La réponse est liée à l'approvisionnement en énergie naturelle. Cela signifiait un Cela signifiait un approvisionnement stable en charbon pour alimenter des machines complexes et une économie basée sur l'exploitation minière et le commerce international. La disponibilité historique d'un type de combustible dans divers lieux géographiques a façonné les populations telles que nous les connaissons aujourd'hui. Les pénuries de combustibles, également connues sous le nom de demandes d'énergie, en particulier dans les régions éloignées, inculqueraient des habitudes d'économie d'énergie. En revanche, la richesse en combustibles, lorsqu'il y a un surplus d'offre d'énergie, encouragerait une plus grande consommation d'énergie. L'offre et la demande d 'énergie ont toutes deux leurs propres avantages et inconvénients.
Définition de l'offre et de la demande d'énergie
L'énergie est produite dans des centrales électriques et transportée par le réseau national jusqu'à des sous-stations. De là, elle est fournie aux clients par un réseau de câbles et de transformateurs (les lignes de transport et de distribution).1
La demande d'énergie fluctue tout au long de la journée , et l' offre doit être gérée avec soin pour répondre à cette demande. Pour y parvenir, les centrales électriques peuvent ajuster leur production ou leur offre en fonction des variations de la demande.
Notre société fonctionne grâce à différents mix énergétiques. Un mix énergétique est composé de différents types de sources d'énergie primaire telles que le pétrole brut, le nucléaire ou la lumière du soleil.
Certains pays, comme l'Australie, disposent de plus de lumière solaireannuelle que d'autres, comme la Suède, pour la convertir en énergie thermique ou en électricité.
Cette énergie est obtenue grâce à des technologies spécifiques qui peuvent utiliser différents types de combustibles :
Combustibles fossiles: moteurs à combustion interne utilisés dans les voitures, les avions, les bateaux, etc.
Énergie nucléaire : généralement convertie en électricité par les centrales nucléaires commerciales.
Énergiesrenouvelables: généralement converties en électricité, en chaleur ou en énergie cinétique par des éoliennes, des tubes solaires thermiques, etc.
Utilisation industrielle de l'énergie
Les industries que nous avons sur Terre vont de l'agriculture et de l' exploitation minière à l'éducation, aux transports et aux télécommunications. Les industries lourdes sont incitées à utiliser des systèmes de production combinée de chaleur et d'électricité pour s'assurer que la production d'électricité et la chaleur qui en résulte ne se dissipent pas et ne sont donc pas gaspillées.
Certains secteurs, comme l'éducation, sont moins gourmands en énergie que d'autres, comme le traitement des minerais.
L'extraction d' un matériau ou d'une source d'énergie, comme l'uranium (U) ou le fer (Fe), à partir de minerais de grande pureté est moins énergivore que leur extraction à partir de minerais de faible pureté.
Méthodes de conservation et de gestion de l'énergie
Toutes les méthodes d'économie d'énergie permettent de réduire la consommation d'énergie, les émissions de gaz à effet de serre et d'améliorer le niveau de confort. Elles permettent également de mieux gérer l'infrastructure énergétique.
Les secteurs industriel et domestique emploient les méthodes suivantes :
Habitudes contrôlées: faire du covoiturage ou éteindre les appareils et les lumières lorsqu'ils ne sont pas utilisés. Pour ce faire, on peut utiliser des appareils et des ampoules à faible consommation d'énergie, des minuteries ou des détecteurs de mouvement pour contrôler les lumières .
Isolation: elle permet d'empêcher la chaleur de s'échapper et l'excès de chaleur de rentrer. Elle est efficace pour maintenir une température idéale dans l'espace en hiver et en été.
L'isolation sous forme defibre de verre et de mousse est appliquée industriellement aux tuyaux transportant des liquides chauds, froids ou généralement sensibles à la chaleur .
L'isolation bon marché mais efficace, sous forme depisé, de torchis, de paille ou de fumier animal, est utilisée à l'échelle domestique pour isoler les maisons .
