L’empreinte carbone des énergies renouvelables.

mercredi 13 janvier 2021.
 

Pour une approche dialectique, systémique et multilatérale

L’empreinte carbone des énergies renouvelables.

Après notre série sur les énergies renouvelables et avoir examiné pour chacune d’entre elles leur impact environnemental direct, nous examinons ici plus globale ment leur empreinte carbone.

Quel est l’impact environnemental des énergies renouvelables ?

Source : http://www.quiestvert.fr/contenus/e...

par Charlotte | Mar 14, 2019 | Electricité Verte

La production d’électricité est responsable de 35% des émissions de CO2 liées à l’activité humaine dans le monde. Fort heureusement, les énergies renouvelables, ou énergies vertes, ont connu un véritable essor depuis les années 2000. Ces nouvelles filières de production d’énergie devraient à l’avenir représenter une plus grande partie de notre mix électrique. Explications…

Mesurer l’impact carbone des énergies renouvelables

Il est primordial dans un premier temps de se pencher sur l’empreinte carbone de chacune d’entre-elles. Cela va nous permettre de faire un choix qui, on l’espère, limitera les effets sur l’environnement. Il existe pour cela des outils et des indicateurs tels que l’Analyse de Cycle de Vie (ACV) et le temps de retour carbone.

1. L’Analyse de Cycle de Vie

Pour quantifier l’impact environnemental des énergies, il faut s’intéresser au taux d’émission de CO2 lors de la production d’électricité dans les centrales, mais également lors de la construction et du démantèlement de celles-ci. L’Analyse du Cycle de Vie (ACV) s’intéresse aux impacts environnementaux d’un produit ou d’un service sur l’ensemble de son cycle de vie. Cela signifie comprend l’extraction et le du traitement des matières premières, les processus de fabrication, de transport et de distribution, l’utilisation et de la réutilisation du produit fini et, finalement, le recyclage et la gestion des déchets en fin de vie.

Voici un exemple avec un parc d’éoliennes :

cycle de vie d’un parc éolien

En savoir plus : l’ADEME a réalisé en 2016 une étude sur les « Impacts environnementaux de l’éolien français. »

Cette méthode permet de qualifier et de quantifier les impacts directs et indirects causés par la production d’énergie selon différents indicateurs tels que : •le potentiel de réchauffement climatique, •la toxicité humaine, •l’acidification, •la consommation d’énergie primaire, •l’épuisement, •les pénuries prévisibles des ressources minérales et fossiles.

2. Comparaison des filières des énergies renouvelables et non-renouvelables

De nombreuses études et rapports ont été publiés en utilisant ces méthodes d’analyse. Certains comparant à la fois l’impact de l’énergie renouvelable vs non-renouvelable mais aussi les différences d’impacts au sein même des énergies renouvelables.

Petit tour d’horizon des comparaisons effectuées :

L’électricité fossile

Contrairement aux énergies renouvelables ou au nucléaire, l’électricité produite à partir de d’énergies fossiles (type charbon, gaz ou fioul) génère beaucoup d’émissions de gaz à effet de serre. L’ACV de l’énergie au charbon affiche ainsi un bilan carbone de 1060 gCO2eq/kWh. Cela équivaut à émettre 85 fois plus de gaz à effet de serre dans l’atmosphère que l’électricité éolienne, et 19 fois plus que l’électricité produite par le photovoltaïque.

L’électricité éolienne

La production d’électricité issue de la filière éolienne est l’une des plus « vertes » du mix électrique. En effet, elle n’émet pas de CO2 directement. Il est toutefois important de prendre en compte le bilan carbone de son cycle de vie qui s’élève à 12,7g CO2eq/kWh. Ce taux varie évidemment en fonction de la localisation du parc éolien et de la technologie utilisée (on ou offshore).

Le photovoltaïque

Autant plébiscité que l’éolien, le photovoltaïque n’est toutefois pas le moins impactant avec un taux d’émission s’élevant à 55g CO2eq/kWh. Plusieurs raisons à cela. Tout d’abord, l’occupation des sols ou l’utilisation de matériaux rares dont l’extraction consomme une énergie souvent très carbonée, mais aussi les processus de fabrication complexes.

L’électricité hydraulique

Tout comme l’éolien, plusieurs facteurs peuvent faire varier le taux d’émission de l’énergie hydraulique. Parmi eux, la puissance installée, les infrastructures nécessaires à la production, ou encore les variations climatiques. Néanmoins, l’électricité d’origine hydraulique est connue pour produire peu d’émission. En moyenne elle produit 6g de CO2eq émis dans l’atmosphère pour produire 1 kWh.

