Énergies fossiles : avantages, inconvénients et alternatives

Très utilisées par l'industrie ou pour un usage domestique, les énergies fossiles (pétrole, gaz naturel et charbon) nous permettent de nous chauffer, de voyager ou encore de nous éclairer. Bien qu'elles possèdent de nombreux avantages, ces énergies sont extrêmement nocives pour la planète et pour notre santé. À l'origine du réchauffement climatique et de 8 millions de décès en 2018, les combustibles fossiles tendent aujourd'hui à être remplacés par les énergies renouvelables. 

👉 Quels sont les avantages et les inconvénients de ces ressources énergétiques ? Par quelles énergies vertes peut-on les remplacer ?

Greenly fait le point.

À l'échelle mondiale, les énergies fossiles sont les ressources les plus consommées. Mais de quoi sont-elles composées exactement ?‍

Énergie fossile, définition

Problème : au regard du niveau de surconsommation actuel, ces ressources n'ont justement pas le temps de se renouveler et les réserves se raréfient.

À titre indicatif, plusieurs millions d'années sont nécessaires pour que le processus de formation d'une énergie fossile soit complet. 

Ainsi, on distingue différentes formes d'énergies non renouvelables : liquide, roche fossile, gaz ou encore métal. Elles sont extraites :

• par puisage (pétrole et gaz naturel) ;
• par extraction directe à la surface des sols (la tourbe) ;
• par extraction dans des mines de charbon et des mines à ciel ouvert (lignite).

Composition, impact et origines du pétrole, du gaz naturel et du charbon

Considérée comme un hydrocarbure, l'énergie fossile est principalement composée d'atomes de carbone et d'hydrogènes. De fait, l'exploitation de ce combustible dégage de grandes quantités de dioxyde de carbone (CO2), à l'origine du réchauffement climatique. Une fois extraite, cette matière première est transformée en électricité, pour être ensuite utilisée de diverses manières (chauffage, production, électricité ou transport). 

À savoir : le premier usage de cette ressource remonte à l'Antiquité. La combustion de l'énergie fossile servait alors à se chauffer et à s'éclairer. Toutefois, c'est à compter de la révolution industrielle qu'elle devient massivement exploitée. Aujourd'hui, elle représente 81 % de la consommation mondiale d'énergie primaire.

Quelques exemples

On dénombre trois grandes sources d'énergie fossile :  

• le gaz naturel, extrait de gisements naturels composés de méthane. Il s'agit de la troisième source d'énergie primaire dans le monde ;
• le charbon, qui provient de débris végétaux et se trouve à plusieurs kilomètres sous terre. Sa formation a débuté il y a plus de 350 millions d'années. C'est la principale source d'électricité dans le monde ;
• le pétrole ou “fossil fuel”, qui provient d'organismes marins (principalement de plancton). Connu depuis l'Antiquité, le pétrole est aujourd'hui la première source d'énergie primaire mondiale. On doit cette renommée grâce au forage de l'américain Edwin L. Drake en 1859, qui marque la naissance de l'industrie pétrolière. 

Zoom sur l'utilisation des énergies fossiles en France

Depuis l'émergence de la crise climatique, la France souhaite parvenir à l'indépendance énergétique et remet en question ses modes de production et de consommation d'énergie. Aujourd'hui, la croissance démographique donne lieu à une surconsommation.

À date, la France importe la plupart de ses énergies fossiles : 

• 100 % du charbon provient des États-Unis, d'Australie, d'Afrique du Sud et de Colombie. Étant économiquement déficitaire, l'exploitation du charbon a été abandonnée dans l'Hexagone ;
• 98 % du gaz naturel est importé de Norvège, d'Algérie, de Russie et des Pays-Bas, depuis l'épuisement du gisement de gaz de Lacq en 2010 ;
• 98,5 % du pétrole provient de l'Afrique, des pays de l'ex-URSS, du Moyen-Orient, de la mer du Nord, du Niger et de la Russie.

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Massivement exploitées depuis l'ère industrielle, les énergies fossiles - aussi simples d'utilisation soient-elles - ont un impact dévastateur sur l'environnement. Quid de leurs avantages et de leurs inconvénients.

