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La révolution silencieuse : comment les énergies renouvelables transforment la production d’électricité dans le monde entier

La révolution silencieuse : comment les énergies renouvelables transforment la production d’électricité dans le monde entier

La révolution silencieuse : comment les énergies renouvelables transforment la production d’électricité dans le monde – Image : Xpert.Digital

Quand le charbon capitule : le point de bascule de l'histoire énergétique mondiale est atteint.

Le tournant que plus personne ne peut arrêter

Le secteur énergétique mondial traverse une période historique dont l'importance est capitale. Au premier semestre 2025, un changement de paradigme, prédit depuis des décennies par les experts, s'est produit : pour la première fois de l'histoire, les énergies renouvelables ont produit plus d'électricité à l'échelle mondiale que le charbon, remplaçant ainsi la principale source d'énergie de l'industrialisation. Ce phénomène est d'autant plus remarquable qu'il a coïncidé avec une forte augmentation de la consommation mondiale d'électricité, alimentée par le développement de l'intelligence artificielle, des centres de données et l'électrification progressive de tous les aspects de la vie.

Plus significatif encore, une seconde information, presque sensationnelle, vient s'ajouter à la réalité : en Chine et en Inde, les deux pays les plus peuplés de la planète, qui représentaient à eux deux près des deux tiers de la croissance mondiale des émissions ces dernières années, les émissions de dioxyde de carbone liées à la production d'électricité sont désormais en baisse. Il s'agit d'un tournant fondamental, car ces deux nations, à elles seules, représentent plus d'un tiers de la population mondiale et ont longtemps été considérées comme le principal obstacle à la réalisation des objectifs climatiques internationaux.

Les chiffres sont éloquents : au premier semestre 2025, la consommation mondiale d’électricité a dépassé d’environ 369 térawattheures celle de la même période de l’année précédente. Parallèlement, la production combinée d’énergie solaire et éolienne a atteint 403 térawattheures supplémentaires, ce qui signifie que la croissance des énergies renouvelables a non seulement satisfait, mais aussi dépassé la demande accrue. Ce surplus a entraîné une légère baisse de la consommation mondiale de charbon et de gaz et une réduction minime des émissions mondiales de dioxyde de carbone liées à la production d’électricité, de l’ordre de 12 millions de tonnes, malgré une demande nettement supérieure.

Cet article analyse les multiples dimensions de cette révolution énergétique. Il examine ses racines historiques, ses mécanismes technologiques et économiques, ses applications actuelles et ses développements futurs. Des aspects critiques tels que les défis infrastructurels, les implications géopolitiques et les controverses sociales sont également abordés afin de dresser un tableau complet de la transition énergétique actuelle.

Des éoliennes aux capacités de production de gigawatts : l'évolution chronologique des énergies renouvelables

L’utilisation des énergies renouvelables n’est en aucun cas une invention du XXIe siècle. L’humanité exploite le vent et l’eau comme vecteurs d’énergie depuis des siècles. Dès 200 avant J.-C., les premiers moulins à vent étaient utilisés en Perse pour moudre le grain et pomper l’eau. Les roues hydrauliques actionnaient les procédés mécaniques dans l’Empire romain et ont constitué la base des systèmes énergétiques préindustriels pendant des siècles.

La percée conceptuelle décisive eut lieu au XIXe siècle. En 1839, le physicien français Edmond Becquerel découvrit l'effet photovoltaïque, la conversion de la lumière en énergie électrique, jetant ainsi les bases de l'énergie solaire moderne. Dans les années 1860, l'inventeur français Auguste Mouchot construisit la première machine à vapeur solaire, démontrant le potentiel pratique de l'énergie solaire. L'année 1882 marqua une autre étape importante : sur la rivière Fox à Appleton, dans le Wisconsin, la première centrale hydroélectrique au monde, produisant de l'électricité grâce à la force de l'eau, fut mise en service.

Le XXe siècle a été marqué par d'autres avancées majeures. En 1905, Albert Einstein a perfectionné la théorie de l'effet photoélectrique et a reçu le prix Nobel de physique pour ces travaux en 1921. En 1954, des chercheurs des laboratoires Bell ont créé la première cellule solaire moderne en travaillant sur des semi-conducteurs en silicium. Quatre ans plus tard seulement, en 1958, le satellite américain Vanguard I a utilisé pour la première fois l'énergie solaire comme source d'énergie dans l'espace, démontrant ainsi la fiabilité de la technologie photovoltaïque dans des conditions extrêmes.

Cependant, ce sont les crises pétrolières des années 1970 qui ont conféré aux énergies renouvelables une nouvelle importance stratégique. La flambée des prix du pétrole et l'incertitude politique entourant les combustibles fossiles ont incité les gouvernements du monde entier à explorer des sources d'énergie alternatives. Aux États-Unis, la NASA a lancé, entre 1974 et 1982, un vaste programme de développement d'éoliennes d'une puissance allant de 200 kilowatts à 3,2 mégawatts. L'année 1978 a marqué un tournant politique : le Congrès américain a adopté la loi sur la réglementation des services publics (Public Utilities Regulatory Policies Act), qui, pour la première fois, a instauré des incitations systématiques en faveur des producteurs d'énergies renouvelables.