Le nucléaire

Tout comme l’énergie éolienne et l’énergie photovoltaïque, une centrale nucléaire n’émet pas de CO2 en production. L’analyse de son cycle de vie, de l’extraction de la matière première au stockage des déchets, démontre un bilan carbone de 6g CO2eq/kWh, ce qui peut sembler avantageux. Toutefois, il n’en reste pas moins producteur de déchets nucléaires, très difficiles à recycler et dangereux. [Quel est le coût énergétique du démantèlement d’une centrale nucléaire, du recyclage des déchets, de l’enfouissement des déchets radioactifs ?]

cycle de vie par énergie

3. Le Temps de Retour Carbone

L’indicateur utilisé pour mesurer la performance carbone d’un outil de production d’énergie est le Temps de Retour Carbone (TRC). Le TRC répond à la question suivante : combien de temps de production d’électricité faut-il pour amortir les émissions de gaz à effet de serre rejetées durant son cycle de vie ?

Les sources d’énergie, renouvelables ou non, sont mises en commun dans notre réseau électrique. Rappelons que la production d’électricité par un site renouvelable ne dégage pas de gaz à effet de serre (GES). Ainsi, plus il y a d’électricité injectée dans le réseau, plus l’empreinte moyenne en GES d’un kWh baisse.

Cette “économie” de GES permet de compenser les émissions liées au cycle de vie d’une installation. En fonction de la précision de calcul, on peut considérer différentes étapes du cycle de vie : construction, transport, installation, maintenance, recyclage, démantèlement…

👉 Plus l’indice de Temps Retour Carbone est faible, plus l’installation est efficace pour amoindrir son empreinte sur l’environnement.

Lorsqu’un site de production d’énergies renouvelables fonctionne, il produit de l’électricité sans émettre de GES. Il devrait donc être possible de réduire le fonctionnement de centrales électriques classiques qui, elles, sont polluantes. Ainsi, le fonctionnement de l’installation renouvelable permettrait de compenser l’émission des GES des centrales électriques classiques… Mais aussi celles liées aux émissions dues au cycle de vie de l’installation.

Plus le réseau local d’électricité a un fort indice d’émission de GES, plus l’installation permet d’éviter d’importantes émissions de GES. Le temps de retour carbone de l’installation n’en sera que raccourci. On peut donc dire que le temps de retour carbone dépend largement de la teneur en carbone de l’électricité proposée localement sur le réseau.

Méthodes de calculs du TRC

Il existe de multiples méthodes pour calculer ces temps de retour carbone (par l’énergie grise, par le facteur d’émission…). Suivant la méthode utilisée, les résultats peuvent varier du simple au double. L’important est de retenir que ce Temps de Retour Carbone dépend entre autres du lieu et du processus de fabrication et sensiblement du mix énergétique du lieu d’utilisation.

[Voir le graphique sur le site]

Vous pouvez observer ci-dessous un graphique représentant l’empreinte carbone cumulée d’un panneau photovoltaïque, tout au long de son cycle de vie (ici 30 ans). Le TRC est le temps pour lequel l’empreinte carbone de l’installation est devenue nulle. A titre d’exemple, un panneau photovoltaïque (facteur d’émission CO2 moyenné) et implanté en France aura un temps de retour carbone de 15 ans.

Temps de Retour Carbone d’un panneau photovoltaïque

Temps de retour carbone d’un panneau photovoltaïque

Attention ! Pour plus de visibilité dans ce graphique, le TRC ne prend pas en compte la compensation des… émissions de CO2, causées par le démantèlement de l’installation. Si l’on prenait en compte son cycle de vie complet, le TRC aurait été plus long.

Par analogie, on peut parler également de temps de retour én s’aligne ergétique. Il s’agit du temps de production nécessaire pour que l’installation produise autant d’énergie qu’il en a fallu pour la créer, l’installer et la recycler. Néanmoins, cet indicateur ne prend pas en compte la teneur en carbone de l’électricité avec laquelle l’installation a été fabriquée et recyclée. Fin de l’article

Annexe : l’énergie grise

Énergie grise. Wikipédia https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%8...

