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Comment les combustibles fossiles sont-ils utilisés actuellement?

L’électrification vise à remplacer l’énergie produite avec les combustibles fossiles par de l’électricité propre. Mais de quelle quantité d’énergie est-il question? La réponse courte est : une très grande quantité. Pour l’évaluer, il faut examiner la consommation d’énergie dans trois secteurs clés : les bâtiments, les industries et les transports. Chaque secteur a ses particularités, mais les usages des combustibles fossiles pour chacun d’eux sont relativement simples. Les bâtiments utilisent des combustibles fossiles principalement pour le chauffage et la production d’eau chaude. Les industries les utilisent pour les procédés à haute température. Dans les transports, ils servent de carburant pour déplacer des personnes et des marchandises.

Quelle est la consommation d’énergie de ces secteurs, et d’où vient cette énergie? Les données relatives à la consommation d’énergie aux ɳٲ¹³Ù²õ-±«²Ô¾±²õ mettent en évidence l’ampleur du défi que représente l’électrification. Bien que les activités du Canada se mesurent à une plus petite échelle, la dépendance aux combustibles fossiles par secteur est similaire. Chaque secteur consomme des dizaines de milliers de pétajoules d’énergie par an. Pour donner un ordre de grandeur, un pétajoule équivaut à faire 40 000 fois le tour de la Terre avec une voiture à essence!

Actuellement, les combustibles fossiles dominent l’approvisionnement énergétique dans tous les secteurs, mais la consommation d’électricité est plus élevée dans les bâtiments que dans les transports. Bien que le potentiel d’électrification varie d’un secteur à l’autre, l’objectif global est de remplacer une grande quantité de l’énergie provenant de combustibles fossiles.

Quelle est la quantité d’électricité nécessaire?

Puisque les besoins en énergie augmentent, l’électrification continuera à prendre de plus en plus d’importance. Mais elle ne contribuera pas à remplacer les combustibles fossiles dans une proportion équivalente. L’électrification accroît l’efficacité et réduit les besoins globaux en énergie. Mais les combustibles fossiles contiennent plus d’énergie par unité de masse ou de volume, ce qui rend certaines activités difficiles à électrifier. Cela complique également l’estimation de la demande en électricité à long terme.

Prenons par exemple les thermopompes pour le chauffage des bâtiments et les véhicules électriques (VE) pour le transport personnel. Ces solutions sont beaucoup plus efficaces que leurs équivalents à base de combustibles fossiles. Saviez-vous qu’un moteur à combustion interne n’utilise que 25 à 40 % de son énergie pour déplacer un véhicule, alors qu’un moteur électrique est deux à trois fois plus efficace? Cela signifie une énergie d’alimentation moindre pour le même résultat et donc des économies d’énergie considérables.

Et le nombre d’activités qu’il est possible d’électrifier continue de croître. Les technologies comme les thermopompes et les véhicules électriques sont déjà bien implantées, et sont appelées à se développer encore davantage. Il y a beaucoup de place pour l’innovation, la réduction des coûts et la croissance, ce qui augmentera le potentiel d’électrification. Toutefois, certains secteurs comme le transport de marchandises sur de longues distances, le transport maritime et l’aviation dépendent de la densité énergétique élevée des combustibles fossiles et ne seront probablement pas électrifiés de sitôt. Ces secteurs dépendront probablement des carburants propres pour réduire les émissions. De même, certains procédés industriels comme la fabrication de l’acier, qui nécessite une température supérieure à 815° Celsius, sont difficiles à électrifier.

L’étendue de l’électrification dépend des politiques, des conditions du marché et de notre capacité d’adaptation aux nouvelles technologies. C’est pourquoi toute estimation du potentiel d’électrification ne peut être qu’incertaine. Alors, de quelle quantité d’électricité aurons-nous besoin? Selon le laboratoire ZERO de l’Université de Princeton, qui a réalisé une vaste modélisation énergétique pour les ɳٲ¹³Ù²õ-±«²Ô¾±²õ, la demande d’électricité pourrait doubler, voire tripler d’ici 2050, en fonction des choix politiques et des objectifs de transition énergétique. Malgré les incertitudes, une chose est claire : la croissance prévue sera importante!  

Produire plus d’électricité propre

Pour tirer pleinement parti de l’électrification, la croissance de la capacité de production d’électricité doit provenir de sources propres. Cela nécessite non seulement de multiplier par deux ou trois la capacité de production d’électricité, mais aussi de réduire le recours aux installations actuelles polluantes. Les solutions disponibles en matière d’énergie propre sont diverses. Il s’agit des énergies renouvelables établies comme l’hydroélectricité, de celles en croissance rapide comme les énergies éolienne et solaire, des sources qui effectuent un retour comme l’énergie nucléaire, et des sources émergentes comme le stockage du carbone et la géothermie avancée. Chacune d’entre elles présente des avantages et des inconvénients, ce qui plaide en faveur d’une stratégie qui englobe toutes ces solutions.

