L'énergie géothermique est une source d'énergie renouvelable. Il s'agit d'exploiter la chaleur stockée sous nos pieds, c'est-à-dire à la surface de la terre. Il peut être utilisé à grande échelle (niveau utilitaire) pour produire de l'électricité, ainsi qu'à plus petite échelle dans les maisons et les entreprises pour le chauffage et le refroidissement,
L'énergie géothermique est exploitée depuis longtemps mais n'est pas aussi connue que d'autres sources d'énergie alternatives telles que l'énergie solaire et éolienne.
Pour vous aider à en savoir plus sur cette source d'alimentation, nous avons rassemblé un bref aperçu de ses principaux avantages et inconvénients ; vous trouverez également des informations plus détaillées plus bas sur la page.
Remarque : Cette liste est basée sur les deux principaux modes d'utilisation de l'énergie géothermique : la production d'électricité à partir de centrales géothermiques et les systèmes de chauffage et de refroidissement géothermiques.
Qu'est-ce que l'énergie géothermique ?
La croûte terrestre est constituée de roches et d'eau, et en dessous se trouve une couche de roche chaude en fusion (magma). Le magma est très chaud - plus chaud même que la surface du soleil.
La chaleur produite par le magma est une énorme source d'énergie et peut être convertie en électricité. Pour cela, on fore dans la terre et en règle générale, plus on descend, plus il fait chaud.
La chaleur souterraine est utilisée pour chauffer l'eau, qui se transforme en vapeur. Cette vapeur est ensuite utilisée pour faire fonctionner une turbine hors sol qui génère de l'électricité pour le réseau.
La géothermie est une source d'énergie renouvelable presque totalement exempte de pollution et toujours fiable.
Avantages de la géothermie
1. Respectueux de l'environnement
L'énergie géothermique est généralement considérée comme respectueuse de l'environnement.
L'empreinte écologique d'une centrale géothermique est minime. Une centrale géothermique moyenne émet 99 % de dioxyde de carbone (CO2) en moins pour chaque mégawattheure (MWh) d'électricité qu'elle produit, selon l'EIA.
Bien que l'exploitation de l'énergie géothermique présente quelques aspects polluants, ceux-ci sont mineurs par rapport à la pollution associée aux combustibles fossiles conventionnels tels que le charbon et le gaz naturel.
La poursuite du développement de nos ressources géothermiques est considérée comme utile dans la lutte contre le réchauffement climatique.
2. Renouvelable et durable
Les réservoirs géothermiques proviennent de ressources naturelles et se reconstituent naturellement. La géothermie est donc une source d'énergie renouvelable.
"Sustainable" est un autre label utilisé pour les sources d'énergie renouvelables. En d'autres termes, la géothermie est une ressource qui peut subvenir à sa propre consommation, contrairement aux sources d'énergie conventionnelles telles que le charbon et les combustibles fossiles.
Selon les scientifiques, l'énergie de nos réservoirs géothermiques dure littéralement des milliards d'années.
3. Énorme potentiel
La consommation mondiale d'énergie est actuellement d'environ 17 térawatts (TW) d'électricité provenant de toutes les sources, fossiles et renouvelables.
Bien que cela puisse sembler beaucoup, il y a en fait beaucoup plus d'énergie que ce qui est stocké dans la terre ! Cela dit, la plupart de l'énergie géothermique est difficile et/ou peu rentable d'accès. Des estimations réalistes du potentiel des centrales géothermiques vont de 0,035 à 2 TW.
Les centrales géothermiques dans le monde ne fournissent actuellement que 12,7 gigawatts (GW) d'électricité, avec une puissance géothermique installée légèrement supérieure à 28 GW. En conséquence, il y a beaucoup de place pour la production de chaleur géothermique supplémentaire.
4. stable
L'énergie géothermique est une source d'énergie fiable.
Nous pouvons prédire la puissance d'une centrale géothermique avec une précision remarquable. Ce n'est pas le cas du solaire et de l'éolien, où la météo joue un rôle majeur dans la production d'électricité. Les centrales géothermiques sont donc parfaitement adaptées pour répondre à la demande énergétique de charge de base.
Les centrales géothermiques ont un facteur de capacité élevé - la puissance réelle est très proche de la capacité totale installée.
La capacité moyenne mondiale en 2017 représentait plus de 80 % (facteur de capacité) de la capacité totale installée, mais pas moins de 96 % ont été réalisés.
5. Idéal pour le chauffage et la climatisation
La production d'électricité à partir de l'énergie géothermique nécessite des températures d'eau élevées (plus de 150 °C (environ 300 °F) ou plus) pour faire fonctionner efficacement les turbines génératrices d'électricité.