Énergie grise. Encyclopédie écologique. https://www.encyclo-ecolo.com/Energ... voici la définition donnée par Wikipédia et un extrait de l’article

Énergie grise

L’énergie grise, ou énergie intrinsèque est la quantité d’énergie consommée lors du cycle de vie d’un matériau ou d’un produit : la production, l’extraction, la transformation, la fabrication, le transport, la mise en œuvre, l’entretien et enfin le recyclage, à l’exception notable de l’utilisation. L’énergie grise est en effet une énergie cachée, indirecte, au contraire de l’énergie liée à l’utilisation, que le consommateur connaît, ou peut connaître aisément. Chacune des étapes mentionnées nécessite de l’énergie, qu’elle soit humaine, animale, électrique, thermique ou autre. En cumulant l’ensemble des énergies consommées sur l’ensemble du cycle de vie, on peut prendre la mesure du besoin énergétique d’un bien.

L’affichage de l’énergie grise peut guider ou renseigner les choix d’achats, notamment en vue de réduire l’impact environnemental.

En théorie, un bilan d’énergie grise procède au cumul de l’énergie dépensée lors : –de la conception du produit ou du service ; –de l’extraction et du transport des matières premières ; –de la transformation des matières premières et la fabrication du produit ou du service ; –de la commercialisation ; de l’entretien, des réparations, des démontages du produit dans son cycle de vie ; –de la fin de vie du produit : recyclage, destruction et mise au rebut.

L’énergie incorporée est un concept proche de l’énergie grise, mais elle n’inclut pas l’énergie nécessaire en fin de vie du produit. Pour l’Office fédéral de l’énergie suisse, l’énergie grise se limite à la consommation d’énergie primaire non renouvelable.

Exemple. La consommation énergétique moyenne d’un Français ne serait visible qu’à hauteur d’un quart : c’est la consommation d’énergie au sens classique du terme. Les trois quarts restants correspondraient à l’énergie grise, soustraite à notre vue, et dont nous n’avons le plus souvent pas conscience. Selon l’office statistique fédéral allemand, les ménages allemands consomment de l’énergie directement à hauteur de 40 % et consomment de l’énergie grise à hauteur de 60 %.

Par ailleurs, dans le cadre de la mondialisation, il s’avère que les pays industrialisés exportent de l’énergie grise vers les pays peu industrialisés, ou qui ont perdu des pans entiers de leur industrie. C’est ainsi que la Chine est devenue au cours du temps un grand exportateur d’énergie grise et même à hauteur d’environ 30 % de sa production d’énergie ; l’Allemagne exporte de l’énergie grise vers la France6. À cet égard, même si les émissions de CO2 ne sont pas directement liées à l’énergie grise (on sait qu’en fait une forte corrélation existe entre les deux), il est symptomatique de constater que, selon les statistiques officielles du gouvernement français, les Français émettent huit tonnes de CO2 par an et par personne. Mais si on tient compte des émissions liées à la fabrication à l’étranger des produits qu’ils consomment, les émissions de CO2 par Français et par an passent à douze tonnes,soit 50 % de plus que le chiffre affiché précédemment. Pire, si les émissions par personne et par an produites en France ont bien baissé depuis 1990, lorsqu’on leur ajoute les émissions liées à la fabrication à l’étranger de ce qui est consommé en France, elles ont augmenté depuis cette même date. La baisse apparente de la consommation d’énergie résulte avant tout d’une délocalisation de la production des produits utilisés en France.

–Une réduction très significative des déchets, telle que la propose la démarche « zéro déchet », aurait pour avantage de réduire l’énergie grise. Les low-techs permettent également la diminution de l’énergie grise10, les techniques de pointe, telles que celles mises en œuvre pour produire les puces électroniques, nécessitant au contraire une grande quantité d’énergie11.

L’obsolescence programmée constitue un grave problème, qu’il convient de résoudre si l’on veut réduire la part de l’énergie grise dans la consommation totale d’énergie. Les Amis de la Terre recommandent d’étendre la durée de la garantie légale de conformité de deux ans (comme c’est le plus souvent le cas) à dix ans12. D’un point de vue industriel, eu égard au bon taux de retour énergétique de l’énergie solaire thermique, on peut imaginer que les usines qui fonctionnent à partir de chaleur solaire sont appelées à un avenir brillant13. Pour les usines situées dans des régions où l’ensoleillement est plus faible, le recours à la cogénération s’impose. Dans son nouveau scénario actualisé, l’association négaWatt souligne la nécessité de la diminution de l’énergie grise. Ainsi, elle prévoit un développement du recyclage, elle au début ainsi qu’une diminution des emballages.

Fin de l’extrait de Wikipédia

Hervé Debonrivage


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