Quelles énergies pour demain ?
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Énergies et développement durable > Quelles énergies pour demain ?
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> Énergies et développement durable – L'éco-conduite – Fourniture d’énergie verte – Trains à hydrogène ou à batteries
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> Les innovations disruptives – Technologies Maglev - Trains autonomes – wagons autonomes - Hyperloop
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Demain
L'auteur
Frédéric de Kemmeter
Train & signalisation - Obser-vateur ferroviaire depuis plus de 30 ans. Comment le chemin de fer évolue-t-il ? Ouvrons les yeux sur des réalités complexes de manière transversale
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On a coutume de retenir actuellement une histoire marquée par trois révolutions industrielles : la première apparaît à la fin du XVIIIe siècle au Royaume-Uni, la deuxième à la fin du XIXe siècle aux États-Unis et en Allemagne, et la troisième à la fin du XXe siècle aux États-Unis et au Japon.
Ce qui fût révolutionnaire il y a 200 ans, c'est que pour la première fois, un mobile roulait de manière autonome sans avoir besoin d'un être vivant, en l'occurence sans avoir besoin, à l'époque, de l'homme ou du cheval pour la traction d'un ou plusieurs chariots, wagonnets ou diligence. La traction autonome suppose que l'on emporte avec soi le carburant nécessaire à cette traction. Durant près de 130 ans, le charbon, très polluant, fût le carburant attitré du chemin de fer. Les innovations de Werner Siemens, dès 1880, permettront au XXème siècle de permuter vers l'énergie électrique fournie par une ligne aérienne, appelée caténaire. Dans l'intervalle, Rudolf Diesel avait lui aussi inventé un moteur mû par une énergie d'origine fossile, malheureusement polluante. Où en est-on aujourd'hui ?
Cette page s’attarde dans un premier temps sur la deuxième révolution, celle du pétrole. Mais elle migre rapidement vers une transformation profonde de ce monde industriel vers quelque chose de plus durable, suite aux nombreuses alertes diffusées depuis les années 70 sur le changement climatique. Du pétrole à l’électricité, c’est un changement profond qui s’amorce et dont le train pourrait grandement tirer parti.
L'essentiel à retenir :
> Un monde bâti sur les énergies fossiles - Pourquoi faut-il limiter le réchauffement à moins de 2°C ?
> Le transport, ce mal aimé - Vers un changement - Le label vert européen
> Électricité, nouveau carburant ? - Comment produire propre ?
> Les différentes pour produire de l'électricité
Ce qui fût révolutionnaire il y a 200 ans, c'est que pour la première fois, un mobile roulait de manière autonome sans avoir besoin d'un être vivant, en l'occurence sans avoir besoin, à l'époque, de l'homme ou du cheval pour la traction d'un ou plusieurs chariots, wagonnets ou diligence. La traction autonome suppose que l'on emporte avec soi le carburant nécessaire à cette traction. Durant près de 130 ans, le charbon, très polluant, fût le carburant attitré du chemin de fer. Les innovations de Werner Siemens, dès 1880, permettront au XXème siècle de permuter vers l'énergie électrique fournie par une ligne aérienne, appelée caténaire. Dans l'intervalle, Rudolf Diesel avait lui aussi inventé un moteur mû par une énergie d'origine fossile, malheureusement polluante. Où en est-on aujourd'hui ?
Cette page s’attarde dans un premier temps sur la deuxième révolution, celle du pétrole. Mais elle migre rapidement vers une transformation profonde de ce monde industriel vers quelque chose de plus durable, suite aux nombreuses alertes diffusées depuis les années 70 sur le changement climatique. Du pétrole à l’électricité, c’est un changement profond qui s’amorce et dont le train pourrait grandement tirer parti.
L'essentiel à retenir :
> Un monde bâti sur les énergies fossiles - Pourquoi faut-il limiter le réchauffement à moins de 2°C ?
> Le transport, ce mal aimé - Vers un changement - Le label vert européen
> Électricité, nouveau carburant ? - Comment produire propre ?