Dans les années 1980 et 1990, le développement s'est considérablement accéléré. Dès 1985, la Californie atteignait une capacité éolienne installée de plus de 1 000 mégawatts, soit plus de la moitié de la capacité mondiale de l'époque. Les cellules photovoltaïques à couches minces ont été commercialisées en 1986. L'année 1996 a marqué une avancée technologique majeure dans le cadre du projet SOLAR, dans le désert de Mojave : des chercheurs ont mis au point une combinaison de nitrate de sodium et de potassium pour le stockage de l'énergie, permettant de conserver l'énergie solaire disponible jusqu'à trois heures après le coucher du soleil.

Les années qui ont suivi l'an 2000 ont été marquées par une croissance exponentielle. Entre 2010 et 2016, le coût de l'énergie solaire a chuté de 69 %, passant de 0,36 $ à 0,11 $ par kilowattheure. Le coût de l'énergie éolienne terrestre a connu une baisse similaire durant cette période, grâce à la diminution du prix des turbines et aux progrès technologiques. Ces réductions de coûts sont principalement dues aux effets d'apprentissage technologique : les modules photovoltaïques ont affiché des taux d'apprentissage de 18 à 22 %, ce qui signifie que les coûts ont diminué de ce pourcentage à chaque doublement de la production cumulée.

L'année 2024 a établi un record historique : 585 gigawatts de nouvelles capacités d'énergies renouvelables ont été installés dans le monde, soit plus de 90 % de la capacité totale de production d'électricité nouvellement ajoutée et un taux de croissance annuel de 15,1 %. La Chine, à elle seule, a ajouté 357 gigawatts, représentant près de 60 % des nouvelles installations mondiales. Cette expansion rapide s'est poursuivie en 2025 : au cours des six premiers mois seulement, 380 gigawatts de nouvelles capacités solaires ont été installés dans le monde, soit une augmentation de 64 % par rapport à la même période de l'année précédente.

L’évolution historique révèle ainsi une tendance claire : ce qui a débuté il y a plus de 180 ans comme une curiosité scientifique s’est mué en une révolution industrielle qui transforme aujourd’hui en profondeur le système énergétique mondial. Le rythme de cette transformation s’accélère continuellement, sous l’effet des progrès technologiques, de la baisse des coûts et d’un soutien politique croissant.

Les mécanismes technologiques et économiques de la révolution des énergies renouvelables

L'essor sans précédent des énergies renouvelables repose sur une interaction complexe entre innovations technologiques, mécanismes économiques et cadres politiques. Comprendre ces fondements est essentiel pour évaluer la portée des développements actuels.

L'avantage technologique fondamental des énergies renouvelables réside dans leur modularité et leur adaptabilité. Contrairement aux centrales électriques conventionnelles, qui nécessitent des investissements initiaux considérables et de longs délais de construction, les centrales solaires et éoliennes peuvent être mises en œuvre à différentes échelles. Un simple panneau solaire sur un toit fonctionne selon le même principe qu'un parc solaire de plusieurs gigawatts en plein désert. Cette flexibilité permet une production d'énergie à la fois décentralisée et centralisée, et une adaptation précise aux besoins locaux.

La dynamique économique est largement déterminée par le concept de courbe d'apprentissage, également connu sous le nom de loi de Wright. Celle-ci stipule que le coût d'une technologie diminue d'un pourcentage constant à chaque doublement de la production cumulée. Pour le photovoltaïque, ce taux d'apprentissage est d'environ 18 à 22 %, et pour l'énergie éolienne, d'environ 15 %. Cette baisse continue des coûts a permis à l'énergie solaire de devenir 75 % moins chère depuis 2014, tandis que le coût de l'énergie éolienne terrestre a chuté de 62 %.

En 2023, 81 % des nouvelles capacités d'énergie renouvelable installées étaient déjà plus rentables que les énergies fossiles. Le coût de l'énergie solaire est aujourd'hui d'environ 0,04 dollar américain par kilowattheure, tandis que celui de l'énergie éolienne terrestre est d'environ 0,03 dollar américain. En comparaison, les nouvelles centrales au charbon ou au gaz peuvent difficilement rivaliser à ces prix, même sans tenir compte des coûts externes tels que les dégâts climatiques ou la pollution atmosphérique.

Un autre facteur crucial est l'amélioration considérable de l'efficacité énergétique. Les éoliennes modernes, grâce à leurs moyeux et leurs rotors plus grands, produisent beaucoup plus d'électricité dans les mêmes conditions de vent que les modèles d'il y a dix ans. Au Danemark, le facteur de capacité moyen des nouveaux parcs éoliens a doublé en 17 ans, au Brésil il a augmenté de 83 %, aux États-Unis de 46 % et en Allemagne de 41 %.

