Energies renouvelables, dispositifs de stockage utilisant l’hydrogène, réseaux intelligents permettant une production décentralisée, voila pour Jeremy Rifkin les trois piliers de la nouvelle révolution industrielle que l’Europe devra mener.

les trois piliers de la troisième révolution industrielle

par Jeremy Rifkin, août 2007 (extrait)

La troisième révolution industrielle repose sur trois piliers fondamentaux qui doivent être développés simultanément et conçus de façon totalement intégrée pour que chacun de leurs composants puisse développer entièrement son potentiel et pour que le nouveau paradigme économique devienne opérationnel : énergies renouvelables, technologie de stockage et réseaux d’énergie intelligents.

le premier pilier : énergies renouvelables

Les formes renouvelables d’énergie - énergies d’origine solaire, éolienne, hydraulique, géothermique, marine, biomasse - constituent le premier des trois piliers de la troisième révolution industrielle. Ces énergies émergentes ne représentent encore qu’un petit pourcentage de l’ensemble des énergies. Mais elles croissent rapidement car les gouvernements fixent des objectifs et des références pour favoriser leur large introduction sur le marché, tandis que leurs coûts décroissants les rendent de plus en plus compétitives. Des milliards d’euros de fonds publics et privés vont à la recherche, au développement et à la pénétration du marché, pendant que les entreprises et les particuliers cherchent à réduire leurs émissions de carbone et à rendre leur utilisation d’énergie plus efficiente et indépendante.

le deuxième pilier : la technologie de stockage

L’introduction du pilier des énergies renouvelables de la troisième révolution industrielle exige l’introduction simultanée d’un deuxième pilier. Pour maximiser l’énergie renouvelable et réduire au minimum les coûts, il sera nécessaire de développer les méthodes de stockage qui facilitent la conversion des productions intermittentes de ces sources d’énergie en ressources fiables. Les batteries, le transfert de l’énergie hydraulique par pompage et d’autres moyens peuvent fournir une capacité de stockage limitée. Il y a, cependant, un moyen de stockage largement disponible et qui peut être relativement efficace.

L’hydrogène est le moyen universel qui « stocke » toutes les formes d’énergie renouvelable, permettant ainsi de garantir la disponibilité d’une ressource stable et fiable pour la production d’énergie et, ce qui est aussi important, pour le transport.

L’hydrogène est l’élément le plus léger et le plus abondant dans l’Univers et quand il est utilisé comme source d’énergie, ses seuls sous-produits sont l’eau pure et la chaleur. L’énergie nécessaire au fonctionnement de nos vaisseaux spatiaux depuis plus de trente ans a été fournie par des piles à combustible de haute technologie fonctionnant à l’hydrogène.

L’hydrogène se trouve partout sur la Terre. Cependant il existe rarement à l’état libre dans la nature. Il doit être extrait des carburants fossiles, de l’eau, ou de la biomasse. Aujourd’hui, la façon la plus rentable de produire de l’hydrogène commercial est de l’extraire du gaz naturel via un processus d’électrolyse de l’eau. Mais la réserve de gaz naturel est limitée, comme notre réserve de pétrole, et n’est donc pas une source sûre. L’hydrogène pourrait aussi être extrait du charbon et de sables bitumineux, mais cela aurait pour conséquence une augmentation considérable de l’émission de dioxyde de carbone dans l’atmosphère.

L’énergie nucléaire pourrait aussi être utilisée, mais cela augmenterait significativement la quantité de déchets radioactifs dangereux, ainsi que l’utilisation d’eau froide nécessaire pour refroidir les réacteurs, créerait des menaces sérieuses sur la sécurité dans une époque de terrorisme et, pour finir, accroîtrait considérablement la dépense que les contribuables et les consommateurs doivent consentir pour disposer de l’énergie.

Pourtant, il y a une autre façon d’utiliser l’hydrogène, comme support de stockage pour toutes les formes d’énergie renouvelable.

Les sources renouvelables d’énergie - d’origine solaire, éolienne, hydraulique, géothermique, océanique - sont de plus en plus utilisées pour produire de l’électricité. Cette électricité, à son tour, peut être utilisée, grâce à un procédé appelé « électrolyse », pour séparer l’eau en hydrogène et en oxygène. L’hydrogène peut aussi être extrait directement de récoltes énergétiques, de déchets animaux et forestiers, et de déchets organiques - biomasse -, sans passer par l’électrolyse.

Le point important à souligner est que l’énergie renouvelable devient viable dès lors qu’une partie de cette énergie peut être stockée sous forme d’hydrogène. Cela tient à ce que l’énergie renouvelable est intermittente. Le soleil ne brille pas toujours, le vent ne souffle pas toujours, l’eau ne coule pas toujours quand il y a une sécheresse et les rendements agricoles varient d’une année sur l’autre.