> Les différentes pour produire de l'électricité
Un monde bâti sur les énergies fossiles
À l’échelle planétaire, le développement de la population et des richesses au cours du XXe siècle et de sa seconde révolution industrielle s’est fondé sur la combustion du charbon et du pétrole. Tout, de nos voitures aux pots de yaourt, en passant par le bitume de nos routes, le ciment de nos maisons ou nos emballages papier/carton, n’a pu être possible que grâce au pétrole, lequel est indispensable pour la chimie qui fondent tous les secteurs comme ceux des plastiques, métaux, électronique et verre, que nous utilisons quotidiennement.
Cette abondance « supposée » a par ailleurs pris une dimension politique et sociétale au travers d’un capitalisme de surconsommation, les industriels inventant des produits dont certains ne seraient pas indispensables au premier degré pour vivre une vie normale.
Cette utilisation « sans limites » du pétrole, à laquelle il faut rajouter les carburants nécessaires pour se chauffer et se déplacer, a généré un réchauffement climatique dévastateur. D’après l’ONU, les combustibles fossiles représentaient pour cette seconde révolution industrielle près de 80 % de la demande énergétique primaire dans le monde (30 % de pétrole, un peu moins de 30 % de charbon et un peu plus de 20 % de gaz).
Le système énergétique est la source d’environ deux tiers des émissions mondiales de CO2. Si la tendance actuelle se poursuit, si la part actuelle des combustibles fossiles reste inchangée et si la demande énergétique double d’ici à 2050 (surconsommation…), les émissions dépasseront de loin la quantité de carbone qui peut être émise si nous voulons limiter la hausse des températures moyennes à 2°C.
Pourquoi faut-il limiter le réchauffement à moins de 2°C ?
Futura Sciences explique que la limitation du réchauffement global à +2 °C en 2050 par rapport à 1990 est proposée en référence à une période du passé, il y a plus de 100.000 ans, où cette température moyenne avait été atteinte sans qu'il ne se produise de catastrophe climatique. Il est donc probable qu'il en soit de même de nos jours, les 2°C devant théoriquement éviter de grandes catastrophes naturelles (inondations, sécheresse, manque d’eau potable…).
Cependant, les scientifiques sont d’avis qu’à partir de certains niveaux de température et d'humidité, le fonctionnement climatique actuel, avec ses puits de carbones, son albédo, etc. peut bifurquer et provoquer des changements radicaux très dommageables pour les écosystèmes et les sociétés.
L’objectif de la COP de Paris de s’en tenir à + 1,5°C semble maintenant hors d’atteinte. « Au-delà de + 2°C, on commencera à sortir du système de climat actuel et, à + 4 °C, on entre dans un modèle inconnu, » déclarait en décembre 2015 le climatologue Hervé Le Treut. À + 3°C, l'évolution du climat ne sera pas linéaire, il y aurait des effets locaux et brutaux.
Une politique axée sur une modification de la consommation d’énergie semble donc indispensable. Il était cependant crucial d’obtenir des données plus précises sur les secteurs qui vont devoir faire plus d’effort que d’autres, et de savoir quel(s) secteur(s) étai(en)t le(s) plus polluant(s). Certains chiffres varient d’une source à l’autre, mais en 2017, on avait notamment un ordre de grandeur via ce graphique d’Eurostat ci-dessous :
Cette abondance « supposée » a par ailleurs pris une dimension politique et sociétale au travers d’un capitalisme de surconsommation, les industriels inventant des produits dont certains ne seraient pas indispensables au premier degré pour vivre une vie normale.
Cette utilisation « sans limites » du pétrole, à laquelle il faut rajouter les carburants nécessaires pour se chauffer et se déplacer, a généré un réchauffement climatique dévastateur. D’après l’ONU, les combustibles fossiles représentaient pour cette seconde révolution industrielle près de 80 % de la demande énergétique primaire dans le monde (30 % de pétrole, un peu moins de 30 % de charbon et un peu plus de 20 % de gaz).
Le système énergétique est la source d’environ deux tiers des émissions mondiales de CO2. Si la tendance actuelle se poursuit, si la part actuelle des combustibles fossiles reste inchangée et si la demande énergétique double d’ici à 2050 (surconsommation…), les émissions dépasseront de loin la quantité de carbone qui peut être émise si nous voulons limiter la hausse des températures moyennes à 2°C.
Pourquoi faut-il limiter le réchauffement à moins de 2°C ?
Futura Sciences explique que la limitation du réchauffement global à +2 °C en 2050 par rapport à 1990 est proposée en référence à une période du passé, il y a plus de 100.000 ans, où cette température moyenne avait été atteinte sans qu'il ne se produise de catastrophe climatique. Il est donc probable qu'il en soit de même de nos jours, les 2°C devant théoriquement éviter de grandes catastrophes naturelles (inondations, sécheresse, manque d’eau potable…).
Cependant, les scientifiques sont d’avis qu’à partir de certains niveaux de température et d'humidité, le fonctionnement climatique actuel, avec ses puits de carbones, son albédo, etc. peut bifurquer et provoquer des changements radicaux très dommageables pour les écosystèmes et les sociétés.
L’objectif de la COP de Paris de s’en tenir à + 1,5°C semble maintenant hors d’atteinte. « Au-delà de + 2°C, on commencera à sortir du système de climat actuel et, à + 4 °C, on entre dans un modèle inconnu, » déclarait en décembre 2015 le climatologue Hervé Le Treut. À + 3°C, l'évolution du climat ne sera pas linéaire, il y aurait des effets locaux et brutaux.
Une politique axée sur une modification de la consommation d’énergie semble donc indispensable. Il était cependant crucial d’obtenir des données plus précises sur les secteurs qui vont devoir faire plus d’effort que d’autres, et de savoir quel(s) secteur(s) étai(en)t le(s) plus polluant(s). Certains chiffres varient d’une source à l’autre, mais en 2017, on avait notamment un ordre de grandeur via ce graphique d’Eurostat ci-dessous :
Le transport, ce mal aimé
Futura Sciences rappelle qu’avec 13,41 gigatonnes de CO2 émis en 2016 dans le monde, le transport était le deuxième contributeur de gaz à effet de serre derrière la production d'énergie et d'électricité. Cela sans comptabiliser les émissions dues aux infrastructures (béton, bitume, acier, déforestation...). Le graphique d’Eurostat indiquait en effet au moins 25% de toutes les émissions mondiales pour le seul secteur transport. D’autres sources amènent ce taux à 30%.
Le transport est aussi le mal aimé car ce serait aussi le seul secteur où les émissions augmenteraient le plus rapidement, du fait notamment d’une surconsommation de biens engendrant d’importants flux provenant du monde entier, songeons aux produits fabriqués en Asie et charriés par des porte-conteneurs géants nécessaires « pour satisfaire les besoins ». Par ailleurs, les modes de vie « bien-être » du monde occidental, axés sur une kyrielle de loisirs et de modes sociétales diverses, mais aussi sur une frénésie de déplacements longs mais courts (séminaires, city trips, vacances courtes,…), provoquent une surconsommation de déplacements utilisant précisément les énergies fossiles car aucun substitut sérieux n’existait encore en 2020-2030 face au pétrole, si ce n’est une timide percée des mobiles électriques. Tout mis l’un dans l’autre, cette surconsommation généralisée - tant en bien qu’en loisirs -, entrainerait une part mondiale de 30 voire 40% des émissions. Certains évoquent même 50%. Un remède draconien s’imposait donc.
Le transport est aussi le mal aimé car ce serait aussi le seul secteur où les émissions augmenteraient le plus rapidement, du fait notamment d’une surconsommation de biens engendrant d’importants flux provenant du monde entier, songeons aux produits fabriqués en Asie et charriés par des porte-conteneurs géants nécessaires « pour satisfaire les besoins ». Par ailleurs, les modes de vie « bien-être » du monde occidental, axés sur une kyrielle de loisirs et de modes sociétales diverses, mais aussi sur une frénésie de déplacements longs mais courts (séminaires, city trips, vacances courtes,…), provoquent une surconsommation de déplacements utilisant précisément les énergies fossiles car aucun substitut sérieux n’existait encore en 2020-2030 face au pétrole, si ce n’est une timide percée des mobiles électriques. Tout mis l’un dans l’autre, cette surconsommation généralisée - tant en bien qu’en loisirs -, entrainerait une part mondiale de 30 voire 40% des émissions. Certains évoquent même 50%. Un remède draconien s’imposait donc.