Les coûts de fabrication des modules solaires ont également chuté de façon spectaculaire. Alors que les cellules solaires en silicium nécessitent des températures supérieures à 1 000 °C pour leur purification et leur cristallisation, les nouvelles cellules solaires en pérovskite peuvent être produites à des températures inférieures à 150 °C, ce qui permet de réaliser des économies d'énergie d'environ 90 %. De plus, les matières premières utilisées pour les cellules en pérovskite sont 50 à 75 % moins chères que celles du silicium. Cette technologie a connu un bond en avant considérable en termes d'efficacité, passant de 3,8 % à plus de 25 % en une dizaine d'années seulement, les cellules tandem composées de pérovskite et de silicium atteignant déjà des rendements supérieurs à 29 %.

Les structures de financement jouent également un rôle clé. Les investissements mondiaux dans les technologies d'énergie propre ont dépassé pour la première fois les 2 000 milliards de dollars américains en 2024, soit une hausse de 11 % par rapport à l'année précédente. L'énergie solaire a représenté à elle seule environ 670 milliards de dollars américains, soit près de la moitié de l'ensemble des investissements dans les technologies propres. Ces investissements ont dépassé pour la première fois les dépenses consacrées à l'exploration et à la production d'énergies fossiles en 2025.

Un autre élément technologique clé est le stockage de l'énergie. La capacité mondiale des systèmes de stockage par batteries croît rapidement et devrait augmenter de 35 % pour atteindre 94 gigawatts d'ici 2025. La Chine a franchi pour la première fois la barre des 100 gigawatts à la mi-2025, soit une hausse de 110 % par rapport à l'année précédente. L'Allemagne a atteint une capacité de stockage de 22,1 gigawattheures durant la même période. Ces technologies de stockage sont essentielles pour compenser la volatilité des sources d'énergie renouvelables et garantir un approvisionnement en électricité stable.

L'intégration au réseau électrique est révolutionnée par les centrales électriques virtuelles intelligentes. Celles-ci regroupent des ressources énergétiques décentralisées, telles que des panneaux solaires, des batteries de stockage et des véhicules électriques, au sein d'un système interconnecté capable de fonctionner comme une centrale électrique conventionnelle de grande envergure. Des logiciels et algorithmes sophistiqués permettent aux centrales virtuelles d'équilibrer l'offre et la demande en temps réel, de garantir la stabilité du réseau et d'optimiser simultanément l'intégration des énergies renouvelables.

Les avancées technologiques sont amplifiées par les cadres politiques. Le consensus mondial adopté lors de la COP28, la conférence sur le climat qui s'est tenue à Dubaï en 2023, prévoit de tripler la capacité de production d'énergies renouvelables d'ici 2030, passant d'environ 3 500 gigawatts fin 2022 à au moins 11 000 gigawatts. Cet objectif ambitieux requiert un taux de croissance annuel moyen de 16,6 %, ce qui implique une accélération massive des investissements et du développement.

Ensemble, ces mécanismes technologiques et économiques forment un système auto-entretenu : la baisse des coûts entraîne une hausse de la demande, qui à son tour permet d’accroître les volumes de production, ce qui engendre de nouvelles réductions de coûts. Ce cercle vertueux a transformé les énergies renouvelables, autrefois une technologie de niche, en un moteur essentiel de la transition énergétique mondiale.

Transformation mondiale ici et maintenant : l'état actuel de la transition énergétique

La situation actuelle de la transition énergétique mondiale est caractérisée par un certain nombre d'évolutions remarquables qui accélèrent la transition des combustibles fossiles aux sources d'énergie renouvelables et qui, dans certains cas, dépassent même les prévisions les plus optimistes.

L'événement majeur de 2025 est sans aucun doute le remplacement historique du charbon comme principale source d'énergie pour la production d'électricité au niveau mondial. Au premier semestre 2025, les énergies renouvelables ont produit 5 067 térawattheures d'électricité, contre seulement 4 896 térawattheures pour le charbon. Cela représente une part de 34,3 % pour les énergies renouvelables, contre 33,1 % pour le charbon dans la production mondiale d'électricité. Cette transition marque un tournant décisif dans les deux siècles d'industrialisation, période durant laquelle le charbon a toujours été la source d'énergie dominante.

Les évolutions en Chine et en Inde sont particulièrement remarquables. La Chine, premier consommateur mondial d'électricité, a réduit sa production d'électricité à partir de combustibles fossiles de 2 % au premier semestre 2025, tandis que la production d'énergie solaire et éolienne a augmenté respectivement de 43 % et 16 %. Les émissions chinoises liées à la production d'électricité ont diminué de 46 millions de tonnes de dioxyde de carbone. Malgré une hausse de 3,4 % de la production totale d'électricité, la production d'électricité à partir de charbon en Chine a reculé de 3,3 %.

L'Inde a connu une évolution encore plus spectaculaire. Les émissions du secteur de l'électricité ont diminué de 1 % au premier semestre 2025, soit la deuxième baisse seulement en près d'un demi-siècle. Ce résultat est d'autant plus remarquable que le pays affiche une forte croissance démographique et économique. La capacité de production d'énergie propre a atteint un niveau record de 25,1 gigawatts, soit une augmentation de 69 % sur un an. Ces nouvelles capacités installées devraient produire près de 50 térawattheures d'électricité par an, soit presque suffisamment pour couvrir la croissance moyenne de la demande.