Quand une énergie renouvelable n’est pas disponible, l’électricité ne peut pas être produite et l’activité économique s’arrête. Mais si une part de l’électricité produite quand l’énergie renouvelable est abondante peut être utilisée pour extraire l’hydrogène de l’eau, qui peut alors être stocké pour une utilisation postérieure, la société aura alors une fourniture continue d’énergie. D’autres technologies de stockage comprenant les batteries électriques, les stations de transfert d’énergie hydraulique par pompage, les volants, les ultracondensateurs et autres, fournissent la capacité de stockage le long du réseau de distribution d’énergie intelligent et complètent l’hydrogène pour le maintien d’une fourniture sûre d’énergie disponible. L’hydrogène peut aussi être extrait de la biomasse et stocké de la même façon.

L’exemple du Brésil montre les conséquences d’une politique énergétique s’appuyant sur une forme d’énergie renouvelable intermittente pour l’électricité sans aucun moyen de stockage. Plus de 80 % de l’électricité du Brésil proviennent d’une source renouvelable d’énergie, l’hydroélectricité .

En 2001, le Brésil a subi une sécheresse. Le débit d’eau a diminué, et la production d’électricité a rencontré des difficultés qui ont entraîné des coupures de courant dans diverses parties du pays. Si une infrastructure à hydrogène avait été en place, le Brésil aurait pu utiliser un peu de ses surplus d’électricité, produits quand le niveau de l’eau était suffisant pour électrolyser l’eau et stocker l’hydrogène pour garantir la production d’énergie pendant la sécheresse.

Alors que les dépenses nécessaires à la mise en oeuvre de l’énergie renouvelable deviennent rapidement compétitives, le coût de production de l’hydrogène reste toujours relativement élevé. Cependant, de nouvelles percées technologiques et des économies d’échelle réduisent drastiquement ces dépenses chaque année. De plus, les piles à combustible fonctionnant à l’hydrogène sont au moins deux fois aussi efficaces que le moteur à combustion interne. Corrélativement, les coûts directs et indirects du pétrole et du gaz sur les marchés mondiaux continuent de monter.

Nous approchons du point de rencontre entre le prix décroissant de l’énergie renouvelable et de l’hydrogène et le prix croissant des carburants fossiles, point à partir duquel l’ancien régime de l’énergie laissera place à la nouvelle ère de l’énergie.

La base d’une transition vers une troisième révolution industrielle a été établie par le Conseil de l’Union européenne en mars 2007.

L’Union européenne est la première superpuissance à mettre en place un engagement imposant de produire 20 % de son énergie à partir de sources d’énergie renouvelable en 2020 .

Quand la contribution de l’énergie renouvelable à la production d’électricité devient significative, même un ralentissement provisoire du flux solaire, du vent et du débit d’eau peut entraîner une insuffisance de production, une pointe dans les prix et des coupures d’électricité. Utiliser l’hydrogène comme « support de stockage » pour l’énergie renouvelable sera essentiel si l’Union européenne doit assurer une fourniture fiable d’énergie. L’hydrogène est aussi la façon de stocker et d’utiliser l’énergie renouvelable pour tous les transports.

La Commission européenne reconnaît que le recours accru aux formes renouvelables d’énergie serait énormément facilité par le développement de la capacité de stockage des piles à combustible fonctionnant à l’hydrogène et, en 2003, elle a mis en place la plateforme pour les technologies de l’hydrogène, qui représente un effort massif de recherche-développement pour placer l’Europe au premier rang dans la course vers un futur faisant appel à l’hydrogène .

Les régions et les gouvernements nationaux à travers l’Europe sont déjà en train de mettre en place des programmes de recherchedéveloppement sur l’hydrogène et commencent à introduire des technologies à hydrogène sur le marché.

En 2006, l’Allemagne a consacré 500 millions d’euros à la recherche et au développement des techniques à hydrogène et a commencé à préparer des plans destinés à créer un réseau hydrogène national, dans le but affiché de conduire l’Europe et le monde dans l’ère hydrogène à l’horizon 2020 . En 2007, la chancelière Angela Merkel et les membres de son cabinet ont appelé à une troisième révolution industrielle dans des discours publics .

En octobre 2007, la Commission européenne a annoncé un partenariat public-privé de plusieurs milliards d’euros pour accélérer l’introduction commerciale d’une économie de l’hydrogène dans les États membres de l’Union européenne, en mettant principalement l’accent sur la production d’hydrogène à partir de sources d’énergie renouvelable.

le troisième pilier : le réseau électrique intelligent

En évaluant l’intérêt d’un changement ambitieux en faveur des énergies renouvelables et en finançant un programme énergique de recherche-développement dans la technologie des piles à combustible à l’hydrogène, l’UE a mis en place les deux premiers piliers de la troisième révolution industrielle. Le troisième pilier, la reconfiguration du réseau électrique européen s’appuyant sur le réseau Internet, qui permettra aux entreprises et aux particuliers de produire eux-mêmes leur énergie et de la partager, est en cours d’expérimentation au sein des compagnies électriques en Europe.

