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Énergies renouvelables contre les jokers du thorium et de l'énergie de fusion : l'avenir de l'énergie P5

David Tal, éditeur, futuriste
@DavidTalWrites
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Mardi, 09 / 15 / 2020 - 10: 23

Tout comme le fait que l'énergie solaire ne génère pas d'énergie 24 heures sur 7, XNUMX jours sur XNUMX, elle ne fonctionne pas très bien dans certains endroits du monde par rapport à d'autres. Croyez-moi, venant du Canada, il y a des mois où vous voyez à peine le soleil. C'est probablement bien pire dans les pays nordiques et en Russie, ce qui explique peut-être aussi la quantité importante de heavy metal et de vodka consommée là-bas.

Mais comme mentionné dans le partie précédente de cette série Future of Energy, l'énergie solaire n'est pas le seul jeu renouvelable en ville. En fait, il existe une variété d'options d'énergie renouvelable dont la technologie se développe aussi rapidement que l'énergie solaire et dont les coûts et la production d'électricité dépassent (dans certains cas) l'énergie solaire.

D'un autre côté, nous allons également parler de ce que j'aime appeler les « énergies renouvelables génériques ». Ce sont de nouvelles sources d'énergie incroyablement puissantes qui ne produisent aucune émission de carbone, mais dont les coûts secondaires sur l'environnement et la société doivent encore être étudiés (et peuvent s'avérer nocifs).

Au total, le point que nous allons explorer ici est que si le solaire deviendra la source d'énergie dominante d'ici le milieu du siècle, l'avenir sera également composé d'un cocktail énergétique d'énergies renouvelables et de jokers. Alors commençons par le renouvelable qui NIMBY autour du monde déteste avec passion.

L'éolien, ce que Don Quichotte ne savait pas

Lorsque les experts parlent d'énergie renouvelable, la plupart associent les parcs éoliens aux solaires. La raison? Eh bien, parmi toutes les énergies renouvelables sur le marché, les éoliennes géantes sont les plus visibles - elles dépassent comme des pouces endoloris le long des champs des agriculteurs et des vues isolées (et pas si isolées) du front de mer dans de nombreuses régions du monde.

Mais alors qu'un circonscription vocale les déteste, dans certaines parties du monde, ils révolutionnent le mix énergétique. C'est parce que si certains pays ont la chance d'avoir du soleil, d'autres ont du vent et beaucoup de vent. Ce qui était autrefois un désagrément de destruction de parapluies, de volets de fenêtre et de ruine de coiffure a été cultivé (surtout au cours des cinq à sept dernières années) en une centrale électrique de production d'énergie renouvelable.

Prenez les pays nordiques, par exemple. L'énergie éolienne s'est développée à un rythme si rapide en Finlande et au Danemark qu'ils engloutissent les marges bénéficiaires de leurs centrales électriques au charbon. Ce sont d'ailleurs des centrales au charbon censées protéger ces pays des énergies renouvelables « peu fiables ». Maintenant, le Danemark et la Finlande prévoient de mettre sous cocon ces centrales électriques, 2,000 XNUMX mégawatts d'énergie sale, hors du système par 2030.

Mais ce n'est pas tout ! Le Danemark est devenu si gangbuster en matière d'énergie éolienne qu'il prévoit d'éliminer complètement le charbon d'ici 2030 et de faire passer l'ensemble de son économie à l'énergie renouvelable (principalement éolienne) par 2050. Pendant ce temps, de nouvelles conceptions d'éoliennes (ex. UN, deux) sortent tout le temps, ce qui pourrait révolutionner l'industrie et potentiellement rendre l'énergie éolienne aussi attrayante pour les pays riches en soleil que pour les pays riches en vent.

Cultiver les vagues

Liée aux éoliennes, mais enfouie profondément sous la mer, se trouve la troisième forme d'énergie renouvelable la plus en vogue : l'énergie marémotrice. Les moulins à marée ressemblent aux moulins à vent, mais au lieu de collecter l'énergie du vent, ils collectent leur énergie des marées océaniques.

