L’électricité reste indispensable dans de nombreuses activités humaines. Pourtant, elle représente encore la principale cause des émissions de CO2 dans le monde. Pour produire de l’électricité, il faut en effet une source d’énergie primaire telle que le charbon, le gaz, le vent, l’uranium ou autres. Avec la déforestation et le réchauffement climatique menaçant en permanence l’atmosphère terrestre, il devient essentiel de penser à limiter les émissions de gaz carbonique en proposant d’autres solutions électriques. Ainsi, d’autres alternatives plus écologiques sont de mises pour obtenir les plus faibles émissions de carbone.
Quelles sont les émissions de CO2 liées à la production électrique mondiale ?
Afin de comprendre plus facilement, il faut savoir pourquoi la production électrique est polluante. Cela est tout simplement dû au mécanisme à enclencher pour sa création. En effet, le courant électrique provient d’un déplacement d’électrons. Si l’on devait s’exprimer de manière plus technique, le courant est obtenu à partir de la conversion d’un mouvement mécanique en énergie électrique. Pour créer ce mouvement, les méthodes sont nombreuses, mais la rotation d’une turbine semble être la plus facile à mettre au point. Malheureusement, pour faire tourner la turbine les centrales utilisent de la vapeur d’eau. Pour obtenir cette dernière, il faut consommer de l’énergie, souvent fossile.
Selon l’agence internationale de l’énergie (AIE), les émissions mondiales de CO2 provenant de l’électricité équivalent à 41 % du total des émissions dues à la combustion d’énergie. Cela représente plusieurs milliards de tonnes de gaz carbonique. Rien qu’en Chine, le secteur de l’énergie (électrique ou non) représente 83 % des émissions de CO2 du pays.
En revanche, dans l’Union européenne, les émissions de GES liées à la production électrique sont de 28,9 % soit environ 3,8 Gt CO2 eq. La part de l’émission de carbone est de 81 %, et 10 % viennent du méthane.
Pour la France, les émissions annuelles de gaz à effet de serre sont de 445 Mt CO2 eq, avec 74,5 % pour le CO2 et 12,6 % pour les émissions de méthane (CH4). Il est à noter que ces émissions correspondent également au périmètre du protocole de Kyoto (métropole et outremer).
Malgré ces chiffres qui semblent astronomiques, l’électricité produite dans la plupart des pays développés connaît une baisse proportionnelle des émissions de CO2 par rapport aux années 1990. Cela est dû à un effort de réduction des émissions pour la lutte contre le réchauffement climatique.
Les modes de production les plus et les moins émetteurs de CO2 pour la production d’électricité
Les centrales thermiques à flamme
Les centrales thermiques à flamme sont les plus répandues pour la production d’électricité. Cela est dû au fait qu’elles sont les moins coûteuses. Ici, le mécanisme repose sur l’utilisation des énergies fossiles comme combustible, notamment le charbon, la ressource pétrolière, le gaz naturel ou la biomasse (déchets ménagers et végétaux).
Ce mode de production d’énergie contribue actuellement à 40 % de l’électricité produite dans le monde grâce à son efficacité énergétique et son prix. Pourtant, c’est la méthode qui émet le plus de dioxyde de carbone par kWh produit. Pour les pays comme la Chine ou l’Inde, par exemple, l’empreinte carbone est très élevée à cause de l’utilisation du charbon comme combustibles fossiles.
Les centrales nucléaires
Pour produire de l’électricité, les centrales nucléaires emploient la chaleur provenant de la fission des atomes d’uranium 235 ou de plutonium 239. Les émissions moyennes provenant de ce type de centrales sont moins élevées que celles des centrales thermiques. Si ces centrales posent d’autres soucis, en particulier l’extraction, l’enrichissement et le retraitement des déchets radioactifs, c’est aujourd’hui l’une des sources les moins émettrices de CO2 pour la production d’énergie électrique.
Les centrales hydrauliques et les éoliennes
Toujours dans cet objectif de réduction des émissions de gaz à effet de serre, il existe des centrales qui se nourrissent du vent et de l’eau pour actionner les turbines. L’énergie électrique est donc obtenue sans avoir recours aux énergies fossiles.
Celles utilisant les barrages sont appelées centrales hydrauliques. Elles s’alimentent de la force de l’eau (chutes d’eau naturelles, barrage, marées, courants). Depuis quelque temps, on retrouve de nouvelles technologies qui utilisent la mer comme source d’énergie. Il y a par exemple les hydroliennes, une sorte d’éolienne sous-marine, qui sont entrainées par les courants marins.
Les centrales fonctionnant avec le vent, quant à elles, sont les éoliennes. Elles sont facilement remarquables avec leurs immenses pales qui servent pour le captage du vent. Généralement, pour subvenir aux besoins énergétiques d’une petite ville, les centrales éoliennes doivent contenir entre 5 et 50 machines.
