énergétiques : énergie renouvelable durable

énergétiques : Durabilité, énergie et société

Évaluation prospective des technologies énergétiques : une approche globale pour l’évaluation de la durabilité.

Abstrait

Arrière-plan

Pour remplacer les combustibles fossiles et arrêter le changement climatique, l’approvisionnement en énergie renouvelable doit être considérablement augmenté. Chaque source d’énergie et ses technologies correspondantes ont des aspects technico-économiques, environnementaux et sociaux uniques. Cet article décrit une méthodologie approfondie pour évaluer la durabilité à long terme des technologies énergétiques créées dans le cadre de l’Initiative Helmholtz « Système énergétique 2050 ». (ES2050).

Méthode

Les évaluations de l’environnement, de l’économie et de la société sont incluses dans la « méthodologie ES2050 ». Il s’agit d’indicateurs économiques, environnementaux et sociaux bien établis basés sur le cycle de vie et développés à partir d’une idée normative du développement durable. Les trois différents domaines [caption id="attachment_795" align="alignright" width="330"] renouvelable solaire[/caption] sociotechniques – l’innovation (brevets), la perception du public (acceptation) et le bien-être public – sont abordés par les indicateurs sociaux élaborés, qui comprennent le taux de croissance des brevets, l’acceptation et la valeur ajoutée nationale (valeur ajoutée).

Résultats

Sur la base de trois technologies en développement et d’études de cas connexes, la « méthodologie ES2050 » est mise en œuvre de manière exemplaire, et de nombreux indicateurs de durabilité et résultats associés sont discutés: (3) Batteries pour le stockage stationnaire de l’énergie. (1) Biocarburants synthétiques pour le transport. (2) Hydrogène provenant de l’énergie éolienne pour le transport. Les avantages environnementaux des biocarburants synthétiques par rapport aux combustibles fossiles sont particulièrement perceptibles dans les catégories d’impact du changement climatique et des rayonnements ionisants – la santé humaine. Les biocarburants synthétiques ont une composante de valeur ajoutée nationale de 66 %, comparativement à 13 % pour les combustibles fossiles. À long terme, il est possible de considérer que toutes les méthodes d’approvisionnement en hydrogène disponibles seront économiquement compétitives par rapport aux combustibles fossiles. Les participants à l’enquête croient que la préoccupation la plus urgente au sujet des stations de ravitaillement en hydrogène est le risque d’explosion. Les résultats du taux de croissance des brevets pour les batteries Li-ion montrent qu’elles approchent de la maturité.

Conclusions

Une évaluation cohérente de la durabilité future des technologies énergétiques (en développement) est rendue possible par « l’approche ES2050 », qui fournit des informations aux développeurs de technologies et aux décideurs politiques, commerciaux et sociaux qu’ils peuvent utiliser pour une évaluation, une orientation et une gouvernance plus poussées. En ce qui concerne les indicateurs sociaux suggérés, leur importance et leur intégration dans des scénarios contextuels pour les analyses futures, la méthode est considérée davantage comme un point de départ qu’une feuille de route pour une évaluation approfondie de la technologie des énergies renouvelables. [caption id="attachment_796" align="alignright" width="348"] énergétiques renouvela[/caption]

