Quelle est l’Empreinte Carbone de l’Énergie Éolienne? Une évaluation du cycle de vie

L’énergie éolienne est l’une des sources d’énergie renouvelable à la croissance la plus rapide qui promet les niveaux les plus bas d’émissions de dioxyde de carbone (CO2). Nous avons donc dû nous demander: Quelle est l’empreinte carbone de l’énergie éolienne?

L’énergie éolienne a l’empreinte carbone la plus faible de tous les types d’énergie. Sur la base du cycle de vie, l’éolien terrestre en émet 11 et l’éolien offshore émet 12 grammes d’équivalent CO2 par kWh d’électricité produite. L’énergie éolienne aide à lutter contre le changement climatique et présente divers avantages environnementaux supplémentaires.

L’énergie éolienne représente une quantité toujours croissante de la consommation totale d’énergie et a diverses implications environnementales. Continuez à lire pour en savoir plus sur l’empreinte carbone globale de l’énergie éolienne, son empreinte carbone tout au long de son cycle de vie et son impact environnemental.

Comment l’énergie éolienne est-elle définie

Le vent est une forme d’énergie solaire causée par le réchauffement inégal de la surface de la terre, les irrégularités de la surface de la terre et la rotation de la terre. Pour exploiter l’énergie éolienne, le vent fait tourner les pales de la turbine autour d’un rotor, qui fait tourner un générateur pour créer de l’électricité. Une vitesse annuelle moyenne du vent de 9 milles à l’heure (mph) ou de 4 mètres par seconde (m / s) pour les petites turbines et de 13 mph (5,8 m / s) pour les turbines utilitaires est nécessaire pour exploiter économiquement l’énergie éolienne.

 » Vent: courant d’air se déplaçant approximativement horizontalement, en particulier assez fort pour être ressenti  »

Cambridge Dictionary

Il existe deux principaux types d’énergie éolienne:

1. Énergie éolienne terrestre : Les turbines sont situées sur terre. Les coûts de construction, de transport, d’entretien et d’infrastructure nécessaires pour transmettre l’électricité des turbines terrestres aux consommateurs sont faibles. Cependant, ils peuvent être moins efficaces car la vitesse et la direction du vent terrestre peuvent être imprévisibles.

Le plus grand parc éolien terrestre au monde est le parc éolien de Gansu situé en Chine. Il se compose d’environ 7 000 éoliennes réparties sur plusieurs parcs éoliens Bien qu’il soit encore en construction, la capacité prévue est de 20 (gigawatts) GW et la capacité installée actuelle est de 8 GW.

1. Énergie éolienne en mer: Les turbines sont situées dans l’océan ou en eau douce. Les coûts de construction, de transport, d’entretien et d’infrastructure nécessaires pour transmettre l’électricité des turbines offshore aux consommateurs sont élevés. Les turbines offshore sont considérablement plus grandes que les turbinesshoreore et peuvent coûter jusqu’à 20% de plus. La vitesse et la direction du vent étant plus constantes, le potentiel de production d’énergie est beaucoup plus élevé. Les préoccupations en matière de pollution sonore, d’utilisation des terres et d’impact sur la faune sont minimes par rapport aux turbines terrestres.

Le plus grand parc éolien offshore au monde est le parc éolien Walney Extension situé en mer d’Irlande. Couvrant 149 kilomètres carrés (56 miles carrés), les 87 éoliennes ont un potentiel de production d’électricité de 659 mégawatts (MW). Cela suffit pour alimenter 600 000 foyers au Royaume-Uni.

Rien qu’aux États-Unis, il y a plus de 57 000 éoliennes à terre et en mer. Ils peuvent exister sous forme de structures autonomes ou se regrouper pour former des parcs éoliens.

Les deux types d’éoliennes sont:

1. Éolienne à axe horizontal (HAWT) : Les pales sont assemblées sur un axe horizontal parallèle au sol. Ils ne peuvent recevoir et traiter le vent que de front.