Design extérieur: l'aérodynamisme et l'hydrodynamisme sont essentiels pour réduire la traînée des véhicules et augmenter leur vitesse. Les trains du monde entier utilisent déjà un système d'aimants pour produire un effet de lévitation et réduire la traînée. Les toits et les murs verts peuvent être utilisés pour les bâtiments afin de minimiser les pertes de chaleur par le plafond et les murs.
Orientation et positionnement: dans l'hémisphère nord, il est possible d'obtenir des gains solaires passifs en positionnant les fenêtres d'un bâtiment vers le sud et en veillant à ce que les murs nord soient bien isolés et dotés d'un triple vitrage.
Échange et recyclage: l'énergie, telle que la chaleur issue des processus industriels de combustion, de crémation ou de fonte, peut être récoltée et empêchée de s'échapper dans des installations de recyclage en circuit fermé. De plus, la chaleur générée par une industrie peut être utilisée par une autre.
Certaines propositions suscitent la controverse. La chaleur intense d'un crématorium chauffe une piscine à Worcester.2
La différence entre l'offre et la demande d'énergie primaire
Le déficit ou l' excédent d'énergie primaire est la différence entre l 'offre d'énergie primaire et la demande d'énergie primaire.
Il ya déficit d'énergie primaire lorsque la demande d'énergie primaire est supérieure à l'offre d'énergie primaire.
Un excédent d'énergie primaire existe lorsque l' offre d'énergie primaire dépasse la demande d'énergie primaire.
Divers facteurs peuvent être à l'origine des différences entre l'offre et la demande d'énergie primaire, notamment les changements technologiques, la croissance économique et les changements démographiques.
L'offre d'énergie primaire (EEP) est l'énergie primaire totale disponible dans une société, une région ou un pays.
Lademande d'énergie primaire (DEP) est l'énergie primaire totale requise par les secteurs d'utilisation finale d'une économie.
LePSE comprend à la fois les sources d'énergie renouvelables et non renouvelables. La DEP peut être exprimée comme le produit de trois facteurs :
le nombre d'utilisateurs d'énergie du secteur d'utilisation finale
la consommation moyenne d'énergie primaire des utilisateurs par unité
le niveau de la demande de services d'utilisation finale3
Certains pays exploitent ou récoltent une ressource primaire, mais d'autres peuvent avoir une plus grande demande pour la même ressource et souhaiter l'acheter. Le Kazakhstan et les États-Unis sont comparés ci-dessous :
LeKazakhstan a produit 45 % de l'uranium mondial en 2021. L'uranium est une source d'énergie primaire très demandée. Malgré cela, le Kazakhstan n'a pas de réacteur nucléaire commercial dans lepays4.
Les États-Unis n'extraient que 0,02 % de l'uranium mondial sur leur territoire, mais possèdent 93 réacteurs nucléaires commerciaux en 2021.
D'autres pays peuvent sembler être d'importants consommateurs d'énergie, mais il est important d'examiner leurs industries, ce qu'elles produisent et leur consommation réelle d'énergie par habitant.
En 2021, la Chine sera le plus grand consommateur d'énergie primaire au monde.5 Cependant, 30 % des processus de fabrication dans le monde se déroulent également en Chine.6
Il existeégalement une différence entre les sources d'énergiesecondaires et primaires.
Le termeprimaire fait référence au type de combustible non raffiné tel qu'on le trouve ou qu'on l'obtient dans la nature.
Les combustibles énergétiquessecondaires comprennent ce qui dérive de la source d'origine ou est dégagé par elle.
Lessources d'énergie secondaires comprennent :
l'hydrogène "vert" (H) (source primaire : l'eau)
le méthane biologique (CH4) (source primaire : la biomasse)
le kérosène (source primaire : pétrole brut).
l'électricité (ressource primaire : minerais nucléaires)
Lessystèmes de stockage d'énergie sont utilisés pour gérer les périodes de consommation intense d'énergie. Certains réseaux électriques peuvent être débordés, et il est important de repenser les réseaux pour leur permettre d'accueillir des tensions élevées."L'écrêtement des pointes" est également utilisé, ce qui oblige le consommateur, comme une grande entreprise, à réduire sa production pendant une durée limitée, ou à utiliser ses propres sources d'énergie, par exemple des générateurs. Les méthodes comprennent :
L'hydroélectricité par pompage: l'eau d'un bassin plus élevé peut baisser pendant la journée et est remontée pendant la nuit lorsque l'électricité est moins chère. par exemple, la centrale électrique de Dinorwig, au Pays de Galles, au Royaume-Uni.
