L'électrification - la plus grande action climatique ?

Les combustibles fossiles doivent être éliminés progressivement - tant dans la production d'électricité que dans l'industrie, le chauffage et les transports. Avant tout, nous devons lutter contre le changement climatique. Pour stopper le réchauffement de la planète, l'énergie doit être produite et consommée selon des méthodes nouvelles et durables. C'est un défi énorme, mais il peut être relevé. Lorsque la production d'électricité propre aura été généralisée, l'étape suivante consistera à électrifier tout ce qui peut l'être. Comment cela est-il possible ? L'hydrogène est-il la pièce manquante du puzzle énergétique ?

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La plupart d'entre nous sommes habitués à un approvisionnement régulier en électricité provenant de la prise de courant de leur maison. Afin qu'il y ait suffisamment d'électricité disponible à tout moment pour les besoins des ménages et de l'industrie, il doit y avoir un équilibre constant entre la production et la consommation d'électricité. En même temps, les consommateurs savent que l'origine de l'électricité consommée joue un rôle important dans la réduction de leur empreinte carbone personnelle.

Environ deux tiers de l'ensemble des émissions causées par l'homme proviennent de la production et de la consommation d'énergie. Dans les pays nordiques en particulier, les émissions liées à la production d'électricité ont rapidement diminué et l'électricité produite est à 90 % d'origine hydraulique, nucléaire, éolienne ou solaire, donc sans émission de carbone. La situation en Europe centrale est plus complexe, en raison de la plus grande étendue des territoires et du fait que l'hydroélectricité n'est pas disponible dans la même mesure.

Toutefois, l'électricité ne représente qu'un cinquième environ de l'énergie que nous utilisons dans l'UE, ce qui explique que rendre la production d'électricité sans émissions n'est pas suffisant. Ce qu'il faut, c'est une transition énergétique systémique. Au cœur de cette transition se trouve l'électrification à grande échelle, qui peut contribuer à réduire les émissions, notamment dans les secteurs du chauffage, des transports et de l'industrie. L'électrification en tant que telle n'est pas la solution pour tous les secteurs. Néanmoins, l'électricité propre peut être utilisée pour produire de l'hydrogène propre et stockable, qui devrait être l'un des composants les plus importants de l'avenir énergétique.

 

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Où pouvons-nous trouver suffisamment d'énergie propre ?

Au sein de l'Union européenne, les combustibles fossiles représentent encore 40 % de l'électricité consommée. Parce que nous devons éliminer les émissions de CO2 et que la consommation d'électricité augmente, les besoins en énergie hydraulique, éolienne et solaire sont de plus en plus importants. Les sources d'énergie renouvelables produisent actuellement environ un tiers de l'électricité consommée dans l'UE, et leur part dans la consommation totale d'électricité augmente rapidement. Dans l'Union Européenne, la plupart des énergies renouvelables utilisées pour la production d'électricité proviennent d'éoliennes et de centrales hydroélectriques. Si la part de l'énergie solaire est encore marginale, elle est en constante augmentation, et les systèmes de panneaux solaires sont largement disponibles pour les ménages comme pour les besoins des centres commerciaux ou des installations industrielles.

Des pics de consommation et de production soudains et imprévisibles se produisent chaque jour dans le réseau électrique, pouvant provoquer des pannes et des interruptions de courant. Lorsque le soleil émerge de derrière un nuage, la production des panneaux solaires passe de zéro à cent pour cent, et lorsque des centaines de véhicules électriques se connectent en même temps à des stations de recharge, l'équilibre du réseau entre la production et la consommation d'électricité peut basculer radicalement. Nous devons donc être en mesure de stocker l'énergie renouvelable en prévision des heures sans soleil et sans vent.

Pour compenser cette fluctuation, les pays Nordiques utilisent l'énergie hydraulique. L'eau peut être stockée dans les lacs pendant des mois, et la production des centrales hydroélectriques peut être augmentée ou diminuée en une seconde seulement. La flexibilité de l'hydroélectricité permet non seulement de maintenir l'équilibre du système électrique existant, mais aussi d'ajouter rapidement de l'énergie éolienne et solaire au système. L'hydroélectricité est un facteur important dans la lutte contre le changement climatique, et elle représente actuellement plus d'un tiers de la consommation d'électricité renouvelable de l'UE.

En Europe Centrale, la fluctuation est compensée principalement par des centrales au gaz naturel. Mais les émissions provenant de l'utilisation de gaz naturel doivent elles aussi être éliminées. L'une des solutions les plus prometteuses à cet égard consiste à remplacer le gaz naturel par de l'hydrogène.

Pourquoi l'énergie nucléaire est-elle nécessaire ?

L'énergie nucléaire joue un rôle important dans la production d'énergie propre. Elle produit une électricité sans CO2 et constitue une source d'énergie fiable qui contribue à atténuer le changement climatique. Les émissions de gaz à effet de serre de l'énergie nucléaire pendant son cycle de vie sont comparables à celles de l'énergie éolienne, solaire ou hydraulique.

Lorsque la consommation d'énergie est élevée, l'approvisionnement régulier en électricité est essentiel. Contrairement à d'autres formes de production sans CO2 (solaire et éolienne), l'énergie nucléaire est prévisible car l'électricité peut être produite en continu, quelles que soient les conditions météorologiques. La moitié de l'électricité neutre en carbone de l'Europe provient actuellement de l'énergie nucléaire. Elle sera également nécessaire à l'avenir pour réduire les émissions climatiques.

Qu'est-ce que l'hydrogène, comment peut-il résoudre les problèmes énergétiques ?

L'hydrogène est l'élément le plus courant de l'Univers, mais il est très peu présent dans l'atmosphère terrestre. C'est l'élément le plus léger et il possède la densité énergétique la plus élevée. L'hydrogène est reconnu comme une source d'énergie depuis plus de deux cents ans, et est redevenu un sujet d'actualité dans les discussions sur l'énergie et le climat. Pourquoi ? La combustion d'hydrogène propre ne crée aucune émission - le seul produit final est la vapeur d'eau, qui peut être utilisée pour la production d'électricité.

À l'avenir, notre énergie proviendra de plus en plus du soleil et du vent. Cependant, il y aura des situations où le solaire et l'éolien ne produiront pas assez d'électricité, et le système énergétique devra être équilibré par le stockage de l'énergie.

Le stockage à court terme est possible avec, par exemple, l'énergie hydraulique, mais, surtout dans le nord de l'Europe, le stockage saisonnier de l'énergie sera nécessaire durant plusieurs mois à l'avenir. Une solution à ce problème est Power2X, c'est-à-dire la conversion de l'électricité en une forme d'énergie "X". Voici un exemple du fonctionnement de cette méthode : lorsqu'il y a un excédent d'énergie solaire ou éolienne, l'électrolyse peut être utilisée pour produire de l'hydrogène, qui peut ensuite être stocké pour une utilisation ultérieure. La production de grandes quantités d'hydrogène peut également nécessiter la construction de parcs éoliens et solaires spécifiques.

Aujourd'hui, le gaz naturel joue toujours un rôle important pour équilibrer la production et la consommation d'énergie, notamment en Europe Centrale. Le rôle du gaz naturel est lié à la flexibilité. Plus des deux tiers de la consommation de gaz dépendent des conditions météorologiques, le gaz compensant les pénuries d'énergie éolienne et solaire. Le stockage du gaz est facile, et l'Europe dispose d'une grande capacité de stockage. À l'avenir, toutefois, le gaz naturel pourra être remplacé par un gaz renouvelable, neutre en carbone, produit à partir d'hydrogène.

L'hydrogène peut également être une solution pour remplacer les combustibles fossiles dans les transports lourds. Les carburants électriques à base d'hydrogène sont actuellement encore trop chers pour concurrencer les combustibles fossiles. Mais, à long terme, ils devraient jouer un rôle important dans les transports routiers, aériens et maritimes.

L'hydrogène est également une solution compétitive pour de nombreux procédés industriels pour lesquels la transition vers des émissions nulles est inévitable mais difficile avec la seule électrification. L'hydrogène peut remplacer les combustibles fossiles, par exemple, dans l'industrie chimique et dans la production d'acier.

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