1. Éolienne à axe vertical (VAWT): Les pales sont assemblées sur un axe vertical perpendiculaire au sol. Ils peuvent recevoir et traiter le vent de toutes les directions, ce qui leur donne un plus grand potentiel de production d’énergie.

Les petites éoliennes individuelles peuvent produire jusqu’à 100 kilowatts (kW) de puissance, ce qui est suffisant pour alimenter une maison ou une station de pompage d’eau. Les turbines plus grandes se composent de tours hautes de 260 pieds (80 mètres (m)) et de pales longues de 130 pieds (40 m) pouvant générer jusqu’à 1,8 MW de puissance. Et les plus grandes turbines commerciales se composent de tours de 240 m (780 pieds) de haut et de pales de 162 m (530 pieds) de long pouvant générer de 4,8 à 9,5 mw de puissance.

Quelle est l’empreinte carbone de l’énergie éolienne

L’empreinte carbone est l’un des moyens de mesurer les effets du changement climatique mondial induit par l’homme. Il se concentre principalement sur les émissions de gaz à effet de serre (GES) associées à la consommation et comprend d’autres émissions telles que le méthane (CH4), l’oxyde nitreux et les chlorofluorocarbures (CFC).

 » Empreinte carbone: la quantité de gaz à effet de serre et en particulier de dioxyde de carbone émise par quelque chose (comme les activités d’une personne ou la fabrication et le transport d’un produit) au cours d’une période donnée  »

Merriam Webster

Fondamentalement, c’est la quantité de carbone émise par une activité ou une organisation. Cela inclut les émissions de GES provenant du carburant que nous brûlons directement (p. ex., chauffer une maison, conduire une voiture) et les émissions de GES provenant de la fabrication des produits que nous utilisons (p. ex., les centrales électriques, les usines et les sites d’enfouissement).

Quelle est l’empreinte carbone globale de l’énergie éolienne

Sur la base du cycle de vie, l’énergie éolienne terrestre émet 11 et l’énergie éolienne offshore émet 12 grammes d’équivalent CO2 par kWh d’électricité produite, le plus faible de tous les types de combustibles.

La capacité installée mondiale d’énergie éolienne a été multipliée par 75 entre 1997 et 2018, passant de 7,5 GW à plus de 564 GW. Toutes les éoliennes dans le monde couvraient à l’époque plus de 6% de la demande mondiale d’électricité. Le marché de l’énergie éolienne a augmenté de plus de 10% rien qu’en 2019, les leaders mondiaux, la Chine et les États-Unis, ouvrant la voie.

Les six plus grands pays producteurs d’énergie éolienne (quantité par an) au monde sont:

1. Chine – 221 GW
2. États–Unis – 96,4 GW
3. Allemagne – 59,3 GW
4. Inde – 35 GW
5. Espagne – 23 GW
6. Royaume-Uni – 20,7 GW

Parce que l’énergie éolienne est l’une des technologies d’énergie renouvelable les moins chères et à la croissance la plus rapide avec un profil de faibles émissions de carbone, il est important de comprendre quelle est son empreinte carbone et comment ses émissions de carbone affectent le processus de changement climatique mondial.

Pour comprendre l’empreinte carbone de l’énergie éolienne, nous devons évaluer son cycle de vie et l’empreinte carbone de chaque étape. Cette évaluation du cycle de vie (ACV) est une méthode d’évaluation des impacts environnementaux des produits et des matériaux. Au fil des ans, les entreprises ont utilisé stratégiquement l’ACV pour rechercher et créer des produits plus durables. Alors, jetons un coup d’œil à l’ACV de l’énergie éolienne!