Les 25 ou 30% d’émissions mondiales du transport – selon les sources -, sont subdivisées selon les modes, comme le montre le graphique ci-contre : sans surprise, le secteur routier entièrement fossile s’accapare les ¾ du « gâteau ». En l’appliquant sur le graphique d’Eurostat, cela représenterait donc entre 18,75 et 20% des émissions totales mondiales, ce qui est considérable. Le transport électrique – caractéristique d’une partie du secteur ferroviaire -, n’émettrait donc qu’entre 0,75 et 1% du total mondial !
C’est de cette analyse succincte mais pertinente qu’est venue l’idée d’un changement de paradigme avec une conviction de plus en plus partagée d’une décroissance inévitable de l’utilisation de carburants d’origine fossile tant pour le transport que pour l’industrie des biens de consommation.
C’est de cette analyse succincte mais pertinente qu’est venue l’idée d’un changement de paradigme avec une conviction de plus en plus partagée d’une décroissance inévitable de l’utilisation de carburants d’origine fossile tant pour le transport que pour l’industrie des biens de consommation.
Vers un changement ?
Le monde du pétrole, mis sur le banc des accusés parmi les responsables du réchauffement climatique, est aujourd’hui devenu la cible d’une partie de la classe politique, et pas seulement des verts. Les décisions annoncées furent – et restent -, de plus en plus radicales. Des villes et des pays annoncent déjà tout simplement la fin des automobiles à carburant: en 2030 à Bruxelles pour le diesel (et en 2035 pour l’essence), en 2024 à Paris pour le diesel, en 2030 pour tous les véhicules thermiques en Grande-Bretagne, etc.
De nombreuses initiatives législatives ont émergées visant à contraindre les industriels et les constructeurs de véhicules à orienter leur business vers des produits n’émettant plus, ou beaucoup moins, de CO2, afin de s’en tenir à l’objectif de +2°C et d’éviter que le transport ne devienne le premier émetteur mondial dans le graphique. La Commission européenne a ainsi tranché en avril 2023 avec un objectif de 45% de réduction d'ici 2030 pour les poids lourds et les cars, et 90% pour 2040. Les bus urbains devraient être, quant à eux, 100% propres d'ici 2030.
Les fortes résistances des années 2000 ont donc dû s’estomper face à ces nouvelles perspectives, y compris au sein des pays producteurs de pétrole. D’aucuns suggèrent par ailleurs que le pic de production de pétrole aurait déjà eu lieu (en 2016 ? ), et que la courbe serait maintenant en phase descendante, mais il y a une forte bataille de communication en sens divers sur ce sujet très sensible.
Cependant, il ne s’agissait pas d’interdire une énergie sans alternative viable, au risque de mettre par terre le monde moderne, comme on l’a vu durant la pandémie au printemps 2020. L’ONU et d’autres institutions ont professé plutôt une note d’espoir en expliquant l’existence de solutions pour réduire les émissions dans le secteur énergétique et des transports, par réduction de la consommation énergétique ainsi que l’intensité carbone nette du secteur énergétique en changeant de combustible, tout en contrôlant les émissions de CO2. Mais la grande équation pratique était encore à résoudre : comment devenir propre sans le pétrole ?
Électricité, nouveau carburant ?
L’opinion publique a été dirigée dans un premier temps vers l’idée d’une propulsion n’émettant pas de CO2. Mais laquelle ? Sans surprise, c’est l’énergie électrique qui pouvait dominer sur ce segment. Encore fallait-il pouvoir la stocker avec une quantité permettant une certaine autonomie. Car contrairement aux trains, trams et métros, les autres véhicules susceptibles de rouler – ou naviguer -, à l’électricité doivent emporter leur énergie, alors que le rail la capte via un fil aérien ou un troisième rail latéral.
Le débat a ensuite migré plus largement vers deux questions essentielles :
• le mode de production de cette électricité. Est-il aussi vert qu’on ne le dit ?
• Peut-on tout électrifier pour maintenir notre mode de vie, ce qui renvoie à un débat à la fois technique et sociétal ?
>>> Voir notre page sur les changements sociétaux
Conséquence de l’accroissement de la population et du développement économique, les besoins en électricité monteraient en flèche : la production mondiale croît de 2,2 % par an et devrait donc doubler d’ici 2040. Il y a donc urgence à réfléchir sur la production, le transport et le stockage.
Le monde du pétrole, mis sur le banc des accusés parmi les responsables du réchauffement climatique, est aujourd’hui devenu la cible d’une partie de la classe politique, et pas seulement des verts. Les décisions annoncées furent – et restent -, de plus en plus radicales. Des villes et des pays annoncent déjà tout simplement la fin des automobiles à carburant: en 2030 à Bruxelles pour le diesel (et en 2035 pour l’essence), en 2024 à Paris pour le diesel, en 2030 pour tous les véhicules thermiques en Grande-Bretagne, etc.
De nombreuses initiatives législatives ont émergées visant à contraindre les industriels et les constructeurs de véhicules à orienter leur business vers des produits n’émettant plus, ou beaucoup moins, de CO2, afin de s’en tenir à l’objectif de +2°C et d’éviter que le transport ne devienne le premier émetteur mondial dans le graphique. La Commission européenne a ainsi tranché en avril 2023 avec un objectif de 45% de réduction d'ici 2030 pour les poids lourds et les cars, et 90% pour 2040. Les bus urbains devraient être, quant à eux, 100% propres d'ici 2030.
Les fortes résistances des années 2000 ont donc dû s’estomper face à ces nouvelles perspectives, y compris au sein des pays producteurs de pétrole. D’aucuns suggèrent par ailleurs que le pic de production de pétrole aurait déjà eu lieu (en 2016 ? ), et que la courbe serait maintenant en phase descendante, mais il y a une forte bataille de communication en sens divers sur ce sujet très sensible.
Cependant, il ne s’agissait pas d’interdire une énergie sans alternative viable, au risque de mettre par terre le monde moderne, comme on l’a vu durant la pandémie au printemps 2020. L’ONU et d’autres institutions ont professé plutôt une note d’espoir en expliquant l’existence de solutions pour réduire les émissions dans le secteur énergétique et des transports, par réduction de la consommation énergétique ainsi que l’intensité carbone nette du secteur énergétique en changeant de combustible, tout en contrôlant les émissions de CO2. Mais la grande équation pratique était encore à résoudre : comment devenir propre sans le pétrole ?
Électricité, nouveau carburant ?
L’opinion publique a été dirigée dans un premier temps vers l’idée d’une propulsion n’émettant pas de CO2. Mais laquelle ? Sans surprise, c’est l’énergie électrique qui pouvait dominer sur ce segment. Encore fallait-il pouvoir la stocker avec une quantité permettant une certaine autonomie. Car contrairement aux trains, trams et métros, les autres véhicules susceptibles de rouler – ou naviguer -, à l’électricité doivent emporter leur énergie, alors que le rail la capte via un fil aérien ou un troisième rail latéral.
Le débat a ensuite migré plus largement vers deux questions essentielles :
• le mode de production de cette électricité. Est-il aussi vert qu’on ne le dit ?
• Peut-on tout électrifier pour maintenir notre mode de vie, ce qui renvoie à un débat à la fois technique et sociétal ?
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Conséquence de l’accroissement de la population et du développement économique, les besoins en électricité monteraient en flèche : la production mondiale croît de 2,2 % par an et devrait donc doubler d’ici 2040. Il y a donc urgence à réfléchir sur la production, le transport et le stockage.
Comment produire propre ?
La consommation mondiale d’électricité s’est élevée à 27.520,5 TWh en 2021, selon les dernières données d’Ember, soit une hausse de 1.414 TWh par rapport à 2020 (+ 5,4%), rappelait le site Connaissance des énergies. Le think thank prenait soin aussi de décomposer l’origine de cette électricité :
Ember notait que 59% de la croissance de la demande mondiale d’électricité en 2021 avait été couverte par la hausse de production des centrales à charbon, provoquant des émissions mondiales de CO2 en hausse de 3% au-dessus du précédent pic de 2018. Or le secteur du transport électrifié, à commencer par le chemin de fer, peut-il se déclarer si vertueux dès l’instant où son électricité provient de ces secteurs-là ? Tout dépend en réalité du fournisseur.
