L'énergie solaire et l'essor de l'internet de l'énergie : l'avenir de l'énergie P4

CRÉDIT D'IMAGE: Course quantique

L'énergie solaire et l'essor de l'internet de l'énergie : l'avenir de l'énergie P4

    Nous avons parlé de la chute de énergie sale. Nous avons parlé de la fin du pétrole. Et nous venons de parler de la montée de les véhicules électriques. Ensuite, nous allons parler de la force motrice derrière toutes ces tendances - et elle est appelée à changer le monde tel que nous le connaissons en seulement deux à trois décennies.

    Énergie presque gratuite, illimitée, propre et renouvelable.

    C'est un gros problème. Et c'est pourquoi le reste de cette série couvrira les tendances et les technologies qui feront passer l'humanité d'un monde vulnérable à un monde énergétiquement abondant tout en couvrant les effets que cela aura sur notre économie, la politique mondiale et sur votre vie quotidienne. C'est quelque chose d'assez grisant, je sais, mais ne vous inquiétez pas, je ne marcherai pas trop vite pendant que je vous guide.

    Commençons par la forme la plus évidente d'énergie presque gratuite, illimitée, propre et renouvelable : l'énergie solaire.

    Solaire : pourquoi ça déchire et pourquoi c'est inévitable

    À présent, nous savons tous ce qu'est l'énergie solaire : nous prenons essentiellement de grands panneaux absorbant l'énergie et les dirigeons vers le plus grand réacteur à fusion de notre système solaire (le soleil) dans le but de convertir la lumière du soleil en électricité utilisable. Énergie gratuite, illimitée et propre. Ça a l'air génial! Alors pourquoi l'énergie solaire n'a-t-elle pas décollé il y a des décennies après l'invention de la technologie ?

    Eh bien, la politique et notre histoire d'amour avec le pétrole bon marché mis à part, la principale pierre d'achoppement a été le coût. Auparavant, il était stupidement coûteux de produire de grandes quantités d'électricité à l'aide de l'énergie solaire, en particulier par rapport à la combustion de charbon ou de pétrole. Mais comme ils le font toujours, les choses changent, et dans ce cas, pour le mieux.

    Vous voyez, la principale différence entre les sources d'énergie solaires et à base de carbone (comme le charbon et le pétrole) est que l'une est une technologie, tandis que l'autre est un combustible fossile. Une technologie s'améliore, elle devient moins chère et offre un meilleur rendement dans le temps ; alors qu'avec les combustibles fossiles, dans la plupart des cas, leur valeur augmente, stagne, devient volatile et finalement diminue avec le temps.

    Cette relation ne se joue que trop clairement depuis le début des années 2000. La technologie solaire a vu la quantité d'énergie qu'elle génère efficacement monter en flèche, tandis que ses coûts se sont effondrés (75 % au cours des cinq dernières années seulement). D'ici 2020, l'énergie solaire deviendra compétitive par rapport aux combustibles fossiles, même sans subventions. D'ici 2030, l'énergie solaire coûtera une infime partie de ce que font les combustibles fossiles et fonctionnera plus efficacement. Pendant ce temps, le coût du pétrole a explosé pendant une grande partie des années 2000, parallèlement aux coûts (financiers et environnementaux) de la construction et de l'entretien des centrales électriques à combustibles fossiles (comme le charbon).

    Si nous suivons les tendances solaires, le futuriste Ray Kurzweil a prédit que l'énergie solaire pourrait répondre à 100 % des besoins énergétiques actuels en un peu moins de deux décennies. Déjà la production d'énergie solaire a doublé tous les deux ans au cours des 30 dernières années. De même, le L'Agence internationale de l'énergie prédit que le soleil (solaire) deviendra la plus grande source d'électricité au monde d'ici 2050, loin devant toutes les autres formes de combustibles fossiles et renouvelables combinés.

    Nous entrons dans une ère où, quelle que soit la quantité d'énergie fossile disponible, l'énergie renouvelable sera toujours moins chère. Alors qu'est-ce que cela signifie dans le monde réel?

    L'investissement et l'adoption de l'énergie solaire atteignent le point d'ébullition

    Le changement viendra lentement au début, puis tout d'un coup, tout sera différent.

    Lorsque certaines personnes pensent à la production d'énergie solaire, elles pensent toujours à des centrales solaires autonomes où des centaines, voire des milliers, de panneaux solaires recouvrent une vaste étendue de désert dans une partie reculée du pays. Pour être juste, de telles installations joueront absolument un grand rôle dans notre futur mix énergétique, en particulier avec le type d'innovations à venir.