Les étapes du cycle de vie de l’énergie éolienne	Empreinte carbone de chaque étape
Construction d’énergie éolienne	Émissions de CO2 provenant de la construction de centrales éoliennes et du mécanisme de distribution d’électricité
Exploitation de l’énergie éolienne	Peu ou pas d’émissions de CO2 ou de déchets
Retour de l’énergie éolienne	Émissions de CO2 dues au déclassement des éoliennes et à la restauration des terres

L’empreinte carbone totale de l’énergie éolienne serait égal à l’empreinte carbone de la construction + à l’empreinte carbone de l’exploitation + à l’empreinte carbone de la construction.

Quelle est l’empreinte carbone de l’énergie éolienne

Les émissions de CO2 à ce stade se produisent lors de la construction des parcs éoliens et du mécanisme de livraison d’électricité.

De nombreux composants sont nécessaires pour construire un parc éolien, et la construction de ces composants nécessite des machines qui émettent du CO2. La tour, le rotor, la nacelle, le générateur et la fondation des turbines ainsi que les lignes de transmission, les transformateurs et les sous-stations nécessaires à la fourniture d’électricité aux consommateurs ont toutes une empreinte carbone.

Quelle est l’empreinte carbone de l’énergie éolienne en exploitation

Les éoliennes individuelles utilisent la force aérodynamique des pales du rotor pour transformer l’énergie cinétique en électricité. Des grappes d’éoliennes (parcs éoliens) fonctionnent ensemble pour produire de grandes quantités d’électricité.

L’énergie éolienne fonctionne de la manière suivante:

• Le vent traverse une pale de turbine, créant une différence de pression d’air sur les deux côtés de la pale

• La pale tourne en réponse, faisant ainsi tourner le rotor

• La rotation du rotor alimente un générateur qui crée de l’électricité

Une centrale éolienne se compose de plusieurs turbines individuelles en un seul endroit. Les turbines produisent de l’électricité qui est ensuite transportée vers une sous-station où elle est transmise aux consommateurs par des lignes de transmission. Les transformateurs reçoivent l’électricité et augmentent ou diminuent la tension au besoin avant qu’elle puisse être livrée aux consommateurs.

Il y a très peu d’émissions de CO2 ou de déchets associés à l’exploitation de l’énergie éolienne, ce qui rend l’empreinte carbone de cette phase très faible. Les émissions de CO2 à ce stade sont associées au fonctionnement des équipements mécaniques (par exemple, turbines, générateurs, sous-stations, transformateurs) de la centrale.

Quelle est l’empreinte carbone de l’énergie éolienne de retour à la construction

L’énergie éolienne de retour à la construction implique l’utilisation d’équipements de construction pour déclasser les éoliennes et restaurer le terrain dans sa forme originale.

Les éoliennes nécessitent un entretien courant tous les 6 mois et ont une espérance de vie d’environ 20 ans. Les éoliennes elles-mêmes sont une source précieuse de ressources. Les tours, les fondations, les générateurs et les boîtes de vitesses sont généralement recyclés car ils sont faits de béton, d’acier et de fonte. Les pales d’éoliennes sont plus difficiles à éliminer car elles sont en matériaux composites. Le cotraitement du ciment est le plus souvent utilisé pour traiter les déchets de pales.

Quel rôle Joue l’énergie éolienne dans la lutte contre le changement climatique

La combustion de combustibles fossiles est le principal contributeur aux niveaux de CO2 dans l’atmosphère. Le changement climatique se produit lorsque le CO2 et d’autres polluants atmosphériques absorbent la lumière du soleil et le rayonnement solaire dans l’atmosphère, piégeant la chaleur et agissant comme un isolant pour la planète. Depuis la Révolution industrielle, la température de la Terre a augmenté d’un peu plus de 1 degré Celsius (C), ou 2 degrés Fahrenheit (F). L’augmentation annuelle de la température mondiale actuelle est de 0,18 C, ou 0,32F, tous les 10 ans.

