Énergies renouvelables : un potentiel inexploité
Les gens veulent vivre, être informés, et avoir une meilleure qualité de vie mais tout ceci repose en grande partie sur les énergies.
Alors que les objectifs en matière de changement climatique stimulent la demande d'énergie renouvelable, les entreprises sont en compétition dans le but de trouver des moyens intelligents pour exploiter l'énergie et mieux protéger l'environnement. Dans de nombreux pays développés, il est évident d'allumer de façon systématique et au même moment plusieurs ampoules dans la maison, mettre en marche son lave-linge, allumer son téléviseur ou son ordinateur. Mais dans la plupart des pays en développement, les habitants ont de plus en plus besoin d'énergie, mais se retrouvent bien souvent otages des pannes d'électricité ou de l'absence totale d'accès à l'électricité. Dans de nombreux pays en développement, l'alimentation électrique se fait par intermittence, en fonction de la disponibilité des ressources généralement hydro-électrique ou d'origine thermique. En Afrique, seulement 19 pays dépassent les 50 % d'énergie renouvelable dans leur mix énergétique (Banque mondiale) De nombreux observateurs et spécialistes précisent que la solution peut venir des énergies renouvelables. Mais par sa nature, la production d'énergie renouvelable peut donner trop peu d'énergie pour satisfaire la demande à tout moment. L'idée d'une hausse des énergies renouvelables dans le mix énergétique doit se faire à plusieurs niveaux aussi bien au niveau de la production que du stockage. L'énergie d'origine solaire, éolienne et géothermale peut être stockée et utilisée pour contrer les coupures et les fluctuations de l'offre. "Je pense que le besoin de stockage commence vraiment quand on comprend à quel point c'est dur de produire de l'électricité", explique Benjamin Sovacool, professeur de politique énergétique à l'Université du Sussex. Repenser la production et le stockage L'énergie solaire reste encore très peu exploité dans le monde et notamment en Afrique Même si environ 176 pays ont maintenant une politique énergétique propre, le monde dépend toujours du pétrole, du gaz et du charbon, des combustibles fossiles qui, selon les climatologues, auront des "impacts graves, omniprésents et irréversibles sur les populations et les écosystèmes". Le professeur John Goodenough, pionnier scientifique, affirme que l'humanité doit fondamentalement repenser la manière dont elle produit et stocke l'énergie. "La société moderne fonctionne avec l'énergie stockée dans un combustible fossile, et cette dépendance n'est pas durable. Nous devons donc trouver le moyen dans un très proche avenir de récupérer l'énergie du soleil et de la stocker dans des batteries à grande échelle". L'universitaire de 95 ans, dont le travail à la fin des années 1970 a conduit à l'invention de la batterie au lithium-ion, travaille toujours sur la technologie de la batterie à l'Université du Texas à Austin. Concernant le stockage, le monde semble avoir franchi un pas important avec la voiture électrique et la compétition qui entoure l'idée de véhicule propre. Pourra-t-elle ouvrir la voie vers de nouvelles inventions dans le domaine des grandes batteries lithium-ion ? La question reste posée mais de nombreuses entreprises misent sur le stockage comme un projet d'avenir dans le secteur des énergies renouvelables. Ces entreprises croient fermement qu'il s'agit de l'avenir car tôt ou tard, l'ère du pétrole, du gaz naturel et de l'uranium prendra fin...mais les hommes auront toujours besoin d'électricité et d'énergie. Stocker l'énergie grâce aux voitures électriques Les voitures électriques pourraient bientôt alimenter vos maisons en énergie Les voitures électriques peuvent également être utilisées comme réserves d'énergie. Les constructeurs automobiles tels que Nissan, BMW et Honda explorent des projets de véhicules à réseau avec des sociétés d'énergie et de logiciels. À Frederiksberg au Danemark, Nissan collabore avec la société de services publics locaux Frederiksberg Forsyning, la société de logiciels Nuvve et la société énergétique italienne Enel. Frederiksberg Forsyning a remplacé dix-neuf de ses véhicules par des fourgonnettes tout électrique Nissan et a équipé dix points de frais spéciaux "bidirectionnels". Ses ingénieurs démarrant leurs véhicules le matin, peuvent travailler toute la journée et ramènent les véhicules au point de charge dans l'après-midi. Après cela, les batteries sont à la disposition du réseau électrique domestique. Le logiciel de Nuvve, qui a été développé à l'Université du Delaware aux États-Unis, se connecte au réseau et surveille constamment