L’interréseau intelligent est constitué de trois composants essentiels. Des miniréseaux permettant aux particuliers, aux petites et moyennes entreprises (PME) ainsi qu’aux grandes entreprises de produire l’énergie renouvelable localement - au moyen de piles photovoltaïques, de l’énergie éolienne, de la mini-hydraulicité, des déchets animaux et agricoles, des détritus, etc. - et de l’utiliser hors réseau pour leurs besoins propres en électricité. La technologie du comptage intelligent permet aux producteurs locaux de vendre réellement leur énergie au réseau électrique principal, mais aussi d’accepter l’électricité du réseau, rendant ainsi les flux d’électricité bidirectionnels.

La technologie du réseau intelligent est incorporée dans des appareils et des puces installés dans tout le système du réseau, permettant de relier chaque appareil électrique. Le logiciel permet à l’intégralité du réseau électrique de connaître la quantité d’énergie utilisée, à tout moment, n’importe où sur le réseau. Cette interconnexion peut être utilisée pour réorienter l’utilisation de l’énergie et les flux pendant les heures de pointe et les heures creuses, et même pour s’adapter à tout moment aux variations du prix de l’électricité.

À l’avenir, les réseaux intelligents seront également de plus en plus connectés, en temps réel, aux changements de temps, enregistrant les variations des vents, des flux solaires, de la température ambiante, etc., donnant au réseau électrique la capacité d’ajuster en permanence le flux d’électricité aux conditions météorologiques externes ainsi qu’à la demande des consommateurs. Par exemple, si le réseau électrique connaît un pic d’utilisation énergétique et une possible surcharge du fait d’un excès de demande, le logiciel peut commander à la machine à laver d’un particulier de descendre d’un cycle par charge ou réduire la climatisation d’un degré.

Les consommateurs qui acceptent des ajustements légers dans leur utilisation d’électricité reçoivent des « crédits » sur leurs factures. Puisque le vrai prix de l’électricité sur le réseau varie constamment, l’information en temps réel sur l’énergie ouvre la porte « à une politique de prix dynamique », qui permet aux consommateurs d’augmenter ou de faire baisser leur utilisation d’énergie automatiquement, en fonction du prix de l’électricité sur le réseau. Cette politique de prix autorise aussi les producteurs de miniréseaux locaux d’énergie à vendre l’énergie au réseau ou à s’en retirer, de manière automatique.

L’interréseau intelligent donnera non seulement plus de pouvoir aux utilisateurs finaux pour leurs choix énergétiques, mais sera aussi source d’une nouvelle efficacité significative dans la distribution d’électricité.

De façon intéressante, le nouveau plan énergétique de l’UE prévoit l’interréseau avec l’exigence que le réseau électrique soit « dégroupé », ou au moins rendu plus indépendant par rapport aux entreprises énergétiques qui produisent aussi le courant électrique, de telle sorte que les nouveaux acteurs - en particulier les petites et moyennes entreprises et les particuliers - aient la possibilité de produire et de vendre l’énergie au réseau dans les mêmes conditions de facilité et de transparence que celles dont ils bénéficient maintenant dans la production et le partage de l’information sur Internet. La Commission européenne a mis en place une plate-forme technologique européenne sur les réseaux intelligents et a élaboré une vision à long terme et un document de stratégie en 2006 pour reconfigurer le réseau électrique européen de manière à le rendre intelligent, uniforme et interactif .

En 2007, le Parlement européen a adopté une déclaration écrite appelant à une transition vers les énergies renouvelables, à une économie de l’hydrogène et à la création d’un réseau électrique intelligent : les trois piliers fondamentaux de la troisième révolution industrielle .

Une majorité écrasante de parlementaires de l’UE a signé le texte, ainsi que les chefs des sept partis politiques principaux d’Europe et Hans-Gert Pöttering, le président du Parlement européen.

Le Parlement européen est ainsi devenu la première assemblée parlementaire dans le monde à endosser officiellement la stratégie des trois piliers pour entrer dans la troisième révolution industrielle.

Jeremy Rifkin est le président-fondateur de la Foundation on Economic Trends (Washington, DC). Il enseigne au sein du programme de formation de managers de la Wharton School (université de Pennsylvanie). J. Rifkin a été le conseiller du président de l’Union européenne, José Socrates, Premier ministre du Portugal, pour les questions de sécurité énergétique, de changement climatique et d’économie (2007). Il est aussi conseiller spécial du groupe du Parlement européen sur l’avancement de la troisième révolution industrielle et le développement de l’économie de l’hydrogène. J. Rifkin est l’auteur de dix-sept ouvrages sur l’environnement, l’énergie et les questions économiques, dont The Hydrogen Economy. The Creation of the World Wide Energy Web and the Redistribution of Power on Earth (Tarcher/Penguin, 2002).