Dans un contexte de changement climatique mondial croissant et d'une pression accrue liée à l'épuisement des énergies fossiles, les énergies renouvelables sont devenues le pilier central de la transformation du système énergétique mondial. Les prévisions d'organisations autorisées telles que l'Agence internationale de l'énergie (AIE) et l'Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA) indiquent qu'au cours de la prochaine décennie, les énergies renouvelables accéléreront leur transition d'une « source d'énergie secondaire » à une « source d'énergie dominante ». Leur développement présente quatre grandes tendances : une accélération de l'itération technologique, une réduction continue des coûts, une diversification des scénarios d'application et un approfondissement de la coordination mondiale. La chaîne logique sous-jacente aux données conduit clairement à la conclusion suivante : d'ici le milieu du XXIe siècle, les énergies renouvelables représenteront la moitié, voire davantage, de la consommation énergétique mondiale.
I. Percées technologiques : passage par sauts de l'« utilisable » à l'« efficace »
Le développement des énergies renouvelables dépend fortement des progrès technologiques, et les innovations actuelles dans les domaines du photovoltaïque (PV), de l'énergie éolienne, du stockage d'énergie et d'autres secteurs sont entrées dans une phase « explosive ». Prenons l'exemple du photovoltaïque : son rendement de production d'électricité est passé de 15 % à 18 % à 22 % - 24 % (niveau courant du silicium monocristallin) au cours de la dernière décennie. Le rendement en laboratoire des cellules tandem pérovskite-silicium a même dépassé 33,7 % (données NREL, 2023), soit une augmentation de plus de 50 % par rapport aux technologies traditionnelles. En termes de coût, le coût actualisé moyen pondéré mondial de l'électricité (LCOE) pour le photovoltaïque est passé de 0,381 $ par kWh en 2010 à 0,044 $ par kWh en 2023 (IRENA), soit une baisse de 88 %. Dans certaines régions disposant de ressources solaires privilégiées, les prix de l'électricité photovoltaïque sont tombés en dessous de 0,01 $ par kWh (par exemple, projet de Dubaï aux Émirats arabes unis, Moyen-Orient).
Les percées dans la technologie de stockage d'énergie sont essentielles pour résoudre le problème d'intermittence des énergies renouvelables. Le coût du stockage d'énergie par batteries lithium-ion a diminué de 88 %, passant de 1 100 $ par kWh en 2010 à 132 $ par kWh en 2023 (BloombergNEF). De nouvelles technologies telles que les batteries sodium-ion et les batteries à flux accélèrent également leur commercialisation : la capacité installée chinoise de stockage d'énergie nouvelle a atteint 31,39 GW en 2023 (Administration nationale de l'énergie), en hausse annuelle de plus de 160 %, les batteries lithium représentant plus de 95 %. À l'avenir, avec la maturité de technologies comme les batteries à état solide et le stockage gravitationnel d'énergie, les systèmes de stockage soutiendront une part plus importante d'intégration d'énergies renouvelables au réseau.
II. Expansion du marché : généralisation mondiale passant d'une logique « pilotée par les politiques » à une logique « dirigée par l'économie »
La réduction des coûts grâce à la technologie a directement renforcé la compétitivité économique des énergies renouvelables. Selon les statistiques de l'AIE, en 2023, les énergies renouvelables ont représenté 86 % des nouvelles capacités électriques installées dans le monde (la photovoltaïque représentant 65 % et l'éolien 21 %), dépassant pour la première fois les énergies fossiles (14 %). Cette tendance est particulièrement marquée dans les marchés émergents : la capacité installée d'énergies renouvelables en Inde a augmenté de 22 % en 2023 (atteignant 199 GW) ; la capacité installée photovoltaïque au Vietnam est passée de moins de 1 GW en 2018 à 22 GW en 2023 ; bien que l'Afrique parte d'une base faible (capacité installée totale d'environ 120 GW), son investissement annuel dans les nouvelles énergies renouvelables a augmenté de 35 % en glissement annuel en 2023, et les prix des appels d'offres photovoltaïques dans des pays comme le Kenya et l'Afrique du Sud ont régulièrement atteint des niveaux historiquement bas.
Du point de vue de la demande à long terme, l'objectif de « décarbonation » de la structure énergétique mondiale oblige à accélérer le remplacement par les énergies renouvelables. Selon le World Energy Transition Outlook 2023 d'IRENA, pour atteindre l'objectif de limitation du réchauffement à 2 °C fixé par l'Accord de Paris, la puissance installée mondiale en énergies renouvelables devra atteindre 11,2 TW d'ici 2030 (près de trois fois les 3,9 TW de 2023), dont 6,3 TW pour le photovoltaïque et 3,5 TW pour l'éolien ; d'ici 2050, les énergies renouvelables devront couvrir plus de 80 % de la demande mondiale d'électricité (actuellement environ 30 %). Le cabinet d'études de marché Wood Mackenzie prévoit qu'entre 2024 et 2035, l'investissement cumulé mondial dans les énergies renouvelables dépassera 11 000 milliards de dollars, la région Asie-Pacifique représentant plus de 45 % (principalement grâce à la Chine et à l'Inde), l'Europe 25 % et l'Amérique du Nord 20 %.
III. Approfondissement des applications : restructuration du système passant de la « production d'électricité unique » à l'« intégration multi-énergies »
À l'avenir, l'application des énergies renouvelables franchira la limite de la « production d'électricité » pour s'insinuer dans les secteurs finaux de consommation énergétique tels que les transports, l'industrie et le bâtiment, formant ainsi un système énergétique intégré basé sur une synergie « électricité-hydrogène-chaleur ».
Secteur des transports
L'association des véhicules électriques (VE) et des énergies renouvