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L'énergie solaire, par exemple, est l'une des ressources renouvelables les plus prometteuses, car elle est abondante et ne produit pas de gaz à effet de serre. De plus, des recherches sont en cours pour rendre les panneaux solaires plus efficaces et moins chers à produire. Bien que le paysage énergétique de la Terre soit en pleine évolution, il est clair que les ressources renouvelables et non renouvelables joueront un rôle dans la satisfaction des besoins de notre population croissante.
La planète fournit une multitude de ressources énergétiques. Jetons un coup d'œil à quelques-unes d'entre elles ci-dessous.
- Cet article est une introduction aux ressources énergétiques.
- Tout d'abord, nous définirons ce que sont les ressources énergétiques.
- Ensuite, nous apprendrons quelles sont les sources de ressources énergétiques.
- Nous poursuivrons avec l'importance des ressources énergétiques.
- Nous terminerons par quelques exemples de ressources énergétiques.
Les ressources énergétiques : Définition
Lesressources énergétiques peuvent être définies comme des matériaux ou des éléments qui peuvent être utilisés pour produire de l'énergie. L'énergie est une propriété quantitative, qui produit un résultat ou une force qui peut être analysée.
Cette énergie peut se présenter sous forme d'électricité, de chaleur ou d'énergie mécanique.
Les trois principaux types d'énergie sont les combustibles fossiles, l'énergie nucléaire et les énergies renouvelables, chaque type de ressource énergétique ayant ses propres avantages et inconvénients.
Principales sources de ressources énergétiques
Afin de mieux évaluer leurs qualités, les principales sources de ressources énergétiques de la Terre peuvent être divisées en deux catégories, à savoir les ressources renouvelables et les ressources non renouvelables.
Lesressources non renouvelables, telles que les combustibles fossiles, sont épuisables et ne peuvent pas être remplacées une fois qu'elles ont été utilisées. Ou prennent des millions d'années pour se reformer, par exemple les combustibles fossiles, l'uranium et le plutonium, etc.
Lesressources renouvelables, en revanche, sont renouvelables et comprennent des sources telles que l'énergie solaire, l'énergie éolienne et l'énergie hydraulique.
L'énergie peut être renouvelable mais pas nécessairement durable en même temps, par exemple l'eau d'une rivière saturée de marqueurs de biodiversité lorsqu'elle est combinée à des systèmes de barrages hydroélectriques le long de son cours, à des plantations d'arbres non régénératives, etc.
Un coup d'œil sur les bons et les mauvais côtés des ressources énergétiques nous en apprend beaucoup sur notre environnement naturel.
| Source des ressources énergétiques | Avantages / Inconvénients | Explication |
| Renouvelable | Avantages |
|
| Inconvénients |
| |
| Non renouvelable | Avantages |
|
| Inconvénients |
|
Les combustibles fossiles sont une source d'énergie facilement disponible mais leur combustion émet des gaz à effet de serre qui contribuent au changement climatique. L'énergie nucléaire est une source d'énergie très efficace mais elle produit des déchets radioactifs qu'il peut être difficile d'éliminer en toute sécurité. Les sources d'énergie renouvelables, telles que l'énergie solaire et éolienne, sont durables, mais elles peuvent être intermittentes et nécessiter des systèmes de stockage pour équilibrer l'offre et la demande. Les ressources énergétiques sont essentielles pour alimenter nos maisons, nos entreprises et nos industries, mais il est important de prendre en compte les avantages et les inconvénients de chaque type de ressource.
Sources spécifiques de ressources énergétiques
Voyons maintenant quelques-unes des sources spécifiques de ressources énergétiques.
Combustible fossile: matière organique morte, composée principalement de bactéries, d'algues et de plantes, soumise à une chaleur et à une pression élevées pendant des millions d'années. La plupart des réserves dont nous disposons aujourd'hui se sont formées au cours des périodes géologiques de la Terre, le Carbonifère et le Permien.
"Élémentaire": généralement présent en tant que composants majeurs et reconstituables des sphères abiotiques de la Terre.
- Solaire
- Vent
- Hydro
- Géothermique
Nucléaire: les atomes interagissent pour produire de grandes quantités d'énergie.
Biomasse: plantes, algues, bactéries, animaux, etc.
Ces sources d'énergie peuvent en outre créer des vecteurs ou être acheminées par des vecteurs d'énergie.
