Si nous pouvions capter l’énergie solaire grâce à des panneaux, sans avoir besoin d’en produire avec des carburants, etc., de quelle couverture terrestre aurions-nous besoin pour répondre aux exigences du monde et de l’avenir ? Regardons ensemble.
Dans le débat, plus que jamais d’actualité, sur les énergies renouvelables et leur rôle possible dans la question complexe concernant la demande énergétique des sociétés occidentales et des pays émergents, souvent, les détracteurs de ces technologies affirment que la densité d’énergie qui nous vient du soleil sous la forme d’ondes électromagnétiques n’est pas suffisamment élevée pour répondre aux besoins énergétiques de la planète, dans un laps de temps assez long. Ils prétendent, en outre, que si nous devions répondre à la demande en électricité seulement avec la technologie photovoltaïque, la surface de la terre entière, les océans compris, recouverte complètement de modules photovoltaïques pour produire la quantité d’électricité nécessaire, ne suffirait pas.
Le potentiel photovoltaïque de la terre?
Prenons donc un stylo, du papier et diverses données générales sur la consommation d’énergie et essayons de préparer une estimation approximative du réel potentiel photovoltaïque de la terre, en acceptant, bien entendu, quelques estimations approximatives qui nous permettent de raisonner à un niveau vraiment compréhensible pour tout le monde.
L’Agence américaine de l’énergie (EIA) a estimé la demande en puissance énergétique globale pour l’année 2004 égale à 15 Terawatt, couverte à des degrés divers par les différentes sources d’énergie disponibles, par ordre d’importance et respectivement : le pétrole (5,6 TW) le gaz naturel (3,5 TW), le charbon (3,8 TW), l’hydroélectricité (0,9 TW), l’énergie nucléaire (0,9 TW), géothermique, éolienne, solaire et biomasse ensemble (0,13 TW).
La superficie totale de la terre équivaut à 510 100 000 km², divisée en 149.450.000 km² de terre ferme et 360.650.000 km² couverts par l’eau. Si l’on veut donner immédiatement un ordre de grandeur du potentiel de la terre en termes photovoltaïques, en supposant qu’une surface de 10 mètres² couverte de modules photovoltaïques soit capable de fournir une puissance de 1 kW et en négligeant, pour simplifier, les facteurs de latitude et de la couverture nuageuse, la moitié de la surface terrestre suffirait déjà pour produire une puissance de 13 kW 2,5505e + 13 kW, soit 25.505 TW, laquelle, par rapport à la puissance de 15 TW, est supérieure environ 1700 fois.
Pour rendre notre estimation plus réaliste, en ne considérant que la moitié de la superficie de la terre ferme, la puissance potentielle productible devient égale à 7.473 TW (presque 500 fois plus grande).
En théorie, cela fonctionne …
Le résultat ci-dessus indique que théoriquement, la technologie photovoltaïque serait relativement capable de satisfaire par elle seule les besoins énergétiques du monde entier. De plus, si l’on tient compte du fait que le progrès technique des cellules photovoltaïques continue de croître et qu’aujourd’hui il a déjà démontré expérimentalement d’être en mesure de plus que doubler les performances des modules, alors on peut supposer que la marge élevée de la différence entre la valeur du potentiel de productivité (7473 TW) et les besoins réels (15 TW) ne soit pas complètement érodée par nos estimations.
Nous pouvons faire un pas de plus dans l’analyse proposée, si nous soulignons que l’estimation ci-dessus est basée exclusivement sur le potentiel électrique photovoltaïque de la planète, alors que nous savons qu’une part considérable de la demande mondiale d’énergie est utilisée sous forme de chaleur, donc nous pouvons utiliser non seulement notre hypothèse des modules photovoltaïques, moins efficaces en termes de rendement, mais aussi celle des panneaux solaires. Les premiers ont une moyenne de rendement d’environ 20-25% et les derniers dépassent facilement le seuil de 80%, en renforçant ainsi sensiblement, les résultats en faveur de l’énergie solaire.
Pour l’avenir, les estimations jusqu’à 2040 parlent d’une augmentation des besoins énergétiques mondiaux de 35% par rapport à l’état actuel, surtout en raison de l’accroissement de la population mondiale et de la hausse de consommation par habitant des personnes vivant dans les pays émergents (Chine et l’Inde en particulier). Les analyses possibles sont évidemment variées et plus ou moins complexes et correctes, mais les ordres de grandeur résultant de notre bref calcul nous permettent de répondre aux antagonistes de la technologie photovoltaïque et des technologies renouvelables en général, avec une certaine tranquillité.
Le vrai défi ? Réduire la consommation !
Toutefois, de plus en plus d’experts dans le domaine des énergies renouvelables et des analystes des tendances sociétales mondiales soutiennent que le défi énergétique ne peut être gagné en termes d’augmentation globale des moyens de production disponibles, mais en termes de réduction des consommations, en particulier, par un sérieux processus pour améliorer l’efficacité de la consommation d’énergie. Une contribution importante en ce sens est l’utilisation intelligente des ressources ou la coordination des activités humaines à toutes les échelles, comme une sorte de domotique appliquée au niveau mondial.