High angle view of a male worker standing atop a wind turbine at dusk wearing protective work clothes and safety hardhat inspecting machinery
Article
Quel serait l’impact de l’IAS/SAI sur les énergies renouvelables ?
L’énergie renouvelable dépend de la lumière du soleil, du vent et d’autres sources d’énergie de l’environnement. Comment le changement climatique et la géo-ingénierie par injection d’aérosols stratosphériques (IAS/SAI) pourraient-ils affecter la production d’énergie renouvelable ?
Principaux points à retenir:
- En 2024, environ un tiers de l'électricité proviendra de sources renouvelables, mais la décarbonation de l'économie requerra beaucoup plus d'énergie propre.
- Pour compenser 1°C de réchauffement climatique avec l'IAS/SAI, il faudrait réfléchir environ 1 % de la lumière solaire entrante, ce qui rendrait le ciel un peu plus brumeux et réduirait le potentiel d'énergie solaire de quelques points de pourcentage.
- Le changement climatique et l’IAS modifieraient les conditions météorologiques régionales, ce qui aurait un impact sur la production d’énergie solaire, éolienne et hydroélectrique, en l’augmentant dans certaines régions et en la diminuant dans d’autres.
La transition des combustibles fossiles à l’énergie renouvelable est essentielle pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, qui sont à l’origine du changement climatique. En 2024, environ un tiers de l’électricité mondiale proviendra de sources renouvelables, et les prix de l’électricité éolienne et solaire sont en baisse. L’AIE/IEA prévoit que la part de la production d’électricité d’origine renouvelable augmentera pour atteindre environ 46 % d’ici 2030.
Malgré les accords internationaux visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre, celles-ci continuent d’augmenter et le réchauffement de la planète pourrait dépasser de 2°C la moyenne de l’ère préindustrielle d’ici le milieu du siècle. Le peu de progrès réalisés dans la lutte contre le changement climatique a incité certains groupes à réclamer davantage de recherches sur les méthodes de réflexion de la lumière du soleil – ou géo-ingénierie solaire – en général et sur l’IAS/SAI en particulier.
Pour compenser 1°C de réchauffement avec l’IAS/SAI, il faudrait réfléchir environ 1 % de la lumière solaire entrante.1 Cela disperserait également la lumière du soleil, diminuant la proportion de lumière solaire directe qui atteint la surface et augmentant la lumière diffuse (dispersée).2 Les chercheurs ont découvert que la réflexion d’environ 1 % de la lumière solaire qui atteint la surface entraînerait une diffusion solaire deux à trois fois plus importante.3
La mise en œuvre de l’ISC entraînerait également d’autres changements climatiques, tels que la modification des vents, des régimes de précipitations et de la couverture nuageuse, qui pourraient avoir une incidence sur différentes formes d’énergie renouvelable.4 Dans cet article, nous nous focalisons spécifiquement sur les impacts de l’IAS/SAI sur les énergies solaire, éolienne et hydroélectrique.
Renewables are key for decarbonisation
Renewable energy use will need to provide a much greater share of energy to decarbonise the economy.
Primary energy supply under a 1.5°C– compatible scenario
renewable
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Source: International Renewable Energy Agency
Renewables are key for decarbonisation
Renewable energy use will need to provide a much greater share of energy to decarbonise the economy.
Primary energy supply under a 1.5°C–compatible scenario
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Fossil fuels
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Source: International Renewable Energy Agency
Renewables are key for decarbonisation
Renewable energy use will need to provide a much greater share of energy to decarbonise the economy.
Primary energy supply under a 1.5°C–compatible scenario
YEAR
Fossil fuels
Nuclear
renewable
2022
82%
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2030
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2035
47%
47%
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35%
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2045
25%
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7%
2050
16%
77%
7%
Source: International Renewable Energy Agency
Diffusion de l’énergie solaire
La Terre reçoit de grandes quantités d’énergie du soleil, que les scientifiques ont commencé à exploiter pour produire de l’électricité au XIXe siècle. Deux grandes catégories de technologies solaires sont utilisées aujourd’hui : les cellules photovoltaïques (PV) et l’énergie solaire à concentration.
Les panneaux solaires sont constitués de dizaines de cellules photovoltaïques. Ces cellules produisent de l’électricité en absorbant les particules de lumière du soleil. La lumière absorbée déloge les électrons à l’intérieur de la cellule, qui circulent ensuite et génèrent de l’électricité.