    Deux exemples rapides : Au cours de la prochaine décennie, nous allons voir la technologie des cellules solaires accroître sa capacité à convertir la lumière du soleil en énergie de 25 % à près de 50 %. Pendant ce temps, des acteurs plus importants comme IBM entreront sur le marché avec des capteurs solaires qui pourraient magnifie la puissance de 2,000 XNUMX soleils.

    Bien que ces innovations soient prometteuses, elles ne représentent qu'une fraction de ce vers quoi évoluera notre système énergétique. L'avenir de l'énergie, c'est la décentralisation, la démocratisation, c'est le pouvoir du peuple. (Oui, je me rends compte à quel point cela sonnait boiteux. Faites avec.)

    Cela signifie qu'au lieu que la production d'électricité soit centralisée entre les services publics, de plus en plus d'électricité commencera à être produite là où elle est utilisée : à la maison. À l'avenir, l'énergie solaire permettra aux gens de produire leur propre électricité à moindre coût que d'obtenir cette électricité de leur service public local. En fait, cela se produit déjà.

    Dans le Queensland, en Australie, les prix de l'électricité sont tombés à près de zéro en juillet 2014. Normalement, les prix oscillent entre 40 $ et 50 $ par mégawattheure, alors que s'est-il passé ?

    Solaire est arrivé. Solaire sur le toit, pour être exact. 350,000 1,100 bâtiments du Queensland sont équipés de panneaux solaires sur le toit, générant ensemble XNUMX XNUMX mégawatts d'électricité.

    Pendant ce temps, la même chose se produit dans de grandes régions d'Europe (Allemagne, Espagne et Portugal, en particulier), où l'énergie solaire à l'échelle résidentielle a atteint la «parité réseau» (coûts identiques) avec des prix moyens de l'électricité résidentielle alimentés par les services publics traditionnels. La France a même légiféré que tous les nouveaux bâtiments dans les zones commerciales soient construits avec des toitures végétales ou solaires. Qui sait, peut-être qu'une législation similaire verra un jour les fenêtres de bâtiments entiers et de gratte-ciel remplacés par des panneaux solaires transparents - oui, fenêtres à panneaux solaires!

    Mais même après tout cela, l'énergie solaire ne représente encore qu'un tiers de cette révolution.

    Les batteries, plus seulement pour votre petite voiture

    Tout comme les panneaux solaires ont connu une renaissance du développement et des investissements à grande échelle, les batteries aussi. Une variété d'innovations (ex. UN, deux, trois ) sont mis en ligne pour les rendre moins chers, plus petits, plus respectueux de l'environnement et, surtout, leur permettre de stocker de grandes quantités d'énergie pendant beaucoup plus longtemps. La raison de ces investissements en R&D est évidente : les batteries permettent de stocker l'énergie solaire collectée pour une utilisation lorsque le soleil ne brille pas.

    En fait, vous avez peut-être entendu parler de Tesla qui a fait sensation récemment lorsqu'ils ont lancé le Tesla Powerwall, une batterie domestique abordable qui peut stocker jusqu'à 10 kilowattheures d'énergie. Des batteries comme celles-ci permettent aux ménages de se déconnecter entièrement du réseau (devraient-ils également investir dans l'énergie solaire sur le toit) ou simplement de leur fournir une alimentation de secours pendant les pannes de réseau.

    Parmi les autres avantages de la batterie pour les ménages de tous les jours, citons une facture d'énergie beaucoup plus faible pour les ménages qui choisissent de rester connectés au réseau électrique local, en particulier ceux qui bénéficient d'une tarification dynamique de l'électricité. En effet, vous pouvez ajuster votre consommation d'énergie pour collecter et stocker de l'énergie pendant la journée lorsque les prix de l'électricité sont bas, puis vous déconnecter du réseau en puisant l'énergie domestique de votre batterie la nuit lorsque les prix de l'électricité augmentent. Cela rend également votre maison beaucoup plus verte, car la réduction de votre empreinte énergétique pendant la nuit déplace l'énergie normalement générée par des combustibles sales, comme le charbon.

    Mais les batteries ne changeront pas seulement la donne pour le propriétaire moyen ; les grandes entreprises et les services publics commencent également à installer leurs propres batteries de taille industrielle. En fait, ils représentent 90 % de toutes les installations de batteries. Leur raison d'utiliser des batteries est en grande partie la même que celle du propriétaire moyen : cela leur permet de collecter de l'énergie à partir de sources renouvelables telles que l'énergie solaire, éolienne et marémotrice, puis de libérer cette énergie pendant la soirée, améliorant ainsi la fiabilité du réseau énergétique.

    C'est là que nous arrivons au troisième volet de notre révolution énergétique.

