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Énergies renouvelables

Avec l’hydraulique, les énergies renouvelables couvrent près de 19 % de notre consommation d’électricité (chiffre 2016, France).

Le développement des énergies renouvelables permet :

  • D’atteindre une plus grande indépendance énergétique
  • De lutter contre le changement climatique en réduisant les émissions de gaz à effet de serre
  • De créer des nouvelles filières professionnelles et des emplois

Objectifs fixés par la loi de transition énergétique pour la croissance verte du 17/08/2015 :

  • Réduire notre consommation énergétique finale de 50 % en 2050 par rapport à la référence 2012.
  • Réduire nos émissions de gaz à effet de serre de 40 % entre 1990 et 2030 et diviser par 4 les émissions de gaz à effet de serre entre 1990 et 2050 (facteur 4). La trajectoire sera précisée dans les budgets carbone.
  • Réduire notre consommation énergétique primaire d’énergies fossiles de 30 % en 2030 par rapport à la référence 2012.
  • Diversifier la production d’électricité et baisser à 50 % la part du nucléaire à l’horizon 2025
  • Porter la part des énergies renouvelables à 32 % de la consommation finale d’énergie en 2030 et à 40 % de la production d’électricité.
  • Réduire de 50 % les déchets mis en décharge à l’horizon 2025.

Liens utiles :

LOI n° 2015-992 du 17 août 2015 relative à la transition énergétique pour la croissance verte (Version du 26/09/2016)

Arrêté du 24 avril 2016 relatif aux objectifs de développement des énergies renouvelables

Cet arrêté définit les nouveaux objectifs de développement des différentes filières d’énergies renouvelables à l’horizon 2023 afin de donner dès à présent une visibilité maximale aux investisseurs. Ils pourront consulter la PPE (programmation pluriannuelle de l’énergie) durant l’automne 2016. Ces objectifs contribueront à :

  • augmenter de plus de 50 % la capacité installée des énergies renouvelables électriques par rapport à 2015.
  • plus que doubler la puissance installée des éoliennes terrestres.
  • plus que tripler la puissance installée du parc solaire photovoltaïque.
  • plus que doubler la puissance installée pour la production d’électricité à partir de bois-énergie.
  • valoriser le potentiel de la France pour les énergies renouvelables en mer : les objectifs en puissance installée en 2023 sont fixés à 3 000 MW pour l’éolien en mer posé et à 100 MW pour les énergies marines renouvelables (éolien flottant, hydrolien).
  • augmenter de plus de 50 % la production de chaleur renouvelable, par rapport à 2014, à partir de :
    – l’augmentation de plus de 20 % de la production de chaleur à partir de biomasse,
    – la multiplication par plus de 7 de la production de chaleur à partir de biogaz, issu de méthanisation,
    – la multiplication par plus de 4 de la production de chaleur à partir de géothermie,
    – l’augmentation de plus de 75 % de la production de chaleur à partir de pompes à chaleur,
    – l’augmentation de plus de 80 % de la production de chaleur à partir de solaire thermique.

De nouveaux appels d’offres vont donc être lancés par le ministère pour les énergies renouvelables électriques : biomasse, méthanisation, éolien en mer et petite hydroélectricité.
Les objectifs fixés pour l’éolien terrestre et le solaire photovoltaïque contribueront à créer près de 40 000 emplois d’ici 2023.

La Programmation Pluriannuelle de l’Energie (PPE) sera adoptée à l’automne 2016. Elle déterminera la feuille de route de l’État en deux séquences : 2016-2018, puis 2019-2023.

Plan de la section Énergies Renouvelables (sur www.solutionsbascarbone.com) :

Énergie éolienne

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Énergie solaire

Énergie solaire photovoltaïque

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L’énergie solaire photovoltaïque provient de la conversion de la lumière du soleil en électricité au sein de matériaux semi-conducteurs, principalement à base de silicium, ou recouverts d’une mince couche métallique. Les couches minces offrent des rendements plus faibles que les cellules à base de silicium cristallin, elles sont plus difficiles à produire, mais diminuent fortement les coûts de fabrication.

Ces matériaux photosensibles ont la propriété de libérer leurs électrons sous l’effet de l’énergie des photons émis par le soleil. Le départ d’électrons crée une différence de potentiel entre les 2 faces de la cellule photovoltaïque et induit un courant continu, dont la micropuissance est calculée en Watt crête (Wc). Ce courant peut ensuite être transformé en courant alternatif grâce à un onduleur.

L’électricité produite peut être consommée directement sur place, ou stockée en batterie, ou réinjectée dans le réseau.

Les modules photovoltaïques ou panneaux solaires sont constitués de cellules photovoltaïques. Les performances d’une installation photovoltaïque dépendent de la qualité de ces cellules, de l’orientation des panneaux solaires et de l’ensoleillement du lieu. Les modules photovoltaïques peuvent être installés sur les toits, les façades des maisons ou bâtiments, dans des champs destinés au pâturage pour créer de l’ombre, sur la route…

En France, il est possible de vendre, de stocker et de consommer du courant photovoltaïque.