L'autre façon plus simple d'utiliser l'énergie géothermique est de l'utiliser pour le chauffage et le refroidissement. Cette approche utilise le tempe (relativement petit)différence entre la surface et une source de sol.
La Terre est généralement plus résistante aux changements de température saisonniers que l'air. Par conséquent, le sol à quelques pieds sous la surface peut agir comme un dissipateur/source de chaleur avec une pompe à chaleur géothermique - de la même manière qu'une pompe à chaleur électrique utilise la chaleur de l'air.
Nous avons constaté une croissance phénoménale ces dernières années du nombre de propriétaires utilisant le chauffage/refroidissement géothermique.
Inconvénients de la géothermie
1. Problèmes environnementaux
Il y a une abondance de gaz à effet de serre sous la surface de la Terre. Lorsque l'énergie géothermique est utilisée, certains de ces gaz s'échappent à la surface et dans l'atmosphère. Ces émissions sont généralement plus élevées à proximité des centrales géothermiques.
Les centrales géothermiques génèrent de petites quantités d'émissions de dioxyde de soufre et de silice. Les réservoirs peuvent également contenir des traces de métaux lourds toxiques, notamment du mercure, de l'arsenic et du bore.
Cela dit, la pollution associée à l'énergie géothermique est très faible et ne représente qu'une petite partie de ce que nous voyons avec le charbon et les combustibles fossiles. De plus, selon l'Union of Concerned Scientists, aucun cas de pollution de l'eau provenant de sites géothermiques n'a été signalé aux États-Unis.
2. Instabilité de surface (séismes)
La construction de centrales géothermiques peut affecter la stabilité des terres. En fait, les centrales géothermiques ont entraîné des affaissements (affaissement de surface) en Allemagne et en Nouvelle-Zélande.
3. Durée
Les projets commerciaux d'énergie géothermique coûtent cher. Les coûts totaux d'installation se situent généralement entre 2,5 et 5 millions de dollars pour une centrale géothermique de 1 mégawatt (MW).
L'exploration et le forage de nouveaux réservoirs jouent un rôle majeur dans l'augmentation des coûts et représentent généralement la moitié du coût total.
Comme mentionné précédemment, la plupart des sources géothermiques ne peuvent pas être utilisées de manière rentable, du moins pas avec la technologie, le niveau de subvention et les prix de l'énergie actuels.
Le coût initial des systèmes de chauffage et de refroidissement géothermiques pour les bâtiments résidentiels et commerciaux est également élevé. Cela dit, ces systèmes vous feront probablement économiser de l'argent des années plus tard et doivent donc être considérés comme des investissements à long terme. Les pompes à chaleur géothermiques coûtent généralement entre 15 000 $ et 40 000 $ d'installation et ont généralement une période de récupération de 10 à 20 ans.
4. Spécifique à l'emplacement
Les bons réservoirs géothermiques sont difficiles à trouver. Certains pays sont dotés de grandes ressources - l'Islande et les Philippines, par exemple, fournissent près d'un tiers de leur demande d'électricité grâce à l'énergie géothermique.
Si l'énergie géothermique est transportée sur de grandes distances au moyen d'eau chaude (pas d'électricité), des pertes d'énergie importantes doivent être prises en compte.
5. Problèmes de durabilité
L'eau de pluie s'infiltre à travers la surface de la Terre et dans les réservoirs géothermiques pendant des milliers d'années. Des études montrent que les réservoirs peuvent se vider si le liquide est retiré plus rapidement qu'il n'est remplacé.
Des efforts peuvent être faits pour réinjecter du fluide dans le réservoir géothermique après l'utilisation de l'énergie thermique (la turbine a généré de l'électricité).
La géothermie est durable si les réservoirs sont bien gérés. Cela ne joue aucun rôle dans le chauffage et le refroidissement géothermiques des maisons, où l'énergie géothermique est utilisée différemment que dans les centrales géothermiques.
Géothermie : une énergie propre entravée par des coûts initiaux élevés
L'essentiel est que l'énergie géothermique est généralement considérée comme respectueuse de l'environnement, durable et fiable. Cela fait de l'énergie géothermique une évidence dans certains endroits, mais les coûts initiaux élevés nous empêchent de réaliser son plein potentiel.
L'influence future de l'énergie géothermique sur nos systèmes énergétiques dépend du progrès technologique, des prix de l'énergie et de la politique (subventions). Personne ne sait vraiment à quoi ressemblera la situation dans une décennie ou deux.