    L'essor de l'Internet de l'énergie

    Il y a cet argument qui ne cesse d'être poussé par les opposants aux énergies renouvelables qui disent que puisque les énergies renouvelables (en particulier le solaire) ne peuvent pas produire d'énergie 24h/7 et XNUMXj/XNUMX, on ne peut pas leur faire confiance pour des investissements à grande échelle. C'est pourquoi nous avons besoin de sources d'énergie traditionnelles « de base » comme le charbon, le gaz ou le nucléaire lorsque le soleil ne brille pas.

    Ce que ces mêmes experts et politiciens omettent de mentionner, cependant, c'est que les centrales au charbon, au gaz ou nucléaires s'arrêtent tout le temps en raison de pièces défectueuses ou d'une maintenance planifiée. Mais lorsqu'ils le font, ils n'éteignent pas nécessairement les lumières des villes qu'ils desservent. Nous avons ce qu'on appelle un réseau énergétique national. Si une usine ferme, l'énergie d'une usine voisine prend instantanément le relais, répondant aux besoins en électricité de la ville.

    Avec quelques améliorations mineures, ce même réseau est ce que les énergies renouvelables utiliseront, de sorte que lorsque le soleil ne brille pas ou que le vent ne souffle pas dans une région, la perte d'énergie peut être compensée par d'autres régions où les énergies renouvelables produisent de l'électricité. Et en utilisant les batteries de taille industrielle mentionnées ci-dessus, nous pourrions stocker à moindre coût de grandes quantités d'énergie renouvelable pendant la journée pour les libérer le soir. Ces deux points signifient que l'éolien et le solaire peuvent fournir des quantités d'énergie fiables comparables aux sources d'énergie de base traditionnelles.

    Ce nouveau réseau d'échanges d'énergies renouvelables à l'échelle nationale et industrielle constituera un futur « Internet de l'énergie » - un système dynamique et autorégulé qui (comme Internet lui-même) est à l'abri de la plupart des catastrophes naturelles et des attaques terroristes, tout en n'étant pas contrôlé. par personne monopole.

    En fin de compte, l'énergie renouvelable va se produire, mais cela ne signifie pas que les intérêts acquis ne tomberont pas sans combat.

    Solar mange le déjeuner des services publics

    Assez drôle, même si la combustion du charbon pour l'électricité était gratuite (ce qui est largement le cas en Australie, l'un des plus grands exportateurs de charbon au monde), il en coûte toujours de l'argent pour entretenir et exploiter la centrale électrique, puis transporter son électricité sur des centaines de kilomètres de lignes électriques pour atteindre votre domicile. Toutes ces infrastructures représentent une grande partie de votre facture d'électricité. Et c'est pourquoi tant d'habitants du Queensland dont vous avez entendu parler ci-dessus ont choisi d'éviter ces coûts en produisant leur propre électricité à la maison...c'est juste l'option la moins chère.

    À mesure que cet avantage de coût solaire s'accélère dans les zones suburbaines et urbaines du monde entier, de plus en plus de personnes se retireront de leurs réseaux énergétiques locaux en partie ou en totalité. Cela signifie que les coûts de maintenance de l'infrastructure de services publics existante seront supportés par de moins en moins de personnes, augmentant potentiellement les factures d'électricité mensuelles et créant une incitation financière encore plus importante pour les « adopteurs solaires tardifs » à investir enfin dans l'énergie solaire. C'est la spirale de la mort à venir qui empêche les entreprises de services publics de dormir la nuit.

    En regardant ce train de marchandises foncer, certaines des entreprises de services publics les plus arriérées ont choisi de combattre cette tendance jusqu'au bout. Ils ont fait pression pour modifier ou mettre fin aux politiques de « facturation nette » qui permettent aux propriétaires de revendre l'excédent d'énergie solaire dans le réseau. D'autres s'efforcent d'amener les législateurs à approuver les surtaxes sur les installations solaires, tandis que d'autres s'emploient à geler ou réduire les besoins en énergie renouvelable et efficace ils ont été légiférés pour se rencontrer.

    Fondamentalement, les entreprises de services publics tentent d'amener les gouvernements à subventionner leurs opérations et, dans certains cas, à légiférer leurs monopoles sur les réseaux énergétiques locaux. Ce n'est certainement pas du capitalisme. Et les gouvernements ne devraient pas avoir pour mission de protéger les industries contre les nouvelles technologies perturbatrices et supérieures (c'est-à-dire l'énergie solaire et autres énergies renouvelables) qui ont le potentiel de les remplacer (et de profiter au public en plus).

    Mais alors que d'énormes sommes d'argent de lobbying sont dépensées pour essayer de ralentir l'avancée du solaire et d'autres énergies renouvelables, les tendances à long terme sont fixes : le solaire et les énergies renouvelables devraient manger le déjeuner des services publics. C'est pourquoi les entreprises de services publics avant-gardistes adoptent une approche différente.