Toutefois, la répartition régionale révèle aussi certains inconvénients. Si la Chine, l'Inde et d'autres économies émergentes sont à la pointe de la transition énergétique, les États-Unis et l'Union européenne ont connu une augmentation de la production d'électricité à partir de combustibles fossiles. Aux États-Unis, la croissance de la demande a été plus rapide que le développement des énergies renouvelables, entraînant une utilisation accrue de combustibles fossiles. Dans l'UE, la baisse de la production éolienne et hydroélectrique, conjuguée à une diminution de la production de bioénergie, a conduit à une augmentation de la consommation de gaz et, dans une moindre mesure, de charbon.

L'énergie solaire s'impose comme le principal moteur de croissance. Au cours du premier semestre 2025, la production mondiale d'énergie solaire a progressé de 31 %, contribuant à hauteur de 83 % à la croissance globale de la demande, avec une production supplémentaire de 306 térawattheures. Cela équivaut approximativement à la consommation électrique annuelle d'un pays comme l'Italie. La capacité photovoltaïque installée dans le monde a doublé, passant de 1 térawatt en 2022 à 2 térawatts en 2024 – un exploit qui, auparavant, nécessitait quatre décennies de développement et qui a été réalisé en seulement deux ans.

L'énergie éolienne a également enregistré une forte croissance, progressant de 7,7 % et ajoutant 97 térawattheures. La Chine continue de dominer le développement mondial de ce secteur, représentant 55 % de la croissance mondiale de l'énergie solaire et 82 % de celle de l'énergie éolienne en 2025.

L'éolien flottant en mer représente une innovation majeure, permettant l'installation d'éoliennes en eaux profondes où les ressources éoliennes sont plus abondantes et plus régulières. Cette technologie, encore à ses débuts, recèle un potentiel considérable pour les pays côtiers aux fonds marins profonds, où les installations offshore classiques à ancrage fixe ne sont pas envisageables.

La viabilité économique des énergies renouvelables s'est considérablement améliorée. L'énergie solaire est désormais la source d'électricité la moins chère disponible dans de nombreuses régions. Des appels d'offres à Abou Dabi, au Chili, à Dubaï et au Mexique ont permis d'atteindre des prix aussi bas que 0,04 dollar américain par kilowattheure, et les prix continuent de baisser. L'énergie éolienne terrestre atteint des coûts allant jusqu'à 0,03 dollar américain par kilowattheure dans les zones bénéficiant d'excellentes conditions de vent.

Les retombées sur l'emploi sont considérables. Au moins 16,2 millions de personnes dans le monde travaillent aujourd'hui dans le secteur des énergies renouvelables, une augmentation constante par rapport aux 7,3 millions recensés en 2012. Aux États-Unis seulement, plus de 3,5 millions de personnes sont employées dans ce secteur, et l'emploi y croît plus de deux fois plus vite que sur le marché du travail en général. Les emplois liés aux énergies renouvelables représentent plus de 84 % de tous les nouveaux emplois créés dans la production d'électricité.

Malgré ces progrès impressionnants, un écart important subsiste entre les évolutions actuelles et les mesures nécessaires pour atteindre l'objectif de 1,5 degré. Pour tripler la capacité de production d'énergies renouvelables d'ici 2030, comme convenu lors de la COP28, un taux de croissance annuel moyen de 16,6 % serait requis. Le taux de croissance actuel de 15,1 % est légèrement insuffisant. De plus, l'intégration complète des énergies renouvelables exige des investissements massifs dans les infrastructures de réseau et les technologies de stockage, qui n'ont pas encore été réalisés de manière suffisante.

 

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Pionniers de la transformation : exemples concrets tirés de la pratique

Les chiffres et les tendances abstraites de la transition énergétique mondiale se manifestent dans de nombreux projets et initiatives concrets qui rendent tangibles le potentiel et les défis de cette transformation.

L'île de Majorque, aux Baléares, illustre parfaitement son engagement en faveur de l'hydrogène vert. L'entreprise espagnole d'infrastructures Acciona y exploite une usine qui produit plus de 300 tonnes d'hydrogène vert par an à partir d'énergie photovoltaïque. Cet hydrogène sert de carburant pour les flottes de bus publics et commerciaux, ainsi que d'alimentation auxiliaire pour les ferries et les opérations portuaires. Le projet permet ainsi d'éviter l'émission de 16 000 tonnes de dioxyde de carbone par an. Cet exemple met en lumière la diversité des applications de l'hydrogène vert, qui peut être utilisé comme vecteur énergétique, matière première et milieu de stockage, et qui est totalement exempt d'émissions, puisque sa reconversion en énergie ne produit que de l'eau comme sous-produit.

La Chine démontre le potentiel de déploiement des énergies renouvelables à grande échelle d'une manière inédite. Rien qu'en 2024, le pays a installé 357 gigawatts de nouvelles capacités de production d'énergie renouvelable, soit plus que tous les autres pays réunis. Ces gigantesques parcs solaires et éoliens sont de plus en plus souvent associés à d'importants systèmes de stockage par batteries. À titre d'exemple, citons l'installation de stockage par batteries de 103,5 mégawatts en Allemagne, exploitée par Eco Stor, d'une capacité de 238 mégawattheures. Mise en service au premier semestre 2025, elle représentait environ un tiers des nouvelles capacités de stockage par batteries à grande échelle installées durant cette période.