Les fermes marémotrices ne sont pas aussi populaires et n'attirent pas autant d'investissements, comme l'énergie solaire et éolienne. Pour cette raison, la marée ne sera jamais un acteur majeur du mix renouvelable en dehors de quelques pays, comme le Royaume-Uni. C'est dommage car, selon le Marine Foresight Panel du Royaume-Uni, si nous capturions seulement 0.1 % de l'énergie cinétique des marées de la Terre, cela suffirait à alimenter le monde.

L'énergie marémotrice présente également des avantages uniques par rapport au solaire et au vent. Par exemple, contrairement au solaire et au vent, les marées fonctionnent vraiment 24h/7 et XNUMXj/XNUMX. Les marées sont presque constantes, vous savez donc toujours combien d'énergie vous générerez au cours d'une journée donnée, ce qui est idéal pour la prévisibilité et la planification. Et le plus important pour les NIMBY là-bas, puisque les fermes marémotrices se trouvent au fond de l'océan, elles sont effectivement hors de vue, loin de l'esprit.

Énergies renouvelables à l'ancienne : hydro et géothermie

Vous pourriez penser qu'il est étrange que lorsque nous parlons d'énergies renouvelables, nous n'accordions pas beaucoup de temps d'antenne à certaines des formes d'énergies renouvelables les plus anciennes et les plus largement adoptées : l'hydroélectricité et la géothermie. Eh bien, il y a une bonne raison à cela : le changement climatique érodera bientôt la production d'électricité de l'hydroélectricité, tandis que la géothermie deviendra moins économique que l'énergie solaire et éolienne. Mais creusons un peu plus.

La plupart des barrages hydroélectriques du monde sont alimentés par de grands fleuves et lacs qui sont eux-mêmes alimentés par la fonte saisonnière des glaciers des chaînes de montagnes voisines et, dans une moindre mesure, par les eaux souterraines des régions pluvieuses situées au-dessus du niveau de la mer. Au cours des prochaines décennies, le changement climatique devrait réduire (fondre ou assécher) la quantité d'eau provenant de ces deux sources d'eau.

Un exemple de cela peut être vu au Brésil, un pays avec l'un des bouquets énergétiques les plus verts au monde, générant plus de 75 % de son énergie à partir de l'énergie hydroélectrique. Ces dernières années, la diminution des précipitations et l'augmentation des sécheresses ont causé des coupures de courant régulières (pannes et pannes de courant) pendant une grande partie de l'année. Ces vulnérabilités énergétiques deviendront de plus en plus courantes au fil des décennies, obligeant les pays qui dépendent de l'hydroélectricité à investir leurs dollars renouvelables ailleurs.

En attendant, le concept de géothermie est assez basique : en dessous d'une certaine profondeur, la Terre est toujours chaude ; percez un trou profond, faites tomber des tuyaux, versez de l'eau, récupérez la vapeur chaude qui monte et utilisez cette vapeur pour alimenter une turbine et générer de l'énergie.

Dans certains pays comme l'Islande, où ils sont « bénis » avec un grand nombre de volcans, la géothermie est un énorme générateur d'énergie gratuite et verte – elle produit près de 30 % de l'électricité de l'Islande. Et dans certaines régions du monde qui ont des caractéristiques tectoniques similaires, c'est une forme d'énergie dans laquelle il vaut la peine d'investir. Mais presque partout ailleurs, les centrales géothermiques coûtent cher à construire et avec le solaire et l'éolien dont le prix diminue chaque année, la géothermie ne le fera tout simplement pas. être en mesure de concourir dans la plupart des pays.