L’enjeu est donc clairement de se passer du charbon et en grande partie du gaz, soit entre 50 et 60% des TWh qui doivent trouver un autre mode production, ce qui est considérable. Comment y arriver ?
Quelle énergie peut obtenir le label vert ?
Dès l’instant où des subsides et des industries sont mises en jeu, tout est bon pour affûter ses arguments. L’octroi d’argent public et de permis d’exploitation au niveau de chaque pays suppose au préalable une définition très claire de qui fait quoi et de qui est quoi. L’enjeu : définir quelles sources d’énergie obtiendront le label vert. Cette obtention a bien entendu donné du travail aux meilleurs cabinets d’avocats du monde. Car une fois officiellement attribué, ce label devient force de loi et permet à une filière d’obtenir toutes les aides voulues.
La taxonomie de l’Europe est une classification des activités économiques durables, à destination de la finance privée. L'idée est de créer un langage commun que les investisseurs pourront utiliser partout lorsqu'ils investissent dans des projets et des activités économiques qui ont un impact positif important sur le climat et l'environnement.
En labellisant les secteurs "verts" et donc, en creux, ceux qui ne le sont pas, cette taxonomie aura également un impact énorme sur l'orientation des capitaux privés et publics.
En juillet 2022, les eurodéputés approuvaient le label "vert" accordé par la Commission européenne au gaz et au nucléaire, deux sources d'énergie ainsi reconnues comme nécessaires pour lutter contre le changement climatique, et ce malgré la colère des mouvements écologistes. Le fameux label vert suppose cependant deux conditions : que ces énergies mobilisent les technologies les plus avancées, et, dans le cas des centrales au gaz, qu'elles permettent de fermer des centrales à charbon bien plus polluantes.
Cette classification doit aider à mobiliser des fonds privés dans ces projets. L'inclusion du nucléaire et du gaz permettra par ailleurs aux deux énergies de bénéficier des initiatives publiques européennes, comme les plans de relance. Enfin, le gaz et le nucléaire restent malgré tout des énergies de transition, en attendant mieux.
Tout cela n’évite cependant pas les mix énergétiques, qui sont très variables d’un pays à l’autre. En Europe, des pays comme la Norvège, la Suède, la France et la Suisse par exemple peuvent réussir à s’approvisionner en électricité décarbonée quel que soit la demande de consommation et le jour ou l’heure de l’année. Ce résultat est cependant obtenu avec des moyens différents : presque à 100% d’hydraulique pour la Norvège, un mix nucléaire, hydraulique, éolien et solaire pour la Suède, la Suisse et la France.
Reprécisons en vrac les différentes sources permettant de produire de l’électricité :
L’enjeu est donc clairement de se passer du charbon et en grande partie du gaz, soit entre 50 et 60% des TWh qui doivent trouver un autre mode production, ce qui est considérable. Comment y arriver ?
Quelle énergie peut obtenir le label vert ?
Dès l’instant où des subsides et des industries sont mises en jeu, tout est bon pour affûter ses arguments. L’octroi d’argent public et de permis d’exploitation au niveau de chaque pays suppose au préalable une définition très claire de qui fait quoi et de qui est quoi. L’enjeu : définir quelles sources d’énergie obtiendront le label vert. Cette obtention a bien entendu donné du travail aux meilleurs cabinets d’avocats du monde. Car une fois officiellement attribué, ce label devient force de loi et permet à une filière d’obtenir toutes les aides voulues.
La taxonomie de l’Europe est une classification des activités économiques durables, à destination de la finance privée. L'idée est de créer un langage commun que les investisseurs pourront utiliser partout lorsqu'ils investissent dans des projets et des activités économiques qui ont un impact positif important sur le climat et l'environnement.
En labellisant les secteurs "verts" et donc, en creux, ceux qui ne le sont pas, cette taxonomie aura également un impact énorme sur l'orientation des capitaux privés et publics.
En juillet 2022, les eurodéputés approuvaient le label "vert" accordé par la Commission européenne au gaz et au nucléaire, deux sources d'énergie ainsi reconnues comme nécessaires pour lutter contre le changement climatique, et ce malgré la colère des mouvements écologistes. Le fameux label vert suppose cependant deux conditions : que ces énergies mobilisent les technologies les plus avancées, et, dans le cas des centrales au gaz, qu'elles permettent de fermer des centrales à charbon bien plus polluantes.