L’hydroélectricité est une source d’énergie fiable, sans émissions et rentable. Par exemple, le Canada tire 60 % de son électricité de l’énergie hydraulique. Toutefois, la plupart des meilleurs sites de production sont déjà exploités, de sorte que la croissance potentielle de l’hydroélectricité et son rôle dans l’électrification sont limités. Pour répondre à la demande future, il faut donc stimuler la production propre non hydroélectrique.

Les installations d’énergies éolienne et solaire se développent rapidement depuis plus d’une décennie et fournissent souvent l’électricité la moins chère dans de nombreuses régions. Leur nature modulaire permet un déploiement rapide, mais la variabilité de la source signifie que les installations ne produisent pas toujours de l’électricité au moment où la demande est la plus forte. L’une des solutions à ce problème consistera à développer les réseaux de transport d’électricité pour accroître les voies d’acheminement. Souvent appelé « autoroute » de l’électricité, le courant continu à haute tension (CCHT) permet de transporter efficacement l’électricité sur de longues distances, ce qui contribue à équilibrer la variabilité locale.

Le stockage de l’énergie jouera également un rôle important dans l’électrification. Le stockage par batterie, en particulier les batteries lithium-ion, les centrales hydrauliques à réserve pompée et les technologies émergentes permettent de stocker les énergies renouvelables à moindre coût, en fournissant l’électricité au moment voulu, ce qui accroît la fiabilité du réseau.

Les centrales nucléaires offrent une énergie centralisée et sans émissions de gaz à effet de serre pour répondre à la demande de base. Malgré les fréquents dépassements de coûts et l’opposition de certaines collectivités, le soutien à l’énergie nucléaire semble évoluer. De nouveaux réacteurs sont mis en service et de petits réacteurs modulaires sont en cours de développement. Cela pourrait faire de l’énergie nucléaire un élément clé de l’électrification.

Au-delà de ces technologies éprouvées, il existe des solutions qui nécessitent encore des efforts de développement, mais qui pourraient contribuer à la production d’énergie propre. Le captage du carbone pourrait permettre de continuer à utiliser les combustibles fossiles sans émettre de GES, et la géothermie avancée est susceptible d’élargir les possibilités d’utilisation des énergies renouvelables. Il faudra du temps pour que ces technologies et les autres qui émergent puissent être développées à grande échelle et qu’elles deviennent intéressantes du point de vue économique. Mais elles sont très prometteuses.

La capacité globale de production d’électricité propre nécessaire à l’électrification dépend de la combinaison des ressources et des politiques mises en œuvre. De manière générale, on peut affirmer que la capacité des actifs de production d’électricité propre devra être multipliée considérablement par rapport à la capacité actuelle.

Un moment charnière

L’électrification des secteurs de consommation et la production accrue d’électricité propre nécessitent un effort colossal de la part de l’ensemble de la société. Mais cela représente aussi une importante occasion à saisir. Le développement du réseau nécessitera des matériaux critiques et du personnel qualifié. L’électrification va stimuler la demande en ressources et mettre à profit l’´óÏó´«Ã½ manufacturière pour soutenir les chaînes d’approvisionnement en énergie propre. De plus, elle nécessitera le perfectionnement et le rehaussement des compétences de la main-d’œuvre en vue de cette transition aux enjeux importants.

L’électrification offre une occasion de transformation pour réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre, améliorer la santé publique et ouvrir des perspectives économiques considérables. Le succès de cette transition dépend de la capacité à produire de l’électricité propre et à assurer la fiabilité de son acheminement. Cela nécessite des efforts collectifs d’innovation, des investissements dans l’amélioration du réseau, des sources d’énergie propre et des solutions de stockage de l’énergie.

En misant sur l’électrification, il est possible d’ouvrir la voie à un avenir durable, à un monde où une énergie propre et efficace alimentera nos maisons, nos industries et les transports.

Traduction du blogue publié originalement sur le site Ideas de ´óÏó´«Ã½.

À propos des auteurs :

Dane réalise des projets axés sur le développement durable dans le secteur de l’énergie. Par son travail, il aide à mettre en œuvre des technologies de réseaux intelligents et soutient la transition énergétique.

Erika se consacre à la transition énergétique et aux énergies renouvelables. Elle possède une ´óÏó´«Ã½ dans les domaines du développement des affaires, du financement, de l’élaboration et de la gestion de programmes, du développement durable et de l’énergie.