Les énergies renouvelables génériques

Les opposants aux énergies renouvelables disent souvent qu'en raison de leur manque de fiabilité, nous devons investir dans des sources d'énergie importantes, établies et sales, comme le charbon, le pétrole et le gaz naturel liquéfié, pour fournir des quantités constantes d'énergie pour répondre à nos besoins. Ces sources d'énergie sont appelées sources d'énergie « de base » car elles ont traditionnellement servi de colonne vertébrale à notre système énergétique. Mais dans certaines parties du monde, en particulier des pays comme la France, le nucléaire a été la source d'énergie de base de choix.

Le nucléaire fait partie du bouquet énergétique mondial depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale. Bien qu'il produise techniquement une quantité substantielle d'énergie sans carbone, les effets secondaires en termes de déchets toxiques, d'accidents nucléaires et de prolifération des armes nucléaires ont rendu les investissements modernes dans le nucléaire pratiquement impossibles.

Cela dit, le nucléaire n'est pas le seul jeu en ville. Il existe deux nouveaux types de sources d'énergie non renouvelables qui méritent d'être évoquées : le thorium et l'énergie de fusion. Considérez-les comme une énergie nucléaire de nouvelle génération, mais plus propre, plus sûre et beaucoup plus puissante.

Thorium et fusion au coin de la rue ?

Les réacteurs au thorium fonctionnent au nitrate de thorium, une ressource quatre fois plus abondante que l'uranium. Ils génèrent également beaucoup plus d'énergie que les réacteurs alimentés à l'uranium, produisent moins de déchets, ne peuvent pas être transformés en bombes de qualité militaire et sont pratiquement à l'épreuve de la fusion. (Regardez une explication de cinq minutes sur les réacteurs au thorium ici.)

Pendant ce temps, les réacteurs à fusion fonctionnent essentiellement à l'eau de mer ou, pour être exact, à une combinaison des isotopes de l'hydrogène, le tritium et le deutérium. Là où les réacteurs nucléaires génèrent de l'électricité en divisant les atomes, les réacteurs à fusion prennent une page du livre de jeu de notre soleil et essaient de fusionner les atomes ensemble. (Regardez une explication de huit minutes sur les réacteurs à fusion ici.)

Ces deux technologies génératrices d'énergie devaient arriver sur le marché à la fin des années 2040, bien trop tard pour vraiment faire une différence sur les marchés mondiaux de l'énergie, sans parler de notre lutte contre le changement climatique. Heureusement, cela pourrait ne pas être le cas pendant trop longtemps.

La technologie autour des réacteurs au thorium existe déjà en grande partie et est activement poursuivi par la Chine. En fait, ils ont annoncé leur intention de construire un réacteur au thorium pleinement fonctionnel dans les 10 prochaines années (au milieu des années 2020). Pendant ce temps, l'énergie de fusion a été chroniquement sous-financée pendant des décennies, mais récemment nouvelles de Lockheed Martin indique qu'un nouveau réacteur à fusion pourrait également être dans une décennie.

Si l'une de ces sources d'énergie est mise en ligne au cours de la prochaine décennie, elle enverra des ondes de choc sur les marchés de l'énergie. Le thorium et l'énergie de fusion ont le potentiel d'introduire des quantités massives d'énergie propre dans notre réseau énergétique plus rapidement que les énergies renouvelables, car elles n'auront pas besoin de nous pour recâbler le réseau électrique existant. Et comme il s'agit de formes d'énergie à forte intensité de capital et centralisées, elles seront très attrayantes pour les entreprises de services publics traditionnelles qui cherchent à lutter contre la croissance de l'énergie solaire.

À la fin de la journée, c'est un toss-up. Si le thorium et la fusion entrent sur les marchés commerciaux dans les 10 prochaines années, ils pourraient dépasser les énergies renouvelables comme l'avenir de l'énergie. Plus longtemps que cela et les énergies renouvelables l'emportent. Quoi qu'il en soit, une énergie bon marché et abondante est dans notre avenir.

Alors, à quoi ressemble vraiment un monde avec une énergie illimitée ? Nous répondons enfin à cette question dans sixième partie de notre série Future of Energy.