Les avantages

Bon marché, les énergies fossiles sont d'excellents combustibles et offrent un rendement énergétique particulièrement intéressant (notamment pour le pétrole).

Par ailleurs, leur utilisation et la technologie nécessaire à leur exploitation sont parfaitement maîtrisées. Sans compter que leur transport et leur stockage sont relativement simples. 

Les inconvénients

Néanmoins, les énergies fossiles ont beaucoup d'inconvénients, à commencer par leur existence limitée puisqu'il leur faut des millions d'années pour se former.

Selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE), la consommation des ressources énergétiques était de 15 025 Mtep (million de tonnes équivalent pétrole) dans le monde en 2020, et pourrait atteindre 17 387 Mtep en 2035. Au regard de notre utilisation actuelle, le BP Statistical Review of World Energy 2020 estime qu'il reste environ :‍

• 139 ans de réserve de charbon (environ 1074 milliards de tonnes) ;
• 48,8 ans de gaz naturel (188 100 milliards de tonnes) ;
• 53,5 ans de pétrole (244,4 milliards de tonnes).‍

De surcroît, l'extraction, la transformation, le transport et la combustion émettent des gaz à effet de serre. Le 8 mars 2022, l'Agence internationale de l'énergie indiquait que les énergies fossiles avaient été à l'origine de 36,3 milliards de tonnes de CO 2 en 2021 - un niveau encore jamais atteint.

Pourtant, selon le dernier rapport du GIEC, pour limiter le réchauffement climatique à +1,5 °C, il est impératif de stopper l'extraction du charbon, et de réduire de 60 % et de 70 % l'usage du pétrole et du gaz d'ici à 2050 par rapport au niveau de 2019.

Le constat est sans appel : à l'heure actuelle, les énergies fossiles ne permettent pas la création d'un modèle de société durable.

À l'opposé, les énergies renouvelables (également appelées “énergies vertes”) sont inépuisables et disponibles sur l'ensemble de notre territoire. On retrouve notamment :

• le vent pour l'éolien ; 
• le soleil pour le thermique et le photovoltaïque ; 
• la chaleur terrestre pour la géothermie ; 
• la biomasse pour la biodégradation ;
• la force de l'eau pour l'hydroélectricité. 

Ces combustibles verts constituent la meilleure alternative pour mettre un terme à notre dépendance aux énergies fossiles. Prix stables, moins d'émissions de CO 2, aucun déchet polluant… En 2020, l'énergie renouvelable représentait 19,1 % de la consommation finale brute d'énergie. Un chiffre qui devrait doubler d'ici à 2030.

Néanmoins, cette solution possède un inconvénient majeur, puisqu'elle fonctionne par intermittence. Dépendante de la nature et de ses aléas, l'énergie renouvelable n'est pas disponible à tout moment. C'est la raison pour laquelle elle n'est pas encore apte à remplacer totalement les combustibles fossiles, même si elle permet de réduire leur utilisation.

Responsable du réchauffement climatique, l'usage des hydrocarbures est à l'origine de 70 % des émissions de CO2 dans le monde - au-delà du seul fait de dégrader l'environnement et de participer à la destruction des écosystèmes. À titre d'exemple, l'exploitation du charbon émet 3,5 tonnes de CO2 par tonne d'énergie consommée.

La surexploitation de ce type d'énergie est également à l'origine de nombreuses catastrophes environnementales :

• l'extraction des ressources nécessite de grosses quantités d'eau et contribue à la déforestation ;
• les marées noires, causées par les échouages des pétroliers, polluent les océans ;
• les pluies acides détruisent des millions d'hectares de forêts (allemandes, scandinaves et polonaises) et sont responsables de l'acidification de nombreux lacs. Cette acidité est le résultat de la fusion entre, d'une part, les oxydes de soufre et d'azote, et de l'autre, l'eau atmosphérique ;
• la pollution atmosphérique provoquée par la combustion du pétrole et du charbon. Ce contact rejette des oxydes d'azote, de soufre et de carbone, du plomb, des suies et des minéraux lourds. Selon une étude publiée en 2018 par la revue scientifique Environnement research, les chercheurs estiment que la pollution de l'air est responsable de 8 millions de morts.

Épuisement des ressources, extinction d'espèces animales et végétales, fragilisation des écosystèmes, impacts économiques... Le bilan est désastreux.