Cette classification doit aider à mobiliser des fonds privés dans ces projets. L'inclusion du nucléaire et du gaz permettra par ailleurs aux deux énergies de bénéficier des initiatives publiques européennes, comme les plans de relance. Enfin, le gaz et le nucléaire restent malgré tout des énergies de transition, en attendant mieux.
Tout cela n’évite cependant pas les mix énergétiques, qui sont très variables d’un pays à l’autre. En Europe, des pays comme la Norvège, la Suède, la France et la Suisse par exemple peuvent réussir à s’approvisionner en électricité décarbonée quel que soit la demande de consommation et le jour ou l’heure de l’année. Ce résultat est cependant obtenu avec des moyens différents : presque à 100% d’hydraulique pour la Norvège, un mix nucléaire, hydraulique, éolien et solaire pour la Suède, la Suisse et la France.
Reprécisons en vrac les différentes sources permettant de produire de l’électricité :
Le charbon - Le plus épouvantable au niveau des émissions. fin 2021, c'était la plus grande source d'émissions de carbone au monde, selon l'Agence internationale de l'énergie. Au total, près de 15 gigatonnes de CO2 chaque année depuis 2010. C'est 39 % des émissions liées à la combustion des énergies fossiles. Des pays comme l'Allemagne et la Pologne en sont de grands utilisateurs. La centrale de Bełchatów, en Pologne, est la plus grande centrale à charbon d’Europe. Elle émet autant de CO2 en une année que 6,5 millions de voitures. Rotterdam demeure toujours le plus grand port charbonnier du Continent.
Le gaz – Labellisé « vert » par l’UE, le gaz est bien une énergie fossile malgré son surnom de « naturel ». Il a certes le potentiel d'être un combustible plus propre que le charbon ou le pétrole et il produit moins d'émissions lorsqu'il est brûlé pour produire de l'électricité ou de la chaleur. Cela en fait un élément potentiellement important des efforts de transition vers une économie à faible teneur en carbone. Cependant, son impact global sur l'environnement dépend de la manière dont il est produit, transporté et utilisé. Le transport et la distribution sont susceptibles de nuire à l'environnement (production de gazoducs, fuites, accidents).
Le nucléaire – La question continue d’agiter les esprits pour savoir si l'énergie produite par les centrales nucléaires est une énergie fossile ou une énergie renouvelable. En réalité ni l'une ni l'autre. L'énergie nucléaire est certes une énergie décarbonée mais non renouvelable. L'uranium nécessaire au fonctionnement des centrales est un élément relativement abondant mais sa faible concentration le rend économiquement difficile à exploiter. Les réserves d'uranium permettraient d'alimenter les centrales nucléaires du monde pendant un siècle. Il demeure cependant la grande question de l’exploitation des déchets.
Les 5 sources d’énergie renouvelable : l’énergie solaire, l’énergie éolienne, l’énergie hydraulique, l’énergie provenant de biomasse et la géothermie. Le caractère intermittent du solaire et de l’éolien n’est pas à sous-estimé, d’autant que ces deux secteurs font – un peu trop -, l’objet de surenchères politiques. L’éolien dispose d’une forte industrie offshore en plus des nombreux parcs terrestres existants. L’hydraulique est certes utilisable toute l’année mais n’est disponible que là où elle existe en abondance, dans les régions montagneuses.
L’hydrogène – N'est pas une source d'énergie primaire car sa production dépend justement de l’électricité. Ce carburant possède un éventail d'applications en tant que matière première pour la production chimique et dans la métallurgie. L'une des applications les plus prometteuses est son utilisation comme carburant pour produire de l'énergie électrique par le biais d'une réaction électrochimique. Il faut pour cela une pile à combustible qui utilise l'hydrogène et l'oxygène comme combustible et oxydant pour produire de l'électricité nécessaire à la motorisation. Cela intéresse les véhicules lourds, comme les trains par exemple.
Et le chemin de fer dans tout cela ?