On estime qu’un module photovoltaïque doit fonctionner environ deux à trois ans, suivant sa technique de fabrication, pour produire l’énergie qui a été nécessaire à sa fabrication.

Cellule photovoltaïque en silicium monocristallin

Cette cellule, formée d’un seul cristal de grande dimension qui a été découpé, est en général d’un bleu uniforme.
Avantages : bon rendement, de 14% à 16% (~150 Wc/m2) et nombre de fabricants élevé.
Inconvénients : coût élevé, rendement plus faible sous un éclairement faible ou diffus, baisse du rendement quand la température augmente.

Cellule photovoltaïque en silicium polycristallin

Cette cellule photovoltaïque est d’aspect bleuté, mais pas uniforme, on distingue des motifs créés par les différents cristaux.
Avantages : cellule carrée permettant un meilleur arrangement dans un module, bon rendement de conversion, environ 100 Wc/m2, cependant un peu moins bon que pour le monocristallin, rendement de 9 à 11 % , lingot moins cher à produire que le monocristallin.
Inconvénients : rendement faible sous un faible éclairement ou soleil diffus.

D’autres cellules photovoltaïques existent mais leur coût augmente avec leur complexité.

Énergie hydraulique

Hydrolienne marine

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Hydrolienne de rivière

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Pompes à chaleur

Géothermie terrestre

Énergie thermique des mers

Bioénergies

Les bioénergies sont issues de la combustion de la biomasse.

Liens utiles :

ONF (Office National des Forêts) : www.onf-energie-bois.com

RMT Biomasse & Territoires (Réseau Mixte Technologique) : www.biomasse-territoire.info

Enjeux et objectifs de RMT Biomasse & Territoires :

  • Faciliter l’accès à l’information en proposant un portail regroupant et ordonnant les sources d’informations pour un porteur de projet,
  • Vulgariser les informations disponibles, information exhaustive,
  • Compiler les expériences, connaissances et références disponibles au sein d’un même espace.

Le site donne accès à la biomasse énergie et à d’autres valorisations de la biomasse.

Autres sites d’information via RMT Biomasse & Territoires : sites ressources.

Certification RSB pour une production durable de biomasse et bioénergie : rsb.org

Il existe une certification des biomatériaux, la certification RSB (Roundtable on Sustainable Biomaterials). La Table ronde sur les biomatériaux durables (RSB) est une coalition multipartite indépendante et mondiale qui travaille à promouvoir la durabilité des biomatériaux. La certification RSB permet d’attester que les biomatériaux sont éthiques, durables et d’origine contrôlée.

Le Miscanthus, une source d’énergie :

Le miscanthus giganteus est une variété pérenne de roseau, de la famille des graminées. Cet hybride naturel stérile et non invasif est une plante ligno-cellulosique utilisée pour de nombreuses applications telles que la litière, le paillage et l’énergie. Sa canne, haute de 3,5 m, se récolte sèche, en fin de sénescence. Son rendement à maturité est de 10 à 25 tonnes/ha/an, selon les conditions pédoclimatiques. Sa culture nécessite peu de produits phytosanitaires et peu d’interventions de l’agriculteur.

En récoltant 15 tonnes de miscanthus à l’hectare, on peut substituer l’équivalent de plus de 6000 litres de fuel.

Les multiples usages du miscanthus giganteus :

  • Biocombustible pour industriels, collectivités locales, particuliers. Son PCI (pouvoir calorifique inférieur) s’élève à 4,9 MWh par tonne de matière sèche.
  • Litière au très grand pouvoir absorbant (volaille, bovins, chevaux…)
  • Paillage horticole (pH neutre, rétention d’eau importante, stable)
  • Matériaux isolants, bio-bétons, bio-plastiques
  • Biopots (biodégradables à 100%)

C’est une culture d’investissement aux revenus stables et sécurisés (contrats d’achat des récoltes à long terme).

Les atouts du miscanthus :
Le miscanthus nécessite peu d’intrants, a un excellent bilan carbone et un ratio énergétique (énergie produite / énergie consommée) autour de 30 (source DTI). C’est une solution de chauffage économique et écologique. Les collectivités locales peuvent réduire leur facture énergétique grâce au miscanthus et favoriser la création d’emplois locaux et pérennes.

C’est une plante stérile et non invasive, qui favorise la biodiversité. Le miscanthus peut être utilisé pour la protection des captages en zones sensibles et celle des sols contre l’érosion éolienne et le ruissellement. Cette culture s’inscrit pleinement dans une démarche d’agroécologie. De plus, le miscanthus constitue un levier efficace de développement de l’économie locale en s’insérant dans des circuits courts d’approvisionnement énergétique, en favorisant l’émergence d’une économie circulaire tout en permettant de maintenir et diversifier une agriculture sur le territoire.

Pour en savoir plus sur le miscanthus :

  • s’informer auprès de France Miscanthus (association loi 1901) : contact@france-micanthus.org
    Informations à propos des porteurs de projets, du financement des projets, des sources d’approvisionnement en miscanthus, des modes de culture, des bureaux d’études/installateurs/chauffagistes et des fabricants de chaudières.
  • voir également le document à propos de l’implantation de bandes ligno-cellulosiques (BLC) : le Miscanthus

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