Piles: rechargeables, à usage unique, etc.
Air comprimé: le surplus d'énergie est utilisé pour comprimer ou faire tourner des mécanismes (énergie cinétique), énergie qui peut ensuite être libérée lentement.
Sel fondu: le sel chauffé se refroidit très lentement.
Véhicules rechargeables: les batteries des voitures électriques peuvent stocker de l'énergie et la restituer au réseau en cas de besoin.
Power to gas (P2G): de l'énergie supplémentaire peut être utilisée pour l'électrolyse de l'eau, qui produit de l'hydrogène gazeux.
Énergie renouvelable et non renouvelable
Les ressources énergétiquesrenouvelables comprennent l'énergie hydraulique, les biocarburants et l'énergie des vagues. Elles ont tendance à se reformer rapidement ou à être inépuisables mais peuvent être intermittentes (fluctuantes).
Ces fluctuations sont liées aux conditions météorologiques et aux modes d'activité des personnes. Par exemple, la majeure partie de l'énergie solaire peut être obtenue à midi.
Lesressources énergétiquesnon renouvelables , telles que le charbon et le nucléaire, sont plus denses en termes de production d'énergie mais prennent également beaucoup de temps à se former.
Ladiagenèse et la catagenèse sont deux processus qui transforment naturellement les sédiments biologiques en ce que nous connaissons sous le nom de combustibles fossiles, et qui se déroulent sur des millions d'années.
Lessources d'énergie renouvelables sont généralement considérées comme durables, mais elles peuvent aussi présenter des inconvénients, notamment :
Lesbarrages hydroélectriques et les techniques de captage de l'eau modifient généralement la faune et la flore des rivières, le débit et la vitesse de l'eau, les taux de sédimentation, etc.
La technologie qui capte l'énergie renouvelable peut nécessiter des minéraux de terres rares qui sont difficiles à extraire ou à traiter.
Il est intéressant de noter que la plupart des processus de formation d'énergie sur Terre sont alimentés par la puissance du soleil, qui est causée par des réactions nucléaires (fusion) dans le noyau de l'étoile.
L'hydrogène (H) se transforme en hélium (He)... tu connais l'histoire !
Certaines sources d'énergie renouvelables, comme l'énergie géothermique et l'énergie marémotrice, ont tendance à être plus prévisibles et plus stables. L'énergie géothermique est alimentée par des processus magmatiques qui réchauffent l'eau et poussent la vapeur chaude à travers les fissures de la croûte. L'énergie marémotrice est alimentée par les effets gravitationnels de la lune sur une grande étendue d'eau.
Au niveau mondial, laplus grande quantité d'énergie produite (mesurée en térawatts par heure) provient des technologies renouvelables suivantes :
Hydroélectricité : environ 4200 TWh
Vent : environ 1800 TWh
Solaire : 1000 TWh
Autres énergies renouvelables combinées : 763 TWh7
Un pays ou une région qui peut récolter efficacement l'énergie solaire à partir du rayonnement électromagnétique a besoin d'un indice d'irradiation solaire élevé . En revanche, les endroits qui peuvent récolter l'énergie géothermique nécessitent des processus volcaniques près de la surface.
Croissance de la population et de la demande d'énergie
Lademande d'énergie augmente avec la population. L'énergie calculée "par personne" tend à être exprimée par "per capita" en anglais, un terme emprunté au latin et employé dans les statistiques.
Les émissions du secteur de l'énergie sont un facteur important du changement climatique. Ces émissions contribuent à lapollution atmosphérique avec les éléments suivants :
Gaz : ozone troposphérique (O3), oxydes d'azote (NOx), méthane (CH4), etc.