Vecteurs : les humains créent des vecteurs d'énergie à partir de sources d'énergie primaire. L'électricité et l'hydrogène sont de bons exemples car ils existent dans la nature sous des formes faibles ou non constantes. L'homme peut créer un flux régulier de courants électriques de différents voltages pour diverses applications. De même, l'hydrogène en tant que gaz autonome ne constitue que 0,00005 % de l'atmosphère et peut se trouver lié à des molécules d'oxygène, dans le charbon, le pétrole, etc. Les humains isolent l'hydrogène par le biais d'un certain nombre de processus et l'utilisent comme combustible énergétique.
Importance des ressources énergétiques
L'importance des ressources énergétiques est évidente car la société ne pourrait pas fonctionner sans elles. Les secteurs qui bénéficient grandement d'une disponibilité constante de l'énergie sont :
- Industries lourdes: fonte, levage, éclairage, ordinateurs, etc.
- Agriculture et pêche: filtration de l'eau et irrigation, machines de labourage et de récolte, etc.
- Vie domestique: gaz et électricité pour le chauffage, la cuisine, le nettoyage, etc.
- Carburants: transport : essence, carburants distillés, biodiesel, etc.
- Soins de santé: ventilation, utilisation des équipements, etc.
Fig. 1 : Sources de la consommation mondiale d'énergie depuis les années 1800 jusqu'à aujourd'hui.Le pic de la consommation d'énergie coïncide avec le pic des gaz à effet de serre détectés dans l'atmosphère.
Améliorer les ressources énergétiques
Un certain nombre de facteurs peuvent contribuer à l'augmentation de l'approvisionnement énergétique mondial, comme le développement de nouvelles sources d'énergie, l'utilisation efficace des ressources existantes et la mise en œuvre de politiques qui encouragent la conservation.
La population mondiale devrait atteindre 9,7 milliards d'habitants d'ici 2050, ce qui entraînera une augmentation de la demande en énergie. Il est essentiel que nous développions un mélange de sources d'énergie afin de répondre aux besoins croissants de la planète.
Dans tous les cas peut-être, conserver la qualité des sols et des habitats, et encourager les avancées technologiques, permettent de s'assurer que l'humanité sera en mesure d'améliorer son accès et ses choix en matière de ressources énergétiques durables. Voici quelques exemples.
Biomasse hautement calorifique (mesurée en kcal/kg et également connue sous le nom de "haute densité énergétique"): biomasse utilisée pour la cuisine et le chauffage, y compris la tourbe sèche et les copeaux de bois fabriqués à partir d'arbres à feuilles caduques.
La protection et l'amélioration des ressources en biomasse comprennent :
- Permettre aux zones de tourbe de se régénérer
- Recycler les matériaux usagés à forte teneur en cellulose, comme le marc de café et les papiers filtres.
- Planter des mélanges d'arbres à feuilles caduques
- Réutiliser la biomasse agricole comme la paille de blé, d'orge et de riz, les enveloppes de maïs et les épis de maïs.
- Maintenir des gènes et des sols sains pour la croissance des plantes
- Les matériaux lignocellulosiques peuvent être prioritaires dans les plantations déjà existantes, par exemple la canne à sucre.
Ressources en eau: l'ensemble des ressources en eau disponibles sur Terre sous toutes ses formes, y compris gazeuse et solide. La protection et l'amélioration des ressources en eau comprennent :
- L'utilisation de l'irrigation au goutte-à-goutte au lieu des arroseurs.
- Capter l'eau atmosphérique (par exemple les générateurs d'eau atmosphérique "AWG", les collecteurs de brouillard sous forme de voiles, etc.)
- Réservoirs collecteurs d'eau de pluie
- Installations de désalinisation de l'eau et d'osmose inverse.
- Dispositifs de purification de l'eau
- Détourner la pollution ou la capter dans les réserves d'eau douce.
Question: Quelles sont les autres améliorations auxquelles tu peux penser et qui peuvent contribuer au changement climatique et à l'efficacité énergétique ?
Réponse: Amélioration de l'efficacité énergétique des bâtiments : isolation des murs et des toits à l'aide de matériaux naturels thermiquement efficaces tels que les fibres, le torchis, les déchets animaux et la paille ; double ou triple vitrage ; conceptions "passivhaus" ; matériaux de construction naturels tels que le calcrète.
Un type de béton auto-cicatrisant à base de bactéries a été créé et fait actuellement l'objet de recherches en vue d'un déploiement à grande échelle. Il est infusé de minuscules poches ou capsules de bactéries productrices de carbonate et de leurs nutriments préférés. Elles commencent à croître et à se multiplier en présence d'eau, si celle-ci s'infiltre dans les fissures du béton. Ces bactéries produisent ensuite du calcaire en consommant les nutriments au fur et à mesure de leur croissance, ce qui permet de sceller efficacement les fissures dans lesquelles elles se développent.