ses besoins énergétiques. Dans la plupart des pays en développement, les populations ont de plus en plus besoin d'énergie S'il y a une fluctuation de puissance, il peut faire appel à plusieurs batteries de son système, pour le ravitailler en quelques secondes. "Nous appelons cela une centrale électrique virtuelle", explique Marc Trahand, directeur des opérations de Nuvve en Europe. "Toutes ces petites batteries réunies ... deviennent une grande centrale électrique que vous pouvez ensuite activer sur la grille." "Plus nous utilisons ou stockons l'énergie quand elle est disponible, mieux nous utilisons notre infrastructure, parce que nous gaspillons de l'énergie mise à notre disposition". Mais Dr Kotub Uddin, un expert de l'Université de Warwick et maintenant responsable du stockage de l'énergie chez OVO Energy, affirme que pour que la technologie du véhicule au réseau décolle commercialement, les gens devront s'assurer que les batteries de leur voiture sont durables et sûres. Le fait de retirer l'énergie d'une batterie et de la recharger à plusieurs reprises peut entraîner une dégradation de la batterie en fonction de facteurs tels que la température ambiante lorsque la batterie est en charge et la façon dont la voiture est utilisée par le propriétaire. "La réponse à ces problèmes est la recharge intelligente", dit-il. "Dans un système intelligent, vous avez un moyen de faire du "VEC" pour minimiser la dégradation et prolonger la durée de vie de la batterie". Une solution locale Énergie: le stockage de batterie hors réseau pour venir en aide aux populations rurales Selon les experts, dans le monde en développement, plus d'un milliard de personnes n'ont pas accès à l'électricité. Koen Peters, directeur exécutif de la Global Off-Grid Lighting Association (Gogla) soutient que ces chiffres signifient qu'il existe un énorme marché pour les énergies renouvelables hors réseau, en particulier dans les endroits où il peut ne pas être économiquement viable de se connecter à un réseau. "Nous avons seulement égratigné la surface du marché disponible", dit-il. Cet intérêt naissant pour quitter la distribution d'énergie centralisée et permettre le stockage local est confirmé par des chiffres. Depuis 2010, les ventes cumulatives de technologies solaires hors réseau ont augmenté d'environ 60%, selon Gogla. Des sociétés telles que les leaders du marché M-Kopa Solar, Azuri, D-light et BBoxx, se lancent dans la concurrence pour vendre des panneaux solaires, des lampes et des batteries aux ménages d'Afrique centrale, orientale et occidentale et à certaines régions d'Asie. Les entreprises installent des panneaux solaires dans les foyers et ceux-ci sont utilisés pour charger les batteries pendant la journée. Les clients peuvent ensuite utiliser l'énergie stockée dans les batteries pour l'éclairage de nuit, ainsi que pour recharger les téléphones portables. Il existe un certain nombre d'autres kits disponibles, tels que la télévision par satellite pay-as-you-go ou les radios, en option. Monica Keza Katumwine, directrice générale de Bboxx au Rwanda Monica Keza Katumwine, directrice générale de Bboxx au Rwanda, affirme que son entreprise peut surveiller à distance les performances du système de production et les besoins des clients pour voir quand ils ont besoin de plus de stockage ou un système produisant plus d'énergie. L'innovation dans les solutions locales, c'est que les familles et petites entreprises peuvent régler leurs consommations via mobile money ou d'autre système de paiement électronique. Monica Keza Katumwine indique que 95% de sa clientèle effectue ses paiements mobile money, grâce à des accords avec des entreprises de télécommunications. Un règlement mensuel facilite ainsi la vie aux familles connectés à des petits réseaux indépendants. Les clients peuvent également se rendre dans une banque pour déposer des paiements. Bboxx propose également des pré-financements permettant aux clients de se connecter en répartissant les paiements. 