L’initiative Mission 300 pour l’Afrique illustre comment les énergies renouvelables peuvent ouvrir la voie au développement. Ce projet ambitieux, lancé lors d’une conférence à Dar es Salaam en janvier 2025, vise à fournir l’électricité à 300 millions d’Africains d’ici 2030. La Banque africaine de développement a promis 18,2 milliards de dollars américains, tandis que la Banque mondiale s’est engagée à hauteur de 40 milliards de dollars américains, dont la moitié est destinée aux projets d’énergies renouvelables. Douze pays, dont le Malawi, le Nigéria et la Zambie, ont mis en place des accords énergétiques nationaux s’appuyant sur des mini-réseaux solaires décentralisés pour les zones reculées. Ceci démontre comment la modularité des énergies renouvelables offre des avantages particuliers dans les régions dépourvues d’infrastructures de réseau électrique développées.

Malgré une situation politique difficile, l'Afghanistan démontre comment l'énergie solaire peut combler des déficits d'approvisionnement critiques. Des décennies de conflit ont fait du pays l'une des nations les plus précaires sur le plan énergétique au monde, avec une demande en électricité de 4,85 gigawatts contre une production nationale de seulement 0,6 gigawatt. La consommation énergétique moyenne n'est que de 700 kilowattheures par habitant et par an, soit trente fois moins que la moyenne mondiale. Des systèmes solaires décentralisés, installés dans les établissements de santé et d'enseignement, permettent de maintenir les services essentiels même lors des fréquentes coupures de courant.

Les centrales électriques virtuelles constituent un concept novateur qui a déjà été mis en œuvre avec succès dans plusieurs pays. En Allemagne, des plateformes comme Lumenaza regroupent des milliers de systèmes énergétiques décentralisés au sein d'une centrale électrique pilotée numériquement. Ces systèmes combinent installations photovoltaïques, stockage par batteries et véhicules électriques, et optimisent leur utilisation grâce à des algorithmes intelligents. Les participants sont rémunérés pour leur flexibilité, tandis que le système contribue à la stabilité du réseau et facilite l'intégration des énergies renouvelables intermittentes.

Le développement des cellules solaires pérovskites illustre le rythme rapide de l'innovation dans ce secteur. Dix-huit mois seulement après le lancement du projet, le consortium européen PEARL a démontré la production de cellules solaires pérovskites flexibles grâce à un procédé continu. Plusieurs instituts de recherche ont atteint des rendements supérieurs à 21 % sur des substrats flexibles. Cette technologie pourrait révolutionner l'industrie solaire, car elle permet une production nettement plus économique que les cellules en silicium classiques et peut être appliquée sur des surfaces flexibles, ouvrant ainsi la voie à des applications inédites.

Aux États-Unis, certaines entreprises de services publics reportent la fermeture prévue de centrales au charbon face à la demande croissante d'électricité, notamment des centres de données. Parallèlement, l'exemple de la centrale au charbon de Four Corners, au Nouveau-Mexique, illustre la complexité de la transition énergétique : cette centrale de 1 500 mégawatts, dont la fermeture était initialement prévue pour 2031, restera en service jusqu'en 2038, son exploitant, Arizona Public Service, prévoyant une augmentation de 60 % de la demande de pointe d'ici là. Ces situations démontrent que la transition énergétique n'est pas un processus linéaire, mais plutôt façonné par les contextes locaux et les priorités concurrentes.

Ces exemples illustrent l'ampleur considérable de la transition énergétique : des grands projets dans les pays industrialisés aux initiatives de développement en Afrique, en passant par les solutions innovantes de stockage et de gestion des réseaux. Ils démontrent également que cette transformation est fortement dépendante du contexte et exige des solutions adaptées aux différentes conditions géographiques, économiques et sociales.

Complexité et controverses : un examen critique des défis

Malgré les succès impressionnants des énergies renouvelables, de nombreux défis, controverses et problèmes non résolus subsistent et nécessitent une approche différenciée.

Le principal défi technique réside dans l'intermittence, c'est-à-dire la fluctuation de la production d'énergie liée aux conditions météorologiques. L'énergie solaire et éolienne ne sont par nature pas disponibles en continu. Cette volatilité pose d'importants problèmes de planification et d'exploitation aux gestionnaires de réseau. Le phénomène allemand de « Dunkelflaute » (calme plat) l'illustre parfaitement : en novembre 2024, un ciel couvert et des vents calmes ont prévalu sur l'Europe centrale pendant plusieurs jours, entraînant une production d'électricité minimale de la part de millions de panneaux solaires et d'éoliennes. Durant cette période, les énergies renouvelables n'ont contribué qu'à hauteur d'environ 30 % à l'approvisionnement en électricité de l'Allemagne, tandis que les centrales thermiques et les importations d'électricité en ont couvert 70 %. De telles situations se produisent en moyenne deux fois par an et durent environ 48 heures.