Particules (PM) : PM dont le diamètre est compris entre 2,5 et 10 microns (minuscules suies ou plastiques qui peuvent s'introduire dans nos poumons).
Lepotentiel de gaz à effet de serre des différents gaz est exprimé en CO2e(équivalent dioxyde de carbone) à des fins decalcul. Ces gaz sont additionnés pour obtenir un nombre deCO2e.
Le secteur de l'énergie représentait 76 % de tous lesCO2eémis dans le monde en 2020.8
Ajoute à cela le fait que les combustibles fossiles fournissent encore 80 % de toute l'énergie utilisée à partir de20229. Il est peut-être plus facile de comprendre pourquoi la société essaie de ne plus dépendre d'une seule catégorie de combustibles .
Les pertes d'énergie sont parfois inévitables. L'adoption de concepts issus de l'économie circulaire est efficace pour fermer les "boucles ouvertes" et les flux de déchets.
Les biodigesteurs accueillent des bactéries qui transforment les déchets alimentaires et produisent des combustibles utiles, comme le méthane.
Consommation d'énergie et développement économique
La consommation d'énergie est strictement liée à l'état de l'économie. Un carburant bon marché signifie presque toujours que l'on peut en utiliser davantage, bien que cela dépende de sa sécurité. D'autres facteurs influencent la consommation d'énergie :
| Facteurs | Détails |
| Géopolitique |
|
| Historique |
|
| Démographique |
|
| Environnement |
|
| Technique |
|
| Économique |
|
Le type d'énergie dont la société dépend le plus est l'électricité. Les systèmes cruciaux qui dépendent de l'électricité sont les suivants
Les télécommunications (tout ce qui est lié aux satellites : internet, radio, mobile, etc.), les lumières, les systèmes électroniques et électriques (ordinateurs, gadgets, mixeurs, cuisinières électriques, chaudières, etc.), la réfrigération, les portes automatisées et les caméras de sécurité, les machines, les systèmes de survie, etc.
Très peu de nos produits peuvent utiliser l'énergie brute captée dans la nature. C'est pourquoi nous devons d'abord la raffiner.
En comprenant comment l'énergie est fournie aux clients, nous pouvons prendre des décisions éclairées sur l'utilisation plus efficace de l'énergie et développer des sources d'énergie plus propres et plus durables pour l'avenir.
L'offre et la demande d'énergie - Principaux enseignements
Les lignes de transport et de distribution, les centrales et les installations électriques, ainsi que le réseau soutiennent notre économie et satisfont les besoins énergétiques des consommateurs finaux.
Des pénuries de carburant peuvent survenir en raison de l'intermittence, et une gestion prudente est importante.
Des techniques telles que l'écrêtement des pointes sont réalisées grâce à des technologies de stockage efficaces telles que l'hydroélectricité par pompage.
Les mélanges de combustibles assurent la stabilité socio-économique et les énergies renouvelables permettent de s'éloigner de la dépendance à l'égard d'une seule catégorie de combustibles (fossiles).
Plus la population augmente, plus la demande d'énergie et l'empreinte environnementale de nos activités énergivores augmentent.
Références
- EIA, L'électricité expliquée, 2022
- BBC, Redditch Crematorium begins to heat town pool, 2013 (Le crématorium de Redditch commence à chauffer la piscine de la ville)
- OCDE, L'énergie : Les cinquante prochaines années, 1999
- Association nucléaire mondiale, Production minière mondiale d'uranium, 2022
- Statista, Consommation d'énergie primaire dans le monde en 2021, par pays, en exajoules, 2021.
- Felix Richter, La Chine est la superpuissance manufacturière mondiale, 2021.
- Hannah Ritchie et al, Répartition des énergies renouvelables dans le mix énergétique, 2022.
- Mengpin Ge et al, 4 graphiques expliquent les émissions de gaz à effet de serre par pays et par secteur, 2020.
- Nations unies, Énergies renouvelables - alimenter un avenir plus sûr, 2022.
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