Energies renouvelables (ER)

Energies renouvelables : Filières et ressources

Définition des énergies renouvelables et ses différentes filières

Les énergies renouvelables sont les formes finales d’énergie (travail, électricité, chaleur, froid, combustible) issues de la conversion de sources renouvelables.
Les sources d’énergie renouvelables sont des énergies de flux qui se régénèrent en permanence au rythme du soleil et de ses dérivés (le vent, les cours d’eau, les vagues, les courants marins, la chaleur naturelle et la croissance de la biomasse), ainsi que des marées et de la chaleur naturelle de la terre. Il faut veiller à ce que la valorisation de la ressource ne limite pas sa disponibilité future.
Les systèmes de conversion diffèrent selon la source d’énergie et la forme d’énergie finale (voir schéma).


Vent Eolienne (parc, isolée) Electricité
Eolienne de pompage, Voile Travail
Cours d'eau Moulin à eau, Centrale hydroélectrique Travail ou électricité
Marée - Vague - Courant marin Centrale marémotrice, Centrale marine
Gradient de salinité Centrale électrique (pression ou électrochimique)
Soleil Chauffe-eau solaire, Séchoir et four solaire Chaleur
Syst. phtovoltaÏque, Centrale thermodynamique Electricité (Chaleur)
Réfrigération solaire Froid

Biomasse

Aliment Métabolisme Travail

Bois et assimilés

Biogaz

Biocarburant

Equipement de combustion Chaleur
Moteur Travail et électricité
Cogénération Chaleur et électricité

Chaleur "naturelle"

(géothermique, océanique ou solaire indirect)

Architecture bioclimatique Chaleur
Ventilation naturelle, Puits canadien Chaleur ou froid
Pompe à chaleur, Chauffe-eau thermodynamique Chaleur
Puits géothermique Chaleur (électricité)

Figure : Schéma de conversion des énergies renouvelables. Source APERe

 

Ressource belge en énergies renouvelables: Une question d'espace dédié à leur exploitation

La quantité d’énergie renouvelable disponible dépend des surfaces dédiées à l’exploitation des sources renouvelables, des caractéristiques énergétiques locales des sources et de la performance des systèmes de conversion mis en œuvre.

La variabilité dans le temps de chacun des flux renouvelables (soleil, vent, cours d’eau, récoltes de biomasse, chaleur naturelle) nous amène à privilégier leur combinaison, la dispersion géographique des systèmes, l’interconnexion des réseaux électriques et une gestion de la demande couplée avec du stockage (très courte durée et journalier)

Le tableau ci-après permet de calculer les ressources énergétiques primaires brutes disponibles à l'échelle locale en Belgique, ainsi que les quantités d'énergie finale potentiellement disponibles, sur base des technologies actuelles.

Tableau : Ressource énergétique belge par km² de territoire exploité.

Estimation APERe à partir des données suivantes:
•    Soleil: données de ressource observées et mesurées. (Source: IRM)
•    Solaire photovoltaïque: Rendement de conversion de 5 à 20%
•    Solaire thermique: Rendement de conversion de 10 à 50%
•    Eolien onshore: Densité d’installation (6 à 15 MW/km²) et taux de charge annuel des technologies actuelles (15% - 30%). (Source Elia, EnergizAIR)
•    Eolien offshore: Densité d’installation (10 à 15 MW/km²) et taux de charge annuel des technologies actuelles (30% - 45%) (Source Elia, EnergizAIR)
•    Courants marins et vagues : BELGIAN OCEAN ENERGY ASSESSMENT, SSD, Mathys and al, 2011
•    Chaleur naturelle: Flux de conduction thermique des roches du sous-sol ≈ 0,110 W/m² et gradient thermique de 30°C/km
•    Biomasse: Rendement annuel de photosynthèse: 0,6 %

 
Par exemples, l’implantation d’une technologie comme le photovoltaïque sur un km² va permettre de produire jusqu’à 200 GWh (voir le tableau ci-dessus). En priorité, elle équipera les espaces déjà occupés que sont les toitures et autres infrastructures déjà existantes ou prévues. Un km² qui recevrait un projet éolien (5 éoliennes) pourrait produire jusqu'à 40 GWh tout en restant disponible pour toutes les productions agricoles ou forestières, combinaison bien intéressante dans ce cas. Une distance minimale devra être respectée entre le parc éolien et l’habitat.

Pour mesurer le potentiel énergétique d’une région, il faut identifier les surfaces qui peuvent être rendues disponibles pour l’implantation des installations d’énergies renouvelables. La surface de la Belgique est de 30.528 km² et la Belgique dispose de 3.420 km² de territoire maritime.
 
A vos calculettes :
 
  • 10% du territoire belge (3.000 km²) avec une présence éolienne (cinq éoliennes par km²), produiraient chaque année l’équivalent de la consommation électrique belge (80 TWh).
  • 2,5% du territoire belge, 800 km², de surface photovoltaïque, produiraient chaque année l’équivalent de la consommation électrique belge (80 TWh).
 
A titre de comparaison, les zones artificialisées en Wallonie représentent un peu moins de 15% du territoire wallon, dont les routes qui ont une emprise au sol de 4,4% (CPDT 2011). Cette proportion est plus importante en Flandre.
 
 
Fig. Surface pour produire localement l'équivalent de la consommation électrique annuelle de la Belgique. Extait de la conférence 'Renouvelables et URE dans la transition énergeétique.
 
Le potentiel énergétique belge des énergies renouvelables est défini par les surfaces que l’on met en œuvre pour une exploitation énergétique des flux renouvelables. L’aménagement du territoire est donc un levier essentiel d’une politique de développement des énergies renouvelables et inversement il peut être un frein. Des choix d’aménagement du territoire et d’urbanisme sont à faire avec une vision à long terme qui intègre la transition énergétique.
 
Jusqu’où sommes-nous prêts à occuper de l’espace pour disposer de cette énergie ? Voilà probablement la principale limite dans la disponibilité de l’énergie de demain. Mais le besoin d'espace peut être fortement réduit en œuvrant l’utilisation rationnelle de l’énergie (URE). L'URE maîtrise la consommation et la déplace selon la disponibilité des flux.
 

Au-delà de l’aspect énergétique, les énergies renouvelables par leur caractère décentralisé sont une réelle opportunité socio-économique. Les activités économiques de la chaîne énergétique sont des débouchés pour nos entreprises et les dynamiques locales. L’emploi et les retombées pour les recettes publiques viennent ainsi s’ajouter à l’allègement de la balance commerciale et du renforcement de la sécurité d’approvisionnement.

 

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Antenne d'exploitation :
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