Les centrales solaires photovoltaïques
Composée de panneaux, la centrale solaire photovoltaïque exploite l’énergie provenant de la lumière du soleil. Il est important de ne pas confondre ce mode de production avec la centrale thermique solaire. Ici, c’est directement le rayonnement solaire qui produit l’énergie, sans l’aide de miroirs.
Comparatif des émissions de CO2 des modes de production
Voici un comparatif de l’intensité carbone produite par chaque mode de production.
Pour l’énergie fossile, les chiffre en kgCO2e/kwh :
- centrale gaz = 0,418
- centrale fioul = 0,73
- centrale charbon = 1,06
Pour l’énergie renouvelable :
- centrale hydraulique = 0,006
- éolien terrestre = 0,014 1
- éolien en mer = 0.0156
Pour la centrale nucléaire, le bilan carbone est de 0,006 kgCO2e/kwh.
On remarque donc que le taux de rejets de gaz carbonique venant de la centrale hydraulique est identique à celui d’une centrale nucléaire. La différence repose sur le fait que la centrale hydraulique ne permet pas de compenser à elle seule la consommation énergétique d’une grande ville.
Par contre, cela ne signifie pas que la centrale nucléaire n’impacte pas sur le plan environnemental. Pour sa construction, il est nécessaire de recourir à de l’énergie et des matières premières polluantes. De plus, elle pose la problème de la gestion des déchets en fin de vie.
Ainsi, les énergies renouvelables sont celles qui permettent au mieux de limiter les émissions de CO2.
Quelles sont les pistes pour réduire les émissions carbone liées à la production d’énergie ?
Pour la lutte contre le changement climatique, un recours intergouvernemental comme l’accord de Paris a été instauré pour atténuer les émissions de gaz carbonique au maximum. Cela consiste à faire un mix énergétique en attendant d’atteindre la neutralité carbone souhaitée pour les prochaines années. Sur ce point, il est à noter que la croissance économique des pays contribue à la croissance des émissions. Ainsi, selon les estimations de l’agence internationale de l’énergie, la production électrique mondiale devrait doubler d’ici 2040, en particulier pour les pays tels que la Chine, l’Inde ou les États-Unis. Cela est dû au besoin en électricité qui ne cesse de croître pour le bon développement des diverses industries (entreprises, commerces, services publics, etc.).
Or, le plan énergie-climat devient de plus en plus important pour l’environnement. Le but du mix énergétique est donc de procéder par étape à une transition énergétique pour que d’ici 2050, les énergies vertes deviennent les principales sources d’énergie dans le monde. Pour le cas de la France, par exemple, l’AIE estime que si actuellement le pays emploie les énergies renouvelables à hauteur de 11 %. Cela devrait passer à plus de 16 % pour les systèmes solaires photovoltaïques avec une baisse des émissions supplémentaires de 11 % grâce aux centrales solaires en 2050.
Pour cela, l’État incite à l’utilisation du système solaire photovoltaïque, et cela même pour un usage résidentiel. Avec l’énergie solaire, on pourra obtenir une limite des émissions cumulées de plus de 6 milliards de tonnes de dioxyde de carbone par an. Cela équivaut aux émissions totales de CO2 liées au secteur des transports à ce jour.
La réduction des émissions par habitant
Pour la réduction des émissions par habitant, il existe quelques techniques pour obtenir des économies énergétiques. Cela peut aller des simples ajustements comportementaux aux travaux majeurs d’installation. On peut notamment adopter l’autoconsommation solaire ou l’utilisation des technologies low-tech. Ici, le but n’est pas uniquement de réduire la facture d’électricité, mais également de limiter les émissions de CO2.
Compenser les émissions de carbone
Malgré les efforts de lutte contre le réchauffement climatique, il existe des émissions de carbone encore impossibles à limiter. Afin de réduire l’impact de ces émissions, il est possible d’opter pour des politiques de compensation carbone. Mais est-ce une bonne ou une mauvaise idée ? Le concept repose sur le recours aux projets environnementaux permettant de capter du carbone. En d’autres termes, les particuliers et les entreprises peuvent soutenir un projet pour équilibrer leur empreinte carbone. Il peut s’agir d’un projet de déploiement de technologies avec de l’énergie renouvelable ou de plantation d’arbres pour l’absorption de CO2.
Et l’empreinte carbone du numérique dans tout cela ?
Le numérique consomme entre 10 et 15 % de l’électricité au niveau mondial. Si le numérique était un pays, il serait le 3ème consommateur d’électricité derrière la Chine et les Etats-Unis d’Amérique. Et cette consommation augmente de plus de 6% chaque année. Il est ainsi responsable de plus de 6% des émissions de CO2 dans le monde en 2020.
Avec le recours toujours plus important aux sites, applications, réseaux, streaming, etc … cette consommation va continuer à croître. Sans oublier l’impact environnemental des data center.
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