L’utilisation de l’énergie éolienne au lieu de l’énergie fossile aide à atténuer les effets négatifs suivants du changement climatique:

• Augmentation des températures: L’atmosphère terrestre s’est réchauffée de 1,5 ℃ depuis 1880. Cela peut sembler peu, mais ces degrés créent des températures extrêmes régionales et saisonnières, réduisent la glace de mer, intensifient la gravité des précipitations et de la sécheresse et modifient les aires d’habitat des plantes et des animaux.

• Élévation du niveau de la mer: Le niveau mondial de la mer a augmenté d’environ 8 à 9 pouces depuis 1880, déplaçant les personnes vivant le long des côtes et détruisant les habitats côtiers. Les routes, les ponts, les métros, les approvisionnements en eau, les puits de pétrole et de gaz, les centrales électriques, les stations d’épuration et les décharges restent à risque si l’élévation du niveau de la mer n’est pas contrôlée.

• Fonte de la glace de mer : Depuis 1979, la glace de mer arctique a diminué de 30%. La glace de mer joue un rôle majeur dans la régulation du climat terrestre en réfléchissant la lumière du soleil dans l’espace et en fournissant un habitat aux espèces animales. Si tous les glaciers de la Terre fondaient, le niveau de la mer augmenterait d’environ 70 pieds, inondant efficacement toutes les villes côtières de la planète.

• Évolution des régimes de précipitations : Les phénomènes météorologiques extrêmes (ouragans, inondations, sécheresses, etc.) sont de plus en plus fréquents et intenses. Les zones touchées par la tempête connaîtront une augmentation des précipitations et des inondations, tandis que les zones situées plus loin des pistes de tempête connaîtront une diminution des précipitations et des sécheresses.

• Acidification des océans: L’océan absorbe 30% du CO2 libéré dans l’atmosphère, ce qui diminue le pH (augmente l’acidité) de l’océan. Au cours des 200 dernières années, le pH des océans a diminué de 0,1 unité de pH, ce qui se traduit par une augmentation de 30% de l’acidité. La vie aquatique incapable de s’adapter à cette acidification rapide disparaîtra. Un excellent exemple de ceci est le blanchiment des coraux, où les coraux expulsent les algues (zooxanthelles) vivant dans leurs tissus à la suite de changements de température, de lumière ou de nutriments.

Les experts affirment que pour éviter un avenir en proie à l’élévation du niveau de la mer, à l’acidification des océans, à la perte de biodiversité, à des événements météorologiques plus fréquents et plus violents et à d’autres catastrophes environnementales provoquées par les températures plus chaudes, nous devons limiter le réchauffement climatique à 1,5 C d’ici 2040.

Plus nous réduisons les émissions de CO2, plus nous ralentissons l’élévation de la température, l’élévation du niveau de la mer, la fonte des glaces et l’acidification des océans. Lorsque ces taux sont ralentis, la biodiversité de la terre n’a pas à lutter pour s’adapter aux changements de température et de pH. Les personnes ne seront pas déplacées en raison des inondations des zones côtières. Et les icebergs continueront d’assurer la régulation du climat.

Comment L’énergie éolienne est-elle respectueuse de l’environnement

Les impacts environnementaux de l’énergie éolienne dépendent en grande partie de l’endroit où les parcs éoliens sont construits.

 » Respectueux de l’environnement: (de produits) ne nuisant pas à l’environnement. »

Cambridge Dictionary

Dans l’ensemble, l’énergie éolienne est durable car elle n’émet pas de gaz à effet de serre, et l’utilisation des terres, l’impact de la faune et les problèmes de santé publique peuvent être atténués par une planification et un emplacement appropriés des parcs éoliens.

Quels sont les avantages environnementaux de l’énergie éolienne

Voici les avantages de l’énergie éolienne pour l’environnement:

• Protège la qualité de l’air: Plutôt que de brûler des matériaux, les éoliennes exploitent l’énergie cinétique du vent pour produire de l’électricité. Les turbines ne produisent pas de gaz à effet de serre et n’émettent pas de dioxyde de soufre ni d’oxydes d’azote.