Le charbon est l'une des sources d'énergie les plus anciennes. Il est aujourd'hui la première source de production d'électricité dans le monde. Néanmoins, cette énergie pollue : 

• lors de son extraction, puisque les mines sont très polluantes ; 
• lors de sa consumation dans les centrales. Durant ce processus, le charbon rejette 1,5 fois plus de CO2 que le gaz et 1,3 fois plus que le pétrole.

À titre informatif, les deux premières centrales à charbon situées à Manhattan et à Londres ont été construites par Thomas Edison en 1882. Aujourd'hui, les centrales à charbon se trouvent majoritairement en Chine, aux États-Unis et en Allemagne. En France, nous avons quatre centrales dont l'activité est supposée s'arrêter dans les années à venir. À l'échelle mondiale, les centrales à charbon sont responsables de 40 % de nos émissions de CO2.

À l'inverse, le gaz naturel est considéré comme la moins mauvaise des énergies fossiles. En effet, la combustion du gaz naturel rejette 25 % de moins de CO2 que le pétrole et moitié moins que le charbon. 

À ce jour, la Russie compte 20 % de la production mondiale. Suivent les États-Unis, le Canada et le Qatar. Dans l'optique de lutter contre notre dépendance vis-à-vis de ces pays, la France compte encore 11 centrales au gaz, répondant à 7 % des usages nationaux. 

L'urgence environnementale bouscule nos habitudes de consommation. Or, l'énergie verte semble être un bon compromis pour freiner le dérèglement climatique. Mais quelles sont les énergies propres et inépuisables à notre disposition ?

L'énergie hydraulique

Première source d'électricité propre en France, l'énergie hydraulique est produite grâce à la force de l'eau. Les centrales hydrauliques génèrent ainsi de l'énergie grâce aux chutes d'eau et au débit des cours d'eau retenus par les barrages. Plus la pression de l'eau est forte, plus elle crée de l'énergie.

On compte 2 000 installations en France (un des principaux producteurs en Europe). En 2020, cette énergie représentait 49 % de la production brute d'électricité renouvelable.

L'énergie éolienne

La France possède le deuxième gisement d'Europe. Les éoliennes installées sur terre (onshore) ou en mer (offshore) exploitent l'énergie cinétique du vent et la convertissent en énergie mécanique, puis en électricité verte. 

Au cours des trois premiers trimestres de l'année 2021, le parc éolien français a produit 7,7 % de la consommation électrique française.

D'ici à 2030, la filière éolienne devrait représenter 32 % de la production d'énergie renouvelable en France, conformément aux objectifs définis par la loi sur la Transition Énergétique pour la Croissance Verte.

L'énergie solaire

Cette troisième forme d'énergie renouvelable est produite par le soleil. Les cellules photovoltaïques des panneaux solaires captent les rayonnements de ce dernier et les transforment en électricité. Ainsi, on trouve deux types d'énergie solaire :

• l'énergie photovoltaïque, produite via des installations solaires. L'autoconsommation s'est considérablement développée en France depuis 2009, grâce à la baisse du prix des panneaux ;
• l'énergie thermique, qui a connu un développement soudain en 2005, avant de ralentir ces dernières années.

En 2019, la filière solaire couvrait 2,4 % de la consommation électrique française.

L'énergie géothermique

Cette énergie nécessite d'aller puiser la chaleur dans le sous-sol de la terre et ne dépend pas des conditions météorologiques. Il existe trois formes de géothermie :

• superficielle, dont l'extraction de la chaleur (- 30 °C) s'effectue à moins de 200 mètres de profondeur ;
• basse température ou basse énergie, qui puise la chaleur (entre 30 °C et 90 °C) dans les gisements d'eau, jusqu'à 2 000 mètres de profondeur ;
• haute température, qui nécessite d'aller à plus de 1 500 mètres de profondeur pour obtenir des fluides supérieurs à 150 °C. Actuellement, la France possède deux centrales en Guadeloupe et à Soultz-sous-Forêts.

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Il est plus que jamais temps de délaisser les énergies fossiles pour atteindre l'objectif de neutralité carbone, fixé par l'Accord de Paris, d'ici 2050.