact Environnemental : Les centrales géothermiques peuvent induire des changements mineurs dans les caractéristiques géologiques locales.
• Émissions de CO2 : Environ 10-20 gCO2/kWh, principalement dus à la construction et à l'entretien.

Et l'aérothermie ?

On peut également citer l'énergie aérothermique, également connue sous le nom de pompe à chaleur, qui est une forme d'énergie renouvelable qui exploite la chaleur présente dans l'air pour produire de l'énergie. Elle n'est pas utilisée pour créer de l'électricité à grande échelle, mais directement dans les habitations.

Les pompes à chaleur utilisent des compresseurs pour extraire la chaleur de l'air ambiant à une température plus basse et la transférer à l'intérieur des bâtiments pour le chauffage ou à l'extérieur pour le refroidissement. Elles sont utilisées pour le chauffage et la climatisation des bâtiments résidentiels, commerciaux et industriels. Elles peuvent également être utilisées pour chauffer l'eau.

Elles ont un impact environnemental relativement faible par rapport à certaines sources d'énergie non renouvelables. Cependant, cela dépend de la source d'électricité utilisée pour alimenter la pompe à chaleur. Ses émissions de CO2 dépendent de la manière dont l'électricité est produite. Si l'électricité provient de sources renouvelables, les émissions de CO2 peuvent être faibles. Cependant, si elle provient de sources fossiles, les émissions seront plus élevées.

Efficacité : Les pompes à chaleur sont généralement plus efficaces que les systèmes de chauffage traditionnels, car elles transfèrent la chaleur plutôt que de la produire directement. Cependant, leur efficacité dépend des conditions environnementales.

Énergies Non-Renouvelables

Les énergies non-renouvelables proviennent de ressources limitées qui ne se régénèrent pas à un rythme équivalent à leur utilisation. Les principales sources d'énergie non renouvelables comprennent le charbon, le pétrole, le gaz naturel et l'énergie nucléaire. Ces ressources sont finies et peuvent s'épuiser avec le temps.

L'utilisation intensive de combustibles fossiles comme le charbon, le pétrole et le gaz naturel est associée à des émissions importantes de gaz à effet de serre, contribuant au changement climatique. L'énergie nucléaire, bien que produisant une grande quantité d'électricité, génère des déchets radioactifs et comporte des risques liés à la sécurité et à la gestion des déchets.

La transition vers des sources d'énergie renouvelables est souvent encouragée pour réduire la dépendance aux énergies non-renouvelables et atténuer les impacts environnementaux associés.

Toute électricité verte ou gaz vert vendu en France et en Europe doit être certifié par des garanties d'origine renouvelable.

Gaz Naturel

L'énergie du gaz naturel provient de la combustion du gaz pour produire de la chaleur, généralement utilisée dans des turbines à gaz ou des centrales à cycle combiné. Le gaz naturel est également utilisé pour le chauffage et la production de vapeur.

Bien que moins polluante que le charbon et le pétrole, la combustion du gaz naturel produit toujours des émissions de CO2. Les nouvelles technologies, telles que la capture et le stockage du carbone, sont explorées pour réduire l'impact environnemental du gaz naturel.

• Impact Environnemental : Extraction de gaz de schiste, fuites de méthane, émissions de gaz à effet de serre.
• Émissions de CO2 : Environ 400-600 gCO2/kWh.

En milliards de mètres cubes de gaz naturel produit - Source : Enerdata - World Energy and Climate Statistics - Graphique : Selectra

Données corrigées des variations climatiques - À jour en 2024 - Source : Ministère de la Transition Écologique (SDES)

Source : GRT Gaz - Graphique : Selectra

Source : GRT Gaz - Graphique : Selectra

Nucléaire

L'énergie nucléaire provient de la fission nucléaire, où des atomes de matières fissiles comme l'uranium sont divisés, libérant une grande quantité de chaleur. Cette chaleur est utilisée pour chauffer de l'eau et produire de la vapeur, qui alimente une turbine connectée à un générateur électrique.