    Les services publics de l'ancien monde contribuent à diriger le nouvel ordre énergétique mondial

    Bien qu'il soit peu probable que la plupart des gens se débranchent complètement du réseau - qui sait, que se passe-t-il lorsque votre futur fils conduit ivre votre Tesla dans la batterie de votre garage - la plupart des gens commenceront à utiliser de moins en moins leur réseau électrique local au fil des décennies. .

    Avec l'écriture sur le mur, quelques services publics ont décidé de devenir des leaders dans le futur réseau d'énergie renouvelable et distribuée. Par exemple, un certain nombre de services publics européens investissent une partie de leurs bénéfices actuels dans de nouvelles infrastructures d'énergie renouvelable, telles que l'énergie solaire, éolienne et marémotrice. Ces services publics ont déjà bénéficié de leur investissement. Les énergies renouvelables distribuées ont contribué à réduire la pression sur les réseaux électriques pendant les chaudes journées d'été lorsque la demande était élevée. Les énergies renouvelables réduisent également le besoin des services publics d'investir dans de nouvelles et coûteuses centrales électriques et lignes de transmission.

    D'autres entreprises de services publics envisagent encore plus loin de passer de simples fournisseurs d'énergie à des fournisseurs de services énergétiques. SolarCity, une startup qui conçoit, finance et installe des systèmes d'énergie solaire, a commencé à basculer vers un modèle basé sur les services où ils possèdent, entretiennent et exploitent les batteries domestiques des gens.

    Dans ce système, les clients paient des frais mensuels pour avoir des panneaux solaires et une batterie domestique installés dans leur maison - potentiellement connectés à un réseau énergétique communautaire hyper-local (micro-réseaux) - et font ensuite gérer leur énergie domestique par le service public. Les clients ne paieraient que pour l'énergie qu'ils consomment et les petits consommateurs d'énergie verraient leurs factures d'énergie réduites. Ils peuvent même réaliser un profit en utilisant le surplus d'énergie généré par leurs maisons pour alimenter leurs voisins les plus gourmands en électricité.

    Ce que signifie réellement une énergie presque gratuite, illimitée et propre

    D'ici 2050, une grande partie du monde devra remplacer entièrement son réseau énergétique et ses centrales électriques vieillissants. Remplacer cette infrastructure par des énergies renouvelables moins chères, plus propres et maximisant l'énergie est tout simplement logique sur le plan financier. Même si le remplacement de cette infrastructure par des énergies renouvelables coûte le même prix que son remplacement par des sources d'énergie traditionnelles, les énergies renouvelables sont toujours gagnantes. Pensez-y : contrairement aux sources d'énergie traditionnelles et centralisées, les énergies renouvelables distribuées ne portent pas le même bagage négatif que les menaces à la sécurité nationale des attaques terroristes, l'utilisation de carburants sales, les coûts financiers élevés, les effets néfastes sur le climat et la santé et la vulnérabilité aux attaques à grande échelle. pannes de courant

    Les investissements dans l'efficacité énergétique et les énergies renouvelables peuvent sevrer le monde industriel du charbon et du pétrole, faire économiser des milliers de milliards de dollars aux gouvernements, faire croître l'économie grâce à de nouveaux emplois dans l'installation de réseaux renouvelables et intelligents et réduire nos émissions de carbone d'environ 80 %.

    Alors que nous nous dirigeons vers cette nouvelle ère énergétique, la question que nous devons nous poser est : à quoi ressemble vraiment un monde avec une énergie illimitée ? Quel impact cela aura-t-il sur notre économie ? Notre culture? Notre mode de vie ? La réponse est : plus que vous ne le pensez.

    Nous explorerons à quoi ressemblera ce nouveau monde à la fin de notre série sur l'avenir de l'énergie, mais nous devons d'abord mentionner les autres formes d'énergie renouvelable et non renouvelable qui pourraient alimenter notre avenir. Ensuite : Renouvelables contre les Wildcards Thorium et Fusion Energy: Future of Energy P5.

    LIENS DE LA SÉRIE AVENIR DE L'ÉNERGIE

    La mort lente de l'ère de l'énergie carbonique : Future of Energy P1

    Pétrole! Le déclencheur de l'ère du renouvelable : Future of Energy P2

    Essor de la voiture électrique : Future of Energy P3

    Renouvelables contre les jokers énergétiques Thorium et Fusion: Future of Energy P5

    Notre avenir dans un monde riche en énergie : Future of Energy P6

    Prochaine mise à jour prévue pour cette prévision

    2023-12-13

    Références prévisionnelles

    Les liens populaires et institutionnels suivants ont été référencés pour cette prévision :

    Réinventer le feu
    L'économiste ;
    Bloomberg (8)

    Les liens Quantumrun suivants ont été référencés pour cette prévision :