Les énergies renouvelables sont-elles vraiment vertes ?

Comment décarboner la production d’électricité et les systèmes de chauffage ? La réponse semble assez évidente : il s’agirait en effet de remplacer les énergies fossiles par des énergies renouvelables et nucléaires. La première solution, en particulier, a l’avantage de ne pas se reposer sur l’utilisation de ressources épuisables. Après tout, les rayons du soleil, le vent et les courants marins seront toujours présents – et en nombre illimité ! Pourtant, des questions se posent. Car, si les rejets de CO₂ peuvent sembler nuls dans le cas de l’éolien ou du solaire, tout n’est jamais si simple. Les énergies renouvelables sont-elles vraiment vertes ? Analysons l’impact carbone des technologies qui permettent de les exploiter !

Énergies renouvelables : quelles sont les émissions de CO₂ pour 1 kWh produit ?

À en croire certains discours médiatiques, les énergies vertes seraient entièrement propres. Autrement dit, elles n’émettraient aucun gaz à effet de serre dans l’atmosphère.

Bref, il s’agirait d’une solution « miracle » pour limiter le réchauffement climatique et ses effets.

Mais qu’en est-il vraiment ?

Pour récupérer l’énergie solaire ou celle du vent, puis la transformer en électricité ou en chaleur, nous avons besoin d’utiliser des technologies spécifiques : éoliennes, panneaux solaires thermiques ou photovoltaïques, etc.

Or, selon l’Ademe et le GIEC, les émissions de CO₂ pour 1 kWh d’électricité produite à l’aide de ces technologies s’élèvent à :

• 14,1 g pour une éolienne terrestre ;
• 15,6 g pour une éolienne hydraulique ;
• 43,9 g pour le photovoltaïque ;
• de 161 g à 1 038 g en moyenne pour le charbon, selon la technique employée (centrale à charbon pulvérisée, combustion, etc.) ;
• de 510 g à 1 170 g pour le pétrole (selon les technologies utilisées) ;
• 598 g en moyenne pour le gaz.

Alors, les énergies renouvelables sont-elles vraiment vertes ? Au regard de ces chiffres, le choix d’utiliser des énergies renouvelables plutôt que des énergies fossiles est indiscutable. Toutefois, les émissions de CO₂ n’en sont pas pour autant nulles, contrairement à ce que beaucoup de personnes pourraient croire.

Les énergies renouvelables sont-elles vraiment vertes ? Explications sur leurs émissions de CO₂

La majorité des éoliennes et panneaux solaires employés dans le monde sont fabriqués en Chine. Ainsi, en 2020, selon l’Institut de recherche dans l’énergie solaire Fraunhofer ISE (1), ce pays a produit 67 % des modules photovoltaïques mondiaux. Toujours selon le même institut, 95 % des modules sont fabriqués en Asie.

Or, le transport de ces technologies vers les autres pays du monde nécessite d’utiliser du pétrole, ressource non renouvelable et polluante. De plus, les usines chinoises fonctionnent avec une électricité fabriquée à 62 % avec du charbon (un important polluant atmosphérique). Or, ce sont bel et bien ces mêmes usines qui permettent de produire des panneaux solaires.

Il s’agit d’émissions indirectes, qui sont liées à l’extraction de ressources, la fabrication de dispositifs de production d’énergie, le transport et l’installation, la maintenance et l’entretien, le démantèlement et le recyclage. Ces émissions doivent bel et bien être prises en compte dans le calcul de la quantité de CO₂ émise, en plus des émissions directes (au moment d’utiliser les éoliennes ou panneaux photovoltaïques).

Terres rares, silicium utilisés dans la fabrication de dispositifs à énergies durables… S’agit-il de véritables problématiques ?

Les énergies renouvelables sont-elles vraiment vertes en sachant qu’elles nécessitent l’usage de terres rares ? Ces dernières font polémique : en effet, leur extraction est extrêmement polluante et, comme leur nom l’indique, il s’agit de matériaux « rares ». Heureusement, leur emploi au sein des éoliennes et des panneaux solaires reste marginal.

Les terres rares dans l’éolien

Ainsi, à horizon 2030, selon l’Ademe (2), la fabrication d’aimants permanents pour les éoliennes offshore nécessitera moins de 6 % des besoins mondiaux annuels en néodyme et un peu plus de 30 % des besoins mondiaux annuels en dysprosium. En ce qui concerne les éoliennes terrestres françaises, seules 6 % d’entre elles contiennent des terres rares.

Or, nous pouvons espérer que, d’ici là, d’autres solutions auront été trouvées pour limiter l’emploi de ces ressources dans l’éolien.

Néanmoins, un autre point doit retenir notre attention. Car les terres rares ne sont pas utilisées que dans les technologies servant à produire de l’électricité ! Au contraire, elles sont majoritairement employées dans des produits qui utilisent cette énergie. La problématique des terres rares porte donc davantage sur notre consommation d’outils électroniques : ordinateurs, smartphones, tablettes, objets connectés, voitures électriques, etc.

Le silicium dans le solaire

En ce qui concerne les panneaux solaires, ceux-ci sont principalement composés de silicium et de métaux recyclables, et non de terres rares.

Néanmoins, la production de silicium n’est pas exempte d’impacts environnementaux. Ainsi, les étapes d’extraction et de purification sont très polluantes. Au total, pour 1 kg de plaquette de silicium, 2 933 kWh d’électricité doivent être utilisés (3), ainsi que 280 kg de produits chimiques en tous genres (acides, solvants, chlore, etc.).