L'infrastructure du réseau électrique s'avère être un goulot d'étranglement majeur. Alors que les grandes centrales électriques centralisées injectent l'électricité dans le réseau en quelques points, les sources d'énergie renouvelables sont réparties sur de vastes zones. Cela nécessite un développement massif des réseaux de transport. En Allemagne, des projets photovoltaïques d'une capacité cumulée de plus de 60 gigawatts sont en attente de raccordement au réseau, les délais pouvant atteindre 5 à 15 ans. À l'échelle mondiale, plus de 3 000 gigawatts de projets d'énergies renouvelables, dont plus de 1 500 gigawatts sont en phase de développement avancée, attendent d'être raccordés au réseau. Aux États-Unis, le délai moyen de raccordement a presque doublé depuis 2015 et dépasse désormais trois ans.

La disponibilité des minéraux critiques représente un autre défi majeur. Le lithium, le cobalt, le nickel et les terres rares sont essentiels aux batteries, aux moteurs électriques et aux éoliennes. La production de ces minéraux est fortement concentrée géographiquement : la République démocratique du Congo fournit près des trois quarts du cobalt mondial, la Chine contrôle les trois quarts de sa transformation et l’Indonésie produit plus de 40 % du nickel. Cette concentration engendre des dépendances géopolitiques et des risques d’approvisionnement. Des études prévoient que la production de lithium et de cobalt devra augmenter de 500 % d’ici 2050 pour répondre à la demande des technologies d’énergie propre. Les risques d’approvisionnement en ces minéraux critiques en Chine resteront élevés entre 2025 et 2027.

L'acceptation sociale des projets d'énergies renouvelables est loin d'être acquise. Si les sondages révèlent généralement un fort soutien à ces énergies, une opposition locale importante se manifeste à l'encontre de certains projets. Les propriétaires fonciers qui louent leurs terres pour des parcs éoliens ou solaires sont parfois la cible de campagnes de dénigrement de la part des opposants. En Caroline du Sud, les forces de l'ordre ont enquêté sur des menaces de mort proférées contre des membres du conseil de comté qui soutenaient la construction d'une usine de panneaux solaires. Des organisations financées par l'industrie des énergies fossiles coordonnent systématiquement l'opposition aux projets d'énergies renouvelables et diffusent de fausses informations. Le State Policy Network, un réseau de groupes de réflexion liés à l'industrie des énergies fossiles, a annoncé en 2024 son intention de collaborer avec les législateurs afin d'empêcher l'adoption de sources d'énergie renouvelables telles que l'éolien et le solaire.

L’élimination et le recyclage des panneaux solaires et des pales d’éoliennes posent des problèmes de plus en plus complexes. Si ces technologies fonctionnent sans émissions, la question de l’économie circulaire se pose en fin de vie. Leur développement rapide entraînera l’accumulation, dans les décennies à venir, d’énormes quantités de composants mis au rebut, pour lesquels il n’existe encore aucune solution complète en matière de traitement respectueux de l’environnement.

Le financement équitable entre pays développés et pays en développement demeure problématique. Si les pays riches investissent massivement, de nombreux pays africains et asiatiques manquent de capitaux pour la transformation nécessaire. L'Afrique subsaharienne a besoin d'environ 100 milliards de dollars américains par an pour les énergies renouvelables et l'extension du réseau électrique, mais n'a investi qu'environ 20 milliards de dollars américains en 2023. Sans une augmentation drastique du financement international pour la lutte contre le changement climatique, des millions de personnes seront exclues des bénéfices de la révolution des énergies renouvelables.

La dépendance à l'égard de la production chinoise soulève des questions stratégiques. La Chine produit non seulement la majorité des panneaux solaires, des éoliennes et des batteries, mais contrôle également une grande partie des chaînes d'approvisionnement en matériaux critiques. Cette domination crée des vulnérabilités pour les autres pays et les incite à développer leurs propres capacités de production, ce qui, toutefois, représente un coût plus élevé.

La construction de nouvelles centrales à charbon en Chine et en Inde, malgré l'augmentation des capacités de production d'énergies renouvelables, semble paradoxale. La Chine a ajouté 5,1 gigawatts de capacité de production d'électricité à partir de centrales à charbon au premier semestre 2025. L'Inde a annoncé que sa consommation de charbon ne devrait pas atteindre son pic avant 2040. Officiellement, le charbon est présenté comme une ressource flexible et d'appoint, et non comme la principale source d'énergie. Les critiques, quant à eux, y voient une manœuvre dilatoire pour retarder les fermetures de centrales nécessaires.

Ces défis démontrent que, malgré tous les progrès accomplis, la transition énergétique demeure une entreprise complexe qui englobe des dimensions techniques, économiques, politiques et sociales. La capacité à relever ces défis déterminera si la croissance impressionnante des énergies renouvelables peut aboutir à une décarbonation complète du système énergétique.

Perspectives d'avenir : tendances attendues et innovations de rupture

L'avenir de l'approvisionnement énergétique mondial sera caractérisé par plusieurs évolutions parallèles susceptibles d'accélérer et d'approfondir encore la transformation déjà en cours.