• Peu de déchets : Les parcs éoliens ne créent pas de sous-produits mesurables de déchets solides.

• Atténuation du changement climatique: L’énergie éolienne a une valeur moyenne d’émission d’équivalent CO2 sur le cycle de vie qui est bien inférieure à celle du charbon, 11 d’équivalent CO2 (terrestre) et 12g d’équivalent CO2 (offshore) par kWh, contre 820g d’équivalent CO2 par kWh, respectivement. Cette réduction des émissions de CO2, à son tour, réduit les effets du changement climatique mondial, notamment l’augmentation des températures, l’élévation du niveau de la mer, la fonte des glaces de mer, l’évolution des régimes de précipitations et l’acidification des océans.

• Indépendance énergétique: Pouvoir produire notre propre électricité aux États-Unis sans l’aide de pays étrangers est une étape importante pour nous aider à devenir plus autonomes. L’ancien président George W. Bush a signé l’Energy Independence and Security Act de 2007 pour réduire les émissions de gaz à effet de serre des États-Unis. dépendance au pétrole, développer la production de carburants renouvelables (et faire face au changement climatique mondial).

• Opportunités d’emploi : Wind a soutenu environ 7 000 emplois rien qu’aux États-Unis en 2019. Et ce nombre a probablement augmenté car les perspectives d’emploi dans la prochaine décennie sont de 61% et le secteur des énergies renouvelables employait collectivement 11,5 millions de personnes dans le monde en 2019. Les emplois dans les énergies renouvelables continuent d’augmenter alors que nous commençons à réaliser à quel point les énergies renouvelables sont bénéfiques pour notre environnement.

Tout au long de son cycle de vie, l’énergie éolienne produit 0.02% des émissions de CO2 par unité d’électricité que le charbon produit. Et après 3 à 6 mois de fonctionnement, une éolienne a effectivement compensé toutes les émissions de sa construction, ce qui signifie qu’elle peut fonctionner pratiquement sans carbone pour le reste de sa durée de vie. Il crée également des emplois et favorise l’indépendance énergétique, ce qui en fait une source d’énergie respectueuse de l’environnement.

Quels sont les inconvénients environnementaux de l’énergie éolienne

Les trois principales préoccupations associées à l’énergie éolienne sont l’utilisation des terres, l’impact de la faune et la santé publique.

• Utilisation des terres: les parcs éoliens occupent une quantité importante de terres, mais les zones situées entre et autour des turbines peuvent être utilisées pour le pâturage du bétail, l’agriculture, les autoroutes et les sentiers de randonnée. La quantité de terres perturbées lors de la construction d’une turbine est minime, et elles peuvent être situées sur des terres abandonnées pour réduire davantage les impacts sur les terres.

• Impact sur la faune : les pales des turbines sont grandes et constituent une menace pour la faune volante comme les oiseaux et les chauves-souris. Bien que cela soit vrai, la menace est assez minime. Des recherches approfondies et des avancées technologiques ont permis de réduire la mortalité de la faune causée par les turbines. Par exemple, les turbines sont maintenues immobiles lorsque la vitesse du vent est faible, car les chauves-souris sont les plus actives à ces vitesses.

• Santé publique : les turbines peuvent causer des nuisances sonores mécaniques et aérodynamiques lorsqu’elles sont construites à proximité de zones résidentielles. L’implantation de parcs éoliens dans des endroits éloignés ou sur des terres abandonnées peut réduire cet effet.

Une planification et un emplacement appropriés des parcs éoliens peuvent aider à atténuer ces inconvénients environnementaux.