700 millions de personnes sont privées d'électricité en Afrique subsaharienne Depuis 2014, les investisseurs s'intéressent de plus en plus au solaire hors réseau, indique Gogla. Cependant, l'accès au capital est l'un des plus grands obstacles à l'expansion, explique Monica Keza Katumwine de Bboxx. Les technologies solaires sont encore relativement nouvelles et obligent les investisseurs à mettre leur argent dans ce secteur avec beaucoup de réserve. BBoxx et les entreprises de ce type traitent avec des ménages individuels, mais une façon d'augmenter la puissance et la fiabilité des systèmes de production, solaire, hydroélectrique ou biomasse, est de les relier en un mini-réseau pour desservir une communauté. Sarah Best, spécialiste du mini-réseau à l'Institut international pour l'environnement et le développement (IIED), affirme que les "minigrides", qui pourraient être fournis par une "grande diversité" d'organisations peuvent donner un coup de fouet aux économies locales. Penser global Le besoin mondial d'énergie ne fera que croître au fur et à mesure que la population mondiale augmente, et la demande devrait augmenter davantage en Inde, en Chine et en Afrique jusqu'en 2040. Le défi consiste à développer la capacité des énergies renouvelables à répondre à cette croissance du nombre de personnes, en particulier dans les zones urbaines. Nous ne pouvons pas compter sur les combustibles fossiles. Les réglementations sur les changements climatiques ont évolué au cours des vingt dernières années, pour aboutir à l'accord de Paris en 2015. Alors, quels sont les moyens innovants pour augmenter le stockage d'énergie à grande échelle en parallèle avec la croissance des énergies renouvelables et la recherche de l'efficacité ? Le stockage hydroélectrique par pompage, où l'eau est pompée d'un réservoir inférieur vers un réservoir supérieur et libéré au besoin pour produire de l'énergie hydroélectrique, représente actuellement environ 96% du stockage d'énergie dans le monde. Il pourrait être décrit comme une technologie "mature". Il a été utilisé pour la première fois à la fin du 19ème siècle. Alors que ce type de stockage croît, sa prédominance devrait tomber à environ la moitié du total mondial d'ici 2030. Des voitures peuvent déjà alimenté une maison en énergie Pendant ce temps, d'autres formes de stockage d'énergie émergent, selon l'Agence internationale pour les énergies renouvelables (Irena). Ravi Manghani, directeur du stockage de l'énergie chez Greentech Media, pense que d'autres idées de stockage méritent d'être explorées. "L'air comprimé est une technologie intéressante pour une forme de stockage en vrac". Alacaes, en Suisse, est l'une des entreprises qui a étudié l'air froid comprimé. Elle a percé un trou dans le flanc d'une montagne pour stocker de l'air qui peut être utilisé pour alimenter une turbine. "D'autres technologies telles que le stockage de l'air froid devront prouver au marché qu'elles sont "tout aussi fiables" que les technologies plus établies", précise Ravi Manghani. Mais Highview Power Storage, fondée au Royaume-Uni en 2005, est convaincue par le potentiel de l'air froid et développe une technologie différente qui, selon elle, est une première mondiale et peut être installée "à peu près n'importe où". Stockage d'énergie, la puissance de l'air froid En utilisant la réfrigération, l'entreprise refroidit l'air jusqu'à ce qu'il soit liquide à moins 196 degrés Celsius. La liquéfaction est une technologie éprouvée, mais Highview l'a fait passer à un niveau supérieur. À l'usine de stockage d'énergie de Pilsworth à Bury, près de Manchester, l'entreprise a construit une usine de démonstration qui utilise la chaleur générée par la combustion des gaz résiduaires pour réamorcer l'azote liquide (l'un des principaux gaz dans l'air ambiant). Il est ensuite poussé à travers une turbine de détente qui entraîne un générateur et remet l'électricité dans le réseau. L'usine devrait être connectée au réseau britannique dans les deux prochains mois. Stuart Nelmes, directeur de l'ingénierie du cabinet, affirme que le marché du stockage est "encore en phase de développement". "Globalement, le monde se rend compte que la véritable échelle de la grille, le stockage de longue durée est une exigence si nous voulons aller vers un avenir "décarbonisé", et cette technologie jouera un rôle clé". Travaux autour du stockage de l'air comprimé L'air liquéfiant signifie que de grandes quantités d'énergie peuvent être stockées sur de longues périodes. Tous les experts ne sont pas convaincus par des technologies de stockage d'énergie relativement peu éprouvées. Le professeur Sovacool pense que le stockage d'énergie liquide dans l'air (LAES) est prometteur, mais en général il est sceptique quant aux technologies qui sont "techniquement réalisables mais qui ont encore un long chemin à parcourir". Quelle que soit la technologie retenue, les nouvelles méthodes ont réuni les entreprises du secteur de l'énergie, les constructeurs automobiles et les sociétés de données. Et parce qu'il n'y a pas de technologie unique, il est clair que les problèmes de stockage d'énergie seront résolus de différentes manières par des particuliers, des start-up, des communautés et des villes en défiant les géants de l'énergie qui dominent actuellement le paysage.