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L’avenir de la recherche énergétique fondamentale et appliquée

by CIFAR mai 12 / 17
Malgré le désir d’une transition vers les énergies propres, il faut veiller à ce que ces technologies puissent faire efficacement concurrence aux énergies fossiles conventionnelles à long terme. Pour ce faire, la recherche fondamentale doit continuer à réaliser des avancées considérables dans les domaines de l’exploitation, du stockage et de la transmission de l’énergie. De plus, les voies à suivre pour passer de la recherche fondamentale au marché commercial doivent comporter des incitatifs, ainsi que des partenariats avec le secteur universitaire, le gouvernement et l’entreprise privée.

Prochaines étapes

Le prix des technologies de l’énergie propre baisse rapidement et ces technologies deviennent souvent moins coûteuses que les contreparties fossiles. Toutefois, les énergies renouvelables se sont peu imposées sur le marché énergétique mondial. Dans le cas d’énergies renouvelables comme l’éolien et le solaire, la source d’énergie ne coûte rien, mais un manque de solutions de stockage à faible coût et une capacité limitée de transmission sur de longues distances en réduisent la compétitivité.

Répercussions

Intégration des systèmes : L’énergie renouvelable doit être acheminable sur de longues distances et il faut réduire les pertes associées à l’augmentation de cette portée.

Stockage de l’énergie : Il est essentiel de mettre au point des mécanismes de stockage à capacité élevée. Actuellement, il n’y a aucune option de stockage viable pour répondre aux demandes énergétiques de pointe des pays développés.

Innovation et échelle : Un financement plus important de la recherche fondamentale accélère la vitesse d’innovation et le développement de technologies transformatrices, et encourage les économies d’échelle.

Analyse

Intégration des systèmes et stockage de l’énergie

Le prix des énergies renouvelables, particulièrement l’éolien et le solaire, a baissé rapidement (dans certains cas avec l’aide de percées technologiques et de subventions – qui peuvent stimuler le déploiement et en retour contribuer à la baisse des coûts). Toutefois, leur adoption à large échelle est entravée principalement par des défis associés à l’intégration des systèmes, y compris l’acheminement en temps opportun, en raison d’enjeux techniques ou économiques. Afin d’intégrer une plus grande part des énergies renouvelables dans les systèmes électriques, il serait sage d’améliorer : (1) techniques d’exploitation des systèmes électriques; (2) infrastructure de réseaux et souplesse des centrales électriques; (3) réaction à la demande; et, (4) quand c’est rentable, options de stockage.

Le manque de stockage efficace a une incidence sur la valeur des énergies renouvelables, particulièrement le solaire et l’éolien. Il faut des options de stockage efficaces et réalisables pour résoudre les problèmes associés à la demande de pointe, par exemple, le besoin d’énergie en dehors des périodes ensoleillées ou venteuses. Les options de stockage coûteuses font que les sources d’énergies renouvelables intermittentes sont moins intéressantes que les combustibles fossiles. Il faudrait noter que le stockage d’énergie ne pose pas qu’un seul défi, mais plutôt une série de défis différents selon le type d’énergie stocké. Conséquemment, il est essentiel d’améliorer les technologies de stockage d’énergie à l’aide de solutions polyvalentes pour réduire le coût des énergies renouvelables et la dépendance envers les combustibles fossiles.

Qualité et rythme de l’innovation

La demande d’une plus grande innovation en recherche et développement (R. et D.) sur les énergies propres s’accompagne du besoin de raccourcir la durée du processus d’innovation pour permettre une transition plus rapide vers le marché libre. Le rythme actuel de production de résultats en recherche fondamentale est trop lent pour répondre aux demandes énergétiques croissantes. Il existe divers mécanismes pour accélérer ce processus, y compris un financement accru de la recherche fondamentale et des recherches ciblant des technologies spécifiques (par exemple, carburants de transport carboneutres). De plus, pour avancer, il serait sage d’accélérer la recherche fondamentale sur les techniques d’exploitation énergétique trouvées dans la nature, comme la photosynthèse et la biophysique. Pour atteindre ces objectifs visant à améliorer la qualité et le rythme de l’innovation, il faut augmenter le financement public et privé accordé à la R. et D. sur les énergies propres.

Mise à l’échelle et potentiel commercial

Un autre enjeu important est l’absence de succès économique des énergies propres sur le marché libre en raison d’un manque de potentiel commercial et d’activités à large échelle. Il y a un besoin immédiat d’élargir la portée de l’impact des énergies renouvelables au-delà du débat sur les changements climatiques. Les énergies propres doivent devenir économiquement viables et soulèvent de plus en plus des questions relatives au développement économique, à la sécurité alimentaire et à l’emploi. Les énergies propres doivent être commercialisables et faire efficacement concurrence aux combustibles fossiles sur le marché libre pour véritablement faciliter une transition mondiale viable.

Pour atteindre ces objectifs, il est nécessaire d’accélérer le rythme de la recherche et de sortir les innovations technologiques du laboratoire et les lancer sur le marché plus rapidement. Afin de procéder à la mise à l’échelle et à la commercialisation des énergies renouvelables, il faudrait favoriser la participation accrue des scientifiques de pointe au processus d’élaboration de politiques relatif à ces décisions.

Incitatifs et partenariats pour la commercialisation

De façon générale, il n’y a pas suffisamment d’incitatifs pour encourager les chercheurs à prendre des risques dans le développement de nouvelles technologies de l’énergie propre. De plus, l’absence de possibilités de commercialisation des découvertes technologiques a entraîné la stagnation de l’innovation et de la transition vers le marché. La transition du laboratoire au marché est lente, coûteuse et jamais garantie, et dissuade ainsi les chercheurs de mener des recherches sur des technologies encore plus avant-gardistes qui pourraient faciliter la transition vers les énergies renouvelables. 

Pour atténuer ces risques et créer un environnement plus propice à l’innovation, les partenariats entre les chercheurs et les secteurs public et privé se révèlent essentiels; et les chercheurs qui participent activement aux initiatives sur les énergies propres doivent aussi assumer un rôle consultatif. Un des mécanismes éventuels à cet égard est la création d’une organisation intermédiaire de réduction des risques réunissant les chercheurs et le marché, avec le soutien du gouvernement et de l’industrie.

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