Réflexions finales

L’énergie éolienne est une source d’énergie respectueuse de l’environnement avec une faible empreinte carbone dans ses phases de construction, d’exploitation et de construction. Il produit les émissions de CO2 les plus faibles de tous les types d’énergie tout en créant des emplois et en favorisant l’indépendance énergétique. Les préoccupations environnementales telles que l’impact de la faune, l’utilisation des terres et la pollution sonore peuvent toutes être atténuées par un emplacement approprié des parcs éoliens. Alors que nous envisageons un avenir alimenté par les énergies renouvelables, l’énergie éolienne est une source d’énergie durable qui profite à la fois à notre atmosphère et au biote terrestre.

Restez percutant,

Sources

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• US Energy Information Administration: Wind Explained – Where Wind Power is Harnached
• Kiwi Energy: Differences BetweenshoreOre & Offshore Wind Energy
• NS Energy: Profiling ten of the largestshoreore wind farms in the world
• National Geographic: Wind Energy
• Conservate Energy Future: La comparaison des Éoliennes à Axe Horizontal et Vertical
• Britannica: Empreinte Carbone
• Agence de Protection de l’Environnement des États-Unis: Système de registres
• Association Nucléaire mondiale: Émissions de carbone provenant de l’électricité
• Agence Internationale des Énergies Renouvelables: Énergie éolienne
• Association Mondiale de l’Énergie éolienne: Capacité éolienne mondiale à 650,8 GW, la crise de la Couronne ralentira les marchés 2020, les énergies renouvelables au cœur des programmes de relance économique
• Notre monde en données: La production d’énergie éolienne
• Reve: Top 10 des pays en capacité d’énergie éolienne
• Science Direct: Évaluation du cycle de vie (ACV)
• MIT SMR: Utilisations stratégiques de l’Analyse du Cycle de vie pour la durabilité
• Université électrique: Pièces et fonctions d’éoliennes
• Office de l’Efficacité Énergétique & Énergie renouvelable: Fonctionnement d’une éolienne – Version Textuelle
• Agence américaine de protection de l’environnement: Renouvelable Fiche d’information sur l’énergie – Éoliennes
• WindEurope : Que se passe–t–il lorsque les éoliennes vieillissent ? Nouveau Document d’orientation de l’industrie pour le démantèlement et le déclassement
• General Electric: Avantages Concrets – Le recyclage de Vieilles Pales d’Éoliennes Pourrait Aider L’Industrie du Ciment à Réduire Les Émissions de CO2
• Union des Scientifiques Concernés: Les Coûts Cachés des Combustibles Fossiles
• Conseil National de Défense des Ressources: Réchauffement Climatique 101
• La Fédération Nationale de la Faune: Changement Climatique
• Administration Nationale Océanique et Atmosphérique: Changement Climatique – Température Mondiale
• Administration Nationale Océanique et Atmosphérique: Changement Climatique – Mer Mondiale
• Niveau
• United States Geological Survey: Comment le niveau de la mer changerait-il si tous les glaciers fondaient?
• National Aeronautics and Space Administration, États-Unis: Comment le changement climatique affecte-t-il les précipitations?
• National Oceanic and Atmospheric Administration: Acidification des océans
• National Ocean Service: Qu’est-ce que le blanchiment des coraux?
• Convention-Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques: L’Accord de Paris
• Office de l’Efficacité Énergétique & Les Énergies renouvelables: Avantages et défis de l’énergie éolienne
• Archives de la Maison Blanche: Fiche d’information – Loi de 2007 sur l’Indépendance et la sécurité énergétiques
• Agence américaine de Protection de l’environnement: Résumé de la Loi sur l’Indépendance et la sécurité énergétiques
• Agence Internationale des Énergies Renouvelables: Les emplois dans les énergies Renouvelables Continuent de croître à 11,5 Millions dans le Monde
• Bureau Of Labor Statistics des États-Unis: Techniciens des éoliennes – Manuel sur les perspectives professionnelles
• Union Of Concerned Scientists: Environmental Impacts Of Wind Power
• Office de l’Efficacité Énergétique et des Énergies Renouvelables : Impacts environnementaux et Implantation des Projets Éoliens