Son intérêt réside dans le choix d'une électricité décarbonnée. Il faut cependant se rappeler que le chemin de fer est le seul transport où on trouve deux modes de traction selon sa distribution :
• le mode par alimentation distribuée, inconnu chez les autres transports, où l'énergie est distribuée tout au long du réseau à l'aide d'un fil aérien ou d'un troisième rail adjacent (métro). Le fil aérien est depuis longtemps majoritaire dans tous les pays d'Europe, un peu moins au niveau mondial. Chaque entreprise ferroviaire a le choix de son fournisseur d'énergie, et donc de la décarbonation de sa production, qui peut être mixée ;
• le mode par traction autonome, où chaque mobile dispose d'un réservoir ou d'autres éléments fournissants le «_carburant » nécessaire à sa motorisation. C'est ici qu'entre en jeu le choix entre le diesel, jusqu'ici équipant la totalité des locomotives non-électriques, ou les batteries ou encore les piles à combustibles à hydrogène.
Selon l'UIC, en 1990, seulement 30 % des lignes ferroviaires étaient électrifiées, contre 53 % en 2009. Environ 80 % du trafic sont aujourd’hui assurés par des trains à traction électrique. Les trains ont considérablement amélioré leur rendement énergétique entre 1990 et 2009 puisque 12 % d’énergie en moins est aujourd’hui nécessaire pour transporter un voyageur-kilomètre, et 19 % d’énergie en moins sont nécessaires pour assurer le transport d’une tonne-kilomètre. Reste alors à savoir où est produite l'énergie électrique. Tout dépend en réalité du fournisseur national et de la politique énergétique. Ainsi, l'UIC notait en 2012 que l'énergie électrique utilisé par les chemins de fer en Europe est produite en moyenne à 30 % à partir d’énergies renouvelables. Dans certains pays, le chemin de fer dispose de ses propres centrales de fourniture d'énergie, comme en Allemagne ou en Autriche. Il s'agit parfois encore de centrales au charbon ou au gaz, mais aussi de l'industrie hydrau-électrique. Ailleurs, l'énergie électrique est souvent issue de l'industrie nucléaire, dans une proportion très variable d'un pays à l'autre.
Son intérêt réside dans le choix d'une électricité décarbonnée. Il faut cependant se rappeler que le chemin de fer est le seul transport où on trouve deux modes de traction selon sa distribution :
• le mode par alimentation distribuée, inconnu chez les autres transports, où l'énergie est distribuée tout au long du réseau à l'aide d'un fil aérien ou d'un troisième rail adjacent (métro). Le fil aérien est depuis longtemps majoritaire dans tous les pays d'Europe, un peu moins au niveau mondial. Chaque entreprise ferroviaire a le choix de son fournisseur d'énergie, et donc de la décarbonation de sa production, qui peut être mixée ;
• le mode par traction autonome, où chaque mobile dispose d'un réservoir ou d'autres éléments fournissants le «_carburant » nécessaire à sa motorisation. C'est ici qu'entre en jeu le choix entre le diesel, jusqu'ici équipant la totalité des locomotives non-électriques, ou les batteries ou encore les piles à combustibles à hydrogène.
Selon l'UIC, en 1990, seulement 30 % des lignes ferroviaires étaient électrifiées, contre 53 % en 2009. Environ 80 % du trafic sont aujourd’hui assurés par des trains à traction électrique. Les trains ont considérablement amélioré leur rendement énergétique entre 1990 et 2009 puisque 12 % d’énergie en moins est aujourd’hui nécessaire pour transporter un voyageur-kilomètre, et 19 % d’énergie en moins sont nécessaires pour assurer le transport d’une tonne-kilomètre. Reste alors à savoir où est produite l'énergie électrique. Tout dépend en réalité du fournisseur national et de la politique énergétique. Ainsi, l'UIC notait en 2012 que l'énergie électrique utilisé par les chemins de fer en Europe est produite en moyenne à 30 % à partir d’énergies renouvelables. Dans certains pays, le chemin de fer dispose de ses propres centrales de fourniture d'énergie, comme en Allemagne ou en Autriche. Il s'agit parfois encore de centrales au charbon ou au gaz, mais aussi de l'industrie hydrau-électrique. Ailleurs, l'énergie électrique est souvent issue de l'industrie nucléaire, dans une proportion très variable d'un pays à l'autre.
La traction autonome
L'alimentation distribuée