Plusieurs facteurs affectent la fonctionnalité des cellules photovoltaïques. Les cellules photovoltaïques peuvent produire de l’électricité à partir de la lumière directe ou diffuse du soleil, mais elles fonctionnent mieux en lumière directe du soleil. Les cellules photovoltaïques sont également moins efficaces à mesure que les températures augmentent, de sorte que le changement climatique peut affecter l’électricité produite par les panneaux solaires.4
Les panneaux solaires à concentration utilisent des miroirs pour concentrer la lumière directe du soleil, qui chauffe un liquide. Cela produit de la vapeur, qui fait tourner une turbine et génère de l’électricité. Ils requièrent un ciel dégagé, de grandes étendues de terre et sont généralement utilisés pour la production d’énergie à grande échelle.
L’IAS/SAI affecterait différemment les cellules photovoltaïques et l’énergie solaire à concentration.5 Cela diminuerait la quantité totale de lumière solaire entrante qui atteindrait la surface, abaissant les températures et transformant une partie de la lumière solaire directe en lumière solaire diffuse.4 Alors que la diminution de l’ensoleillement réduirait la production d’énergie solaire dans son ensemble, la diminution de l’ensoleillement direct réduirait la production de l’énergie solaire à concentration en particulier.4 Des températures plus basses dans le cadre de l’IAS/SAI pourraient améliorer légèrement l’efficacité des cellules photovoltaïques mais réduire celle de l’énergie solaire à concentration.6
L’impact global de l’IAS/SAI diminuerait le potentiel d’énergie solaire dans le monde de quelques points de pourcentage, mais les effets varieraient d’une région à l’autre.6 L’impact sur l’industrie solaire varierait également en fonction des investissements dans les infrastructures d’énergie solaire.
Fluctuations régionales dans l’énergie éolienne
L’homme exploite l’énergie éolienne depuis des milliers d’années pour propulser les bateaux et moudre le grain. Les éoliennes modernes produisent de l’électricité grâce au vent qui fait tourner de grandes pales qui entraînent un générateur.
Pour produire plus d’énergie, les éoliennes sont de plus en plus grandes, la plus haute actuellement en construction devant atteindre 364 m de haut, pales comprises. Ces grandes turbines produisent davantage d’énergie, car leurs pales peuvent capter plus de vent.
La puissance générée par une éolienne dépend fortement de la vitesse du vent. Des vitesses de vent plus élevées peuvent augmenter la production d’électricité, mais les turbines sont arrêtées à très haute vitesse afin d’éviter tout dommage.7
Les effets du changement climatique sur la vitesse du vent sont variables d’une région à l’autre et très incertains. Peu d’études ont été menées sur la manière dont l’IAS pourrait affecter le vent, mais il existe des preuves que ces effets varieraient également selon les régions.8
Une analyse récente suggère que l’IAS/SAI pourrait entraîner des changements dans le régime des vents, augmentant ou diminuant la production régionale d’énergie éolienne jusqu’à 12 %, tout en ayant peu d’effet sur le potentiel global d’énergie éolienne.8
La puissance de l’eau
Bien avant la révolution industrielle, les gens utilisaient l’eau courante pour actionner des machines destinées à moudre le grain, traiter les minerais et même fabriquer du papier. Au XVIIIe siècle, la force de l’eau était utilisée pour filer le coton dans l’une des premières usines au monde. L’utilisation de l’hydroélectricité a considérablement augmenté au cours du 20e siècle avec la construction de grands barrages et constitue toujours la plus grande source d’énergie propre au monde.
L’hydroélectricité repose sur la canalisation de l’eau à travers des turbines, généralement à l’aide de barrages sur les rivières. Les barrages retiennent de grandes quantités d’eau qui peuvent être libérées par les turbines pendant les périodes où l’énergie est très demandée. Cette flexibilité face à la demande permet à l’hydroélectricité de se démarquer parmi les sources d’énergie renouvelables.