Arrière-plan

Ce n’est que si le système énergétique est transformé rapidement et que les objectifs sont poursuivis sans relâche qu’il sera possible d’atteindre l’objectif de l’Accord de Paris de maintenir le réchauffement climatique en dessous de 2 °C [1]. En plus de réduire la demande énergétique de toutes les opérations techniques et des services sociaux, davantage de sources d’énergie renouvelables doivent être ajoutées au réseau énergétique afin de remplacer les combustibles fossiles et d’arrêter le changement climatique. L’Energiewende allemande et le pacte vert pour l’Europe [2] sont tous deux de grands projets sociotechniques à long terme et comprennent un large éventail de technologies correspondantes et de sources d’énergie renouvelables. Chaque technologie a des qualités technico-économiques, environnementales et sociales uniques qui ont un impact différent sur la société.Afin de soutenir la navigation politique vers un système énergétique durable, il est essentiel, du point de vue de la durabilité, de procéder à une évaluation approfondie des technologies d’énergie renouvelable, en tenant compte de toutes les dimensions de la durabilité, c’est-à-dire les aspects économiques, environnementaux et sociaux [4]. D’autres facteurs environnementaux, tels que l’utilisation des ressources et le rejet de polluants, doivent également être pris en compte en plus des émissions de gaz à effet de serre [5]. Pour répondre à cette demande et fournir des connaissances d’orientation facilement compréhensibles concernant non seulement les ramifications environnementales, mais aussi économiques et sociales, il est nécessaire de mettre en place des techniques d’évaluation de la durabilité pour la technologie [6]. L’étude de la perception du public et de l’adoption technologique devient de plus en plus importante pour l’évaluation des nouvelles technologies et de leur application par ce dernier [7].Bien que la nécessité d’harmoniser et d’aligner les approches pour l’évaluation future de la durabilité des technologies énergétiques soit de plus en plus largement reconnue [8,9,10], il n’existe toujours pas de stratégie ou de procédure globale établie. Cela est principalement dû au nombre et à la diversité des technologies, à leur gamme de contextes de mise en œuvre et d’application, et au grand nombre d’indicateurs et de critères d’évaluation potentiels [6, 11]. Un autre facteur est la complexité de la durabilité, qui est illustrée par sa multidimensionnalité, sa vision à long terme (à travers les générations) et ses normes normatives générales [12]. La notion générale de durabilité doit être réduite et adaptée au sujet examiné, au contexte et aux types de questions et d’exigences d’évaluation afin d’être utile comme ligne directrice pour un processus d’évaluation [6]. En choisissant des indicateurs de durabilité pertinents, des analyses prospectives peuvent être effectuées pour compléter cette étape d’opérationnalisation [13]. L’initiative Helmholtz « Energy System 2050 » (ES2050) a été utilisée pour créer et mettre en œuvre l’approche complète pour l’évaluation future et cohérente de la durabilité des technologies énergétiques qui est fournie dans cette étude comme un début vers la réduction de cette lacune de recherche [14]. La méthodologie créée, qui est maintenant connue sous le nom d'« approche ES2050 », est largement adaptable, ce qui permet une évaluation objective et prospective de diverses technologies. Il comprend des indicateurs sociaux ainsi que des analyses du cycle de vie (ACV) pour l’environnement, l’économie et l’environnement qui sont tirés d’un concept normatif de développement durable. Une base de données normalisée sur l’analyse du cycle de vie environnemental (ACV) et des conditions-cadres futures harmonisées, telles que des prévisions des prix futurs de l’énergie, des projections de la mobilité et du bouquet énergétique, des taux de progrès spécifiques à la technologie et des hypothèses d’efficacité sont utilisés. Dans le présent document, l’application de l’approche proposée est discutée pour trois technologies émergentes distinctes et les études de cas connexes qui ont fait l’objet de la recherche du projet ES2050. Les études de cas sélectionnées englobent un large éventail de caractéristiques diverses, telles que le niveau de détail de la modélisation, les sources d’énergie renouvelables et les concepts techniques :   (1) Biocarburants artificiels pour le transport   (2) Hydrogène généré par le vent pour le transport   3) Batteries pour stocker l’énergie en permanence. 

 [caption id="attachment_797" align="aligncenter" 

width="300"] 

hydrogène rénouvlable[/caption] Le plan national intégré allemand en matière d’énergie et de climat [17] et le pacte vert pour l’Europe [2] mentionnent tous deux spécifiquement les trois études de cas et les technologies connexes comme étant cruciales pour la transformation du système énergétique et du secteur de la mobilité, respectivement [15, 16]. Ils peuvent particulièrement contribuer à améliorer l’efficacité des ressources, la sécurité de l’approvisionnement et l’adéquation de la demande d’énergie avec la production d’énergie renouvelable: Le comportement de production intermittente des technologies solaires et éoliennes doit être compensé par des systèmes de stockage d’énergie stationnaires tels que les batteries ou d’autres systèmes de conversion tels que les technologies Power-to-Liquid ou Power-to-Gas.Particulièrement utile pour absorber les pics de charge dans la demande d’énergie, effectuer la gestion de la tension, la stabilisation de la fréquence du réseau électrique et empêcher la croissance du réseau Une autre façon de stocker l’énergie fluctuante provenant de sources renouvelables est l’électrolyse de l’eau alcaline, et l’utilisation de l’hydrogène dans les piles à combustible est un moyen d’utiliser cette énergie pour le mouvement. La biomasse solide est une ressource importante pour équilibrer la disponibilité erratique de l’énergie éolienne et solaire, car elle stocke l’énergie et le dioxyde de carbone de manière naturelle.En tant qu’option renouvelable pour le secteur des transports, la biomasse peut être transformée en biocarburants dits avancés par pyrolyse, gazéification et synthèse [16]. Par conséquent, l’approche ES2050 ainsi que les techniques et les mesures utilisées pour une évaluation projetée de la durabilité sont abordées dans le présent document, avec des exemples tirés des études de cas susmentionnées. Les prochains articles de recherche examineront l’évaluation complète de la durabilité des technologies énergétiques pertinentes en utilisant tous les paramètres de l’approche créée. https://panneauxsolaire.eu/energetiques/?feed_id=38&_unique_id=634e3e696673e