L'énergie nucléaire ne produit pas d'émissions de CO2 pendant l'exploitation, mais elle génère des déchets radioactifs et présente des risques liés à la sécurité nucléaire. Les centrales nucléaires contribuent de manière significative à la production d'électricité dans certains pays, bien que des préoccupations persistent quant à la gestion des déchets et à la sûreté.

• Impact Environnemental : Gestion des déchets radioactifs, risques d'accidents nucléaires.
• Émissions de CO2 : Faibles pendant l'exploitation, mais la production et la gestion des déchets contribuent aux émissions.

Charbon

L'énergie issue du charbon provient de la combustion du charbon, libérant une grande quantité de chaleur. Dans une centrale thermique au charbon, le charbon est brûlé pour chauffer de l'eau, produisant de la vapeur. Cette vapeur est ensuite utilisée pour actionner une turbine connectée à un générateur, produisant de l'électricité.

Cependant, cette méthode génère également d'importantes émissions de dioxyde de carbone (CO2), contribuant au changement climatique. Les centrales au charbon sont progressivement remplacées par des sources plus propres en raison de leurs impacts environnementaux significatifs.

• Impact Environnemental : Extraction destructrice, émissions de gaz à effet de serre, pollution de l'air et des eaux.
• Émissions de CO2 : Environ 900-1 100 gCO2/kWh.

Pétrole

L'énergie issue du pétrole provient principalement de la combustion du pétrole brut pour produire de l'électricité ou des carburants. Dans les centrales électriques, le pétrole est brûlé pour chauffer de l'eau et générer de la vapeur qui alimente une turbine connectée à un générateur.

Les applications non électriques du pétrole comprennent les carburants pour les transports et divers produits pétrochimiques. L'utilisation du pétrole est associée à des émissions importantes de CO2 et d'autres polluants, et son utilisation est de plus en plus remise en question au profit de sources plus propres.

• Impact Environnemental : Risques de déversements, extraction en mer, émissions de gaz à effet de serre.
• Émissions de CO2 : Environ 700-900 gCO2/kWh.

La France importe principalement son pétrole brut de plusieurs sources, dont les principaux fournisseurs sont souvent des pays producteurs de pétrole. Ces pays peuvent inclure l'Arabie saoudite, la Russie, l'Irak, le Nigeria, le Kazakhstan, l'Angola, et d'autres.

Les importations ne concernent pas seulement le pétrole brut, mais également une gamme de produits pétroliers raffinés tels que l'essence, le diesel, le kérosène, le fioul, et d'autres dérivés. Ces produits sont importés pour répondre à la demande en carburants, chauffage, aviation, et autres utilisations.

Les importations de pétrole en France sont facilitées par un réseau d'infrastructures incluant des terminaux pétroliers, des raffineries, et des pipelines. Ces infrastructures sont essentielles pour stocker, raffiner et distribuer les produits pétroliers importés.

Mix Énergétique d'électricité Français

La France se distingue par un mix énergétique très bas carbone.

• Nucléaire : Environ 70-75% de la production d'électricité.
• Hydraulique : Environ 10-12% de la production d'électricité.
• Éolienne : Environ 8-10% de la production d'électricité.
• Biomasse : Environ 3-4% de la production d'électricité.
• Gaz Naturel : Environ 3-4% de la production d'électricité.
• Solaire Photovoltaïque : Environ 2-3% de la production d'électricité.
• Géothermie : Une part relativement faible du mix, généralement moins de 1%.
• Charbon : Environ 1% ou moins de la production d'électricité.
• Pétrole : Une part très faible, principalement utilisée dans des secteurs spécifiques... mais représente la première source d'énergie consommée en France.

Graphique : Selectra - Source : Chiffres clés de l'énergie - Édition 2023 - Ministère de la Transition Énergétique

Données corrigées des variations climatiques - À jour en 2024 - Source : Ministère de la Transition Écologique (SDES)

Importations de gaz naturel en France

La France importe une grande partie de son gaz naturel, et les principaux fournisseurs sont souvent des pays producteurs de gaz tels que la Russie, la Norvège, l'Algérie et les Pays-Bas. Les pipelines et les terminaux méthaniers sont les principales voies d'importation.