Les énergies renouvelables sont-elles vraiment vertes ? Le point sur les technologies de production et leur recyclage

Après 20 à 25 ans d’exploitation, les éoliennes sont en fin de vie : elles doivent être démantelées, puis recyclées. Or, les éoliennes sont composées de plusieurs matériaux, plus ou moins recyclables.

Ainsi, si l’acier, le béton, le cuivre et l’aluminium (qui composent à 90 % une éolienne) sont recyclables, ceci n’est pas forcément le cas des matériaux qui composent les pales. Néanmoins, depuis 2021, des progrès intéressants sont notés à ce sujet, avec la première pale recyclable construite (4). Le but, désormais, est de parvenir à une éolienne 100 % recyclable d’ici 2040.

En ce qui concerne les panneaux solaires et photovoltaïques, la Directive européenne 2012/19/UE relative aux déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE) impose aux fabricants de panneaux photovoltaïques de collecter et recycler les pièces en fin de vie (soit après environ 30 ans d’utilisation).

Cependant, les composants de ces panneaux sont à 95 % valorisables (5). Ce qui ne signifie malheureusement pas « recyclable » ! Ainsi, si l’aluminium est bel et bien recyclable à 100 %, cela n’est pas le cas du verre ni des polymères. Ces matériaux perdent leurs propriétés dans le processus de recyclage : ils sont donc moins performants et ne peuvent être réutilisés pour des éoliennes.

En ce qui concerne le silicium et l’argent, ils sont difficilement recyclables.

Quel est l’impact des énergies « vertes » sur la biodiversité ?

Au-delà du bilan carbone, se préoccuper de l’impact de nos technologies sur la biodiversité est essentiel. Biodiversité et réchauffement climatique sont étroitement liés : en détruisant l’un, nous risquons de détruire l’autre. Nous devons donc nous assurer que les nouvelles technologies décarbonées ne soient pas néfastes pour la faune et la flore.

Or, les panneaux solaires peuvent désorienter les insectes et oiseaux en reflétant les rayons du soleil. Les produits utilisés pour nettoyer ces dispositifs (sinon la performance chute) ruissellent dans le sol et les eaux, contribuant à leur pollution et donc à la destruction d’une faune et d’une flore locales.

En ce qui concerne les éoliennes, elles causent une surmortalité des oiseaux. Ainsi, la Ligue de Protection pour les Oiseaux (LPO) indique que, en France, sur un an, 1 102 cadavres d’oiseaux ont été retrouvés sous des éoliennes terrestres. Il s’agit principalement d’oiseaux migrateurs et de rapaces, qui sont des espèces protégées.

Si ce chiffre peut sembler assez faible, il est à relativiser : par exemple, des cadavres ont pu être emportés par des animaux carnivores et des charognards (et ne sont donc pas comptabilisés).

Enfin, les installations hydroélectriques, quant à elles, perturbent les milieux marins, causant une destruction de la faune et de la flore, une modification des températures et débits (par conséquent des habitats biologiques), etc.

Les énergies renouvelables peuvent-elles remplacer les énergies fossiles ?

C’est une question à laquelle de nombreux scientifiques ont déjà essayé de répondre.

Heureusement, l’Histoire facilite l’émergence d’hypothèses fiables. Ainsi, l’arrivée du nucléaire et des énergies renouvelables n’a pas empêché le monde de continuer l’exploitation du charbon, que l’on sait pourtant être un gros contributeur du réchauffement climatique.

Ainsi, les données de l’Agence internationale de l’énergie montrent que la consommation d’énergie mondiale ne cesse d’augmenter. Elles mettent également en évidence que, si la quantité de gaz naturel ou de charbon utilisée pour la production d’énergie augmente, la part des énergies renouvelables et du nucléaire, quant à elle, n’augmente que très faiblement.

Alors, que faut-il retenir de cela ? Parviendrons-nous un jour à remplacer une énergie par une autre ? L’Histoire semble montrer que, au contraire, une nouvelle énergie vient s’ajouter à une autre, augmentant de ce fait notre consommation mondiale d’énergie.

L’enjeu reste alors d’inverser la tendance. Comment ? Diminuer notre consommation, et non l’augmenter, semble être l’une des seules réponses possibles…

En conclusion, les énergies renouvelables sont-elles vraiment vertes ? Si elles présentent de nombreux avantages, elles ne sont pas exemptes de certaines problématiques environnementales. Toutes n’ont pas été réglées à ce jour : néanmoins les innovations technologiques et les progrès scientifiques pourraient bien lever ces quelques problèmes.

Néanmoins, une autre question est à considérer : celle du temps. En effet, compte tenu de l’urgence climatique actuelle, serons-nous en mesure de remplacer toutes les énergies fossiles et nucléaires par des énergies renouvelables suffisamment vite ? De plus, notre système économique, qui se base sur une croissance constante, permettra-t-il de voir la consommation d’énergie se stabiliser, voire diminuer, plutôt qu’augmenter ? Seul l’avenir nous le dira.

Sources :

(1) https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/de/documents/publications/studies/Photovoltaics-Report.pdf

(2) https://librairie.ademe.fr/energies-renouvelables-reseaux-et-stockage/492-terres-rares-energies-renouvelables-et-stockage-d-energies.html

(3) https://ecoinfo.cnrs.fr/2010/10/20/le-silicium-les-impacts-environnementaux-lies-a-la-production/

(4) https://www.edf-renouvelables.com/premiere-mondiale-siemens-gamesa-lance-et-commercialise-la-premiere-pale-deolienne-au-monde-entierement-recyclable/

(5) https://solairepv.fr/est-ce-quun-panneau-photovoltaique-peut-se-recycler/