La baisse des coûts devrait se poursuivre. Les analystes prévoient une nouvelle diminution des prix des modules solaires, notamment avec l'entrée en production de masse de la technologie pérovskite. Les experts estiment qu'après une production à grande échelle réussie, les panneaux solaires en pérovskite pourraient être jusqu'à 50 % moins chers que les panneaux en silicium actuels. Les cellules tandem composées de pérovskite et de silicium pourraient atteindre des rendements supérieurs à 33 %, se rapprochant ainsi de la limite théorique des cellules solaires en silicium.

L'hydrogène vert devrait jouer un rôle clé dans la décarbonation des secteurs difficiles à électrifier. L'Agence internationale pour les énergies renouvelables prévoit que le coût des usines d'hydrogène pourrait diminuer de 40 à 80 % à long terme. Conjugué à une nouvelle baisse des prix des énergies renouvelables, l'hydrogène vert pourrait devenir économiquement compétitif dès 2030. Cela permettrait de décarboner la production d'acier, l'industrie chimique, le transport maritime et aérien – des secteurs qui, ensemble, représentent une part importante des émissions mondiales.

Les parcs éoliens flottants en mer sont sur le point de connaître une avancée majeure. Cette technologie permet d'exploiter des vents forts et réguliers en eaux profondes, inaccessibles aux éoliennes classiques à ancrage fixe. Plusieurs projets d'une puissance de plusieurs gigawatts sont en cours de développement ou de construction en Arabie saoudite, en Afrique du Sud, en Australie, aux Pays-Bas, au Chili, au Canada et au Royaume-Uni. L'Agence internationale de l'énergie entrevoit un potentiel considérable, notamment lorsque les parcs éoliens flottants sont associés à la production d'hydrogène en mer.

Les technologies de stockage d'énergie connaissent une croissance rapide. BloombergNEF prévoit que les nouvelles installations annuelles de stockage par batteries passeront de 94 gigawatts en 2025 à 220 gigawatts en 2035. La capacité totale pourrait ainsi être multipliée par dix d'ici 2035, dépassant les 617 gigawattheures. Les technologies de stockage à long terme, telles que le stockage d'énergie par air comprimé, le stockage par pompage-turbinage et, potentiellement, l'hydrogène vert, joueront un rôle de plus en plus important pour pallier les périodes de plusieurs jours de faible production d'énergie renouvelable.

Les centrales électriques virtuelles s'intègrent de plus en plus au système énergétique. La généralisation des panneaux solaires, du stockage par batteries et des véhicules électriques offre un potentiel considérable pour une flexibilité accrue du réseau. Les progrès de l'intelligence artificielle et de l'apprentissage automatique permettront d'optimiser davantage ces systèmes complexes. Le Chili, par exemple, prévoit de fonder sa planification du réseau électrique pour 2025 sur la solution Tapestry de Google, basée sur l'IA, tandis que Southern California Edison collabore avec NVIDIA sur des outils de planification du réseau pilotés par l'IA.

La capacité solaire mondiale devrait continuer de croître de façon exponentielle. SolarPower Europe prévoit une augmentation de 10 % des installations, pour atteindre 655 gigawatts en 2025, avec des taux de croissance annuels à deux chiffres entre 2027 et 2029, pouvant potentiellement atteindre 930 gigawatts d'ici 2029. La capacité photovoltaïque installée dans le monde pourrait ainsi dépasser 5 à 6 térawatts d'ici la fin de la décennie.

L'électrification des transports augmentera considérablement la demande en électricité. Alors que les véhicules électriques représentent actuellement environ 1 % de la consommation mondiale d'électricité, cette part pourrait atteindre 3 à 4 % d'ici 2030. Cela engendrera une demande supplémentaire en énergies renouvelables, mais offrira également des possibilités de flexibilité grâce à une gestion intelligente de la recharge.

Les centres de données et l'intelligence artificielle deviennent de grands consommateurs d'électricité. BloombergNEF prévoit que la demande mondiale d'électricité des centres de données passera d'environ 500 térawattheures en 2023 à 1 200 térawattheures en 2035 et à 3 700 térawattheures en 2050. Aux États-Unis, la part des centres de données dans la consommation totale d'électricité pourrait passer de 3,5 % aujourd'hui à 8,6 % en 2035. Cette demande pourrait stimuler davantage le développement des énergies renouvelables, car de nombreuses entreprises technologiques poursuivent des objectifs de neutralité carbone et privilégient l'approvisionnement en électricité renouvelable.

Le cadre politique devrait continuer d'évoluer vers la protection du climat, malgré des reculs temporaires dans certains pays. L'objectif de la COP28, qui vise à tripler la capacité de production d'énergies renouvelables d'ici à 2030, constitue une référence mondiale. Les investissements nécessaires sont estimés à environ 12 000 milliards de dollars américains d'ici à 2030, dont les deux tiers seront consacrés aux sources d'énergie renouvelables elles-mêmes et le tiers restant aux infrastructures de réseau et de stockage.

Des modèles commerciaux innovants, tels que les contrats d'achat d'électricité pour les entreprises, l'énergie solaire communautaire et l'énergie en tant que service, démocratiseront le financement et l'accès aux énergies renouvelables. Les prosommateurs, c'est-à-dire les consommateurs qui sont aussi producteurs, deviendront partie intégrante du système énergétique.