"Passivhaus": Mot allemand signifiant "maison passive". L'objectif de la conception passivhaus est de créer un bâtiment très économe en énergie qui ne nécessite que peu ou pas de systèmes actifs de chauffage ou de refroidissement. Les conceptions efficaces comprendront n'importe quoi, des tentes bédouines assurant une ventilation et un refroidissement naturels, aux églises en pierre.
Ressources énergétiques et changement climatique
L'utilisation de l'énergie, et en particulier des combustibles fossiles pour l'électricité, crée des émissions de gaz à effet de serre. Chaque gaz à effet de serre a un potentiel de réchauffement global (PRG) unique en raison de sa capacité à absorber et à piéger le rayonnement infrarouge (IR).
Les matériaux de construction, les étapes de mise en service et de mise hors service de toute technologie de production d'énergie émettront divers gaz à effet de serre.
Ces étapes comprennent la fusion et le transport, l'évacuation de l'eau du sol, l'utilisation des terres, etc.
Pour des raisons d'efficacité de calcul, les trois principales émissions de GES provenant des activités humaines ont été additionnées pour former la valeur CO2eouCO2eq (les deux signifiant "équivalent en dioxyde de carbone"). LeCO2eincorpore (au moins) le CO2, le N2O(oxyde nitreux) et le CH4( méthane) qui sont souvent émis en même temps par la combustion des combustibles fossiles et les activités connexes. Les chiffres relatifs auCO2esont donc plus précis pour prédire les dommages causés à l'environnement que les seules émissions de dioxyde de carbone. Certains processus de production d'énergie peuvent émettre des gaz à effet de serre différents de ceux mentionnés.
La combustion du charbon émet également du SO2( dioxyde de soufre) qui est considéré comme un GES indirect. Il a à la fois un potentiel de refroidissement et de réchauffement. Le SO2 participeégalement à la formation d'aérosols ayant un impact sur les GES. Le carbone réagit avec le soufre en créant du disulfure de carbone (CS2) et du dioxyde de carbone. Les volcans en éruption émettent également de grandes quantités de SO2 soluble dans l'eau, qui retombent généralement sur la terre sous forme de pluies acides. Il contribue également à la formation d'ozone (O3) au niveau du sol.
Les défis comprennent l'intermittence, la distribution, l'accès et le niveau de risque pour la santé humaine ou environnementale.
La société humaine est actuellement dépendante des ressources énergétiques non renouvelables. En 2021, 80 % de l'énergie mondiale sera fournie par les combustibles fossiles qui, consommés à ce rythme et sans mesures anti-pollution fortes, ne sont pas durables.
Exemples de ressources énergétiques
Nous résumons dans le tableau ci-dessous les principales caractéristiques des ressources énergétiques clés :
| Ressource clé | Spécifications |
| Le charbon |
|
| Vent |
|
| Gaz |
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| Géothermie |
|
| Solaire |
|
| Nucléaire |
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| Vagues |
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| Hydroélectricité |
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| Pétrole |
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| Biocarburant |
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| Marée |
|
| Hydrogène vert |
|
Ressources énergétiques - Principales caractéristiques à retenir
- Les principales sources d'énergie de la Terre peuvent être divisées en deux catégories : les énergies renouvelables et les énergies non renouvelables.
- Ce n'est pas parce qu'une ressource est renouvelable qu'elle est également durable. De même, les ressources non renouvelables peuvent être utilisées à un rythme durable.
- L'énergie est généralement électrique, thermique ou mécanique.
- L'humanité dépend encore fortement des combustibles fossiles (environ 80 % de toute l'énergie fournie).
- L'utilisation de toutes les sources d'énergie comme le charbon, le vent, le pétrole, le soleil, les marées, le nucléaire, etc. doit tenir compte du biote et de l'abiote de la Terre pour assurer la pérennité des espèces.
Références
- Données mondiales, mix énergétique, 2021. Consulté le 12.06.22
- Sasan Saadat & Sara Gersen, Récupérer l'hydrogène pour un avenir renouvelable, 2021. Consulté le 12.06.22
- Fig. 1 : Hannah Ritchie, Max Roser et Pablo Rosado (2022) - "Énergie". Publié en ligne sur OurWorldInData.org. Récupéré de : 'https://ourworldindata.org/energy' [Ressource en ligne].
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