Les importations de gaz naturel par pipeline proviennent généralement de la Norvège et des Pays-Bas, grâce à des réseaux de pipelines interconnectés en Europe. Ces importations sont régulières et fournissent une part significative de la consommation de gaz en France.

La France dispose également de terminaux méthaniers qui permettent l'importation de gaz naturel liquéfié (GNL). Ces terminaux reçoivent des livraisons de GNL en provenance de divers pays exportateurs, y compris le Qatar, les États-Unis, l'Algérie, la Russie et d'autres. Le gaz naturel est liquéfié pour faciliter le transport, puis regazéifié avant d'être injecté dans le réseau de gaz.

Les importations de gaz naturel peuvent être effectuées via des contrats à long terme, établissant des accords stables sur la quantité et le prix du gaz, ou par le biais de transactions sur les marchés spot, comme le PEG où le gaz est acheté au prix du marché en temps réel.

Source : Ministère de la Transition Écologique - Graphique : Selectra

Autres fournisseurs de gaz : Qatar, Royaume-Uni, etc. - Source : Comission Européenne - Graphique : Selectra

La production d'électricité verte hors EDF en France

Actuellement en France, il y a autour de 30 GW de puissance installée de production d'électricité renouvelable.

Les producteurs d'énergies renouvelables bénéficient de contrats spécifiques tels que le "contrat pour différence" ou le "contrat d'obligation d'achat". Ils reçoivent un prix fixe en euros par mégawattheure (€/MWh) compensé par l'État (voir par exemple le tarif de rachat pour le solaire). Cependant, lorsqu'il y a une hausse des prix de l'électricité sur le marché, comme ce fut le cas ces dernières années, le producteur doit rembourser une partie de cet argent à l'État, ce qui peut inciter certains à sortir de ces mécanismes.

Cependant, les producteurs qui ont bénéficié d'aides ne peuvent pas simplement résilier leur contrat, car ils seraient tenus de rembourser les subventions reçues, ce qui semble juste. Ainsi, les pertes ne sont pas socialisées, mais remboursées par le producteur qui se retire du contrat.

Face à l'augmentation des prix sur le marché, certains producteurs d'énergies renouvelables renoncent aux soutiens de l'État pour vendre directement sur le marché. Les conséquences de cette décision et les mesures prévues pour les récupérer sont préoccupantes.

Il est inquiétant que ces producteurs, une fois sortis du dispositif, soient les premiers à demander de l'aide lorsque le marché connaîtra des revers. De plus, cela peut générer des profits excessifs à un moment où les consommateurs ont du mal à payer leurs factures.

Cela crée également une inéquité par rapport au nucléaire, qui vend toute sa production à un prix fixe sans possibilité de sortir du dispositif. Il est nécessaire de trouver des solutions pour éviter ces situations.

La proposition de la Commission européenne propose déjà de plafonner les revenus des énergies renouvelables, mais il semble que des ajustements soient nécessaires. Un plafond de prix à 180 €/MWh, sans distinction de technologie, semble trop élevé et inadapté.

De plus, il est essentiel que les parcs d'énergies renouvelables ne puissent échapper à ce plafond de prix et demander des aides lorsque les marchés évoluent défavorablement. La filière avait initialement demandé des contrats d'achat à long terme (PPA) pour se développer, mais certains producteurs semblent préférer le marché à court terme.

Bien que certaines entreprises, comme Engie, aient annoncé qu'elles n'utiliseraient pas cette option, il est prévu des pénalités pour les contrats en cours. Il est crucial que la filière des énergies renouvelables montre l'exemple en jouant le jeu pour éviter une hémorragie importante.

Il est également important de ne pas négliger l'investissement dans ce contexte, et la taxation des surprofits devrait contribuer au financement de nouveaux projets plutôt que de simplement protéger temporairement les consommateurs. La rente générée par le nucléaire devrait également être utilisée de manière stratégique pour soutenir de nouveaux parcs décarbonés. En fin de compte, le déploiement des énergies renouvelables peut contribuer à stabiliser le coût du système, à condition d'avoir une régulation adaptée.