L'intégration intersectorielle va progresser. Le couplage des secteurs de l'électricité, du chauffage et des transports grâce à des technologies telles que les pompes à chaleur, les véhicules électriques et l'hydrogène permettra de créer des synergies et d'accroître l'efficacité globale du système énergétique.

Ces évolutions laissent présager une accélération de la transition énergétique dans les années à venir. La poursuite de la baisse des coûts, les avancées technologiques, le soutien politique et la sensibilisation croissante du public créent des conditions favorables à une transformation profonde du système énergétique mondial au cours des deux prochaines décennies.

Le point de départ de l'avenir : un bilan final

La transition énergétique mondiale a atteint un tournant historique en 2025. Pour la première fois dans l'histoire de l'industrialisation, les énergies renouvelables ont produit plus d'électricité que le charbon, source d'énergie qui a constitué le fondement du développement économique pendant plus de deux siècles. Ce changement n'est pas un acte symbolique, mais le fruit de décennies d'innovations technologiques, de réductions drastiques des coûts et d'un soutien politique et social croissant.

Ce qui est particulièrement remarquable, c'est que cette transition s'opère dans un contexte de forte croissance de la demande mondiale. Au lieu de simplement remplacer les capacités stagnantes des combustibles fossiles, la croissance des énergies renouvelables dépasse celle de la consommation d'électricité, entraînant des réductions initiales des émissions, même dans des économies à forte croissance comme la Chine et l'Inde. Ceci réfute des hypothèses fondamentales qui ont longtemps dominé le débat climatique, à savoir que la croissance économique s'accompagne inévitablement d'une augmentation des émissions.

Les fondamentaux économiques ont changé de manière irréversible. Les énergies renouvelables ne constituent plus une alternative onéreuse nécessitant des subventions publiques pour concurrencer les énergies fossiles. Dans la plupart des régions du monde, l'énergie solaire et éolienne sont désormais les options les plus rentables pour la production d'électricité. Cette supériorité économique, conjuguée à la baisse continue des coûts grâce aux progrès technologiques, crée une dynamique positive qui accélère la transformation.

Il serait toutefois prématuré de parler de succès total. Les défis sont considérables et multiformes. L'intermittence des énergies renouvelables exige des investissements massifs dans les technologies de stockage et les infrastructures de réseau, qui ont jusqu'à présent accusé un retard par rapport à l'expansion des capacités de production. La disponibilité des minéraux critiques soulève des risques géopolitiques et des pénuries potentielles. La répartition inégale des ressources financières menace d'exclure de larges pans de la population mondiale des bénéfices de la révolution des énergies renouvelables.

Les dimensions sociales et politiques de la transition énergétique demeurent complexes. Si le soutien général aux énergies renouvelables est élevé, des résistances locales à certains projets sont manifestes, souvent orchestrées ou amplifiées par des acteurs soucieux du maintien du statu quo en matière d'énergies fossiles. Garantir une transition juste, répondre aux besoins des travailleurs des industries des énergies fossiles et répartir équitablement les coûts et les bénéfices restent des enjeux majeurs.

La rapidité de cette transition est impressionnante, mais encore insuffisante pour atteindre les objectifs climatiques de l'Accord de Paris. Pour limiter le réchauffement climatique à 1,5 degré Celsius, la capacité de production d'énergies renouvelables devrait tripler pour atteindre plus de 11 000 gigawatts d'ici 2030. Le taux de croissance actuel de 15,1 % est légèrement inférieur au seuil requis de 16,6 %. De plus, la simple installation de capacités de production d'énergies renouvelables doit s'accompagner de réductions effectives des émissions, ce qui implique une sortie rapide des énergies fossiles.

Le rôle de la Chine et de l'Inde est primordial dans ce contexte. Ces deux pays, qui représentent à eux deux plus d'un tiers de la population mondiale et qui figuraient parmi les plus grands émetteurs de gaz à effet de serre, démontrent aujourd'hui que croissance économique et réduction des émissions sont compatibles. La poursuite de cette voie est essentielle à la protection du climat mondial.

Les innovations technologiques qui se profilent à l'horizon, des cellules solaires à pérovskite aux parcs éoliens flottants en mer, en passant par l'hydrogène vert et les centrales électriques virtuelles, promettent des gains considérables en matière d'efficacité et de rentabilité. Ces développements pourraient accélérer la transition énergétique dans les années à venir et ouvrir la voie à la décarbonation de secteurs jusqu'alors considérés comme difficiles à décarboner.

L'humanité se trouve aujourd'hui à la croisée des chemins. Les conditions technologiques et économiques nécessaires à une transformation complète du système énergétique sont réunies. La décision de savoir si cette transformation s'opérera suffisamment rapidement pour éviter des conséquences climatiques catastrophiques repose sur les choix politiques, sociétaux et individuels des années à venir. L'année historique de 2025, date à laquelle les énergies renouvelables ont remplacé le charbon comme principale source d'énergie, marque non pas la fin, mais le début de la phase décisive de cette transformation. La direction est fixée, le rythme doit s'accélérer et la portée doit s'étendre à tous les secteurs et à toutes les régions. La révolution discrète des énergies renouvelables commence à déployer tout son potentiel.

 

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