L’hydroélectricité fournit environ 14 % de l’électricité dans le monde, certains pays en tirant plus de 90 % de leur électricité de cette source d’énergie. Cependant, l’hydroélectricité dépend d’une source stable et importante d’eau de surface, ce qui la rend vulnérable au changement climatique. La fonte précoce des neiges et des glaciers, ainsi que l’intensification des inondations et des sécheresses, affectent la fiabilité de l’énergie hydroélectrique.9
L’IAS/SAI a le potentiel de ralentir ou d’inverser certains de ces impacts du changement climatique, tels que la fonte des glaciers, ce qui pourrait accroître la fiabilité de l’énergie hydroélectrique.4 Toutefois, ces résultats varient d’une région à l’autre4 certaines zones risquant de connaître des sécheresses plus importantes et donc un potentiel hydroélectrique réduit.10
Les impacts de l’IAS/SAI sur les énergies renouvelables – variables et incertains
Les chercheurs s’accordent largement à dire que la mise en œuvre de l’IAS/SAI ou d’autres méthodes de réflexion de la lumière solaire ne remplacerait pas la nécessité d’éliminer les émissions de CO2. L’intensification des énergies renouvelables est essentielle à cet égard.
Toutefois, il existe de grandes incertitudes quant à la manière dont l’IAS affecterait les ressources énergétiques renouvelables. Les chercheurs s’accordent largement à dire que les effets de l’IAS sur les énergies renouvelables varieraient à la fois selon les régions et les saisons.4 Pour comprendre ces effets plus en détail, il faudra améliorer les modèles et les scénarios relatifs à l’avenir des énergies renouvelables.
Questions ouvertes
- Quels seraient les effets nets de l'IAS/SAI sur l'offre et la demande d'électricité ?
- Comment la réduction du potentiel d'énergie solaire dans le cadre de l'IAS/SAI se comparerait-elle aux tendances actuelles de l'énergie solaire, telles que la réduction des coûts de production ?
- Comment d'autres méthodes de réflexion de la lumière solaire, telles que l'éclaircissement des nuages marins, affecteraient-elles les ressources énergétiques renouvelables ?
Posez-nous une question !
Notes de fin d'ouvrage
- Visioni D, MacMartin DG, Kravitz B. (2021). Le fait de baisser le soleil est-il un bon indicateur de la géo-ingénierie des sulfates stratosphériques ? Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 126(5). https://doi.org/10.1029/2020JD033952
- Lemon A, Keith DW, Albers S. (2024). Sous un ciel pas si blanc : impacts visuels de l’injection d’aérosols stratosphériques. Environmental Research Letters. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ada2ae
- Kravitz B, MacMartin DG, Caldeira K. (2012). Géoingénierie : Des ciels plus blancs ? Geophysical Research Letters, 39(11). https://doi.org/10.1029/2012GL051652
- Kumler A, Kravitz B, Draxl C, et al. (2025). Effets potentiels du changement climatique et de la modification du rayonnement solaire sur les ressources énergétiques renouvelables. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/j.rser.2024.114934
- Smith CJ, Crook JA, Crook R, et al. (2017). Impacts de la géo-ingénierie du sulfate stratosphérique sur les ressources mondiales en énergie solaire photovoltaïque et en énergie solaire à concentration. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 56, 1483–1497. https://doi.org/10.1175/JAMC-D-16-0298.s1
- Baur S, Sanderson BM, Séférian R, et al. (2024). La modification du rayonnement solaire remet en cause la décarbonation avec l’énergie solaire renouvelable. Earth System Dynamics, 15(2), 307–322. https://doi.org/10.5194/esd-15-307-2024
- Lydia M, Kumar SS, Selvakumar AI, et al. (2014). Un examen complet des techniques de modélisation de la courbe de puissance des éoliennes. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 30:452-60. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.10.030
- Baur S, Sanderson BM, Séférian R, et al. (2024). Évolution du potentiel d’énergie renouvelable éolienne sous l’effet des injections d’aérosols stratosphériques. Earth’s Future, 12(10). https://doi.org/10.1029/2024EF004575
- Wasti A, Ray P, Wi S, et al. (2022). Le changement climatique et le secteur de l’hydroélectricité : Un examen global. Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change. John Wiley and Sons Inc. https://doi.org/10.1002/wcc.757
- Ricke K, Wan JS, Saenger M, et al. (2023). Hydrological Consequences of Solar Geoengineering. Rev. Earth Planet. Sci. 2023, 51, 447–70. https://doi.org/10.1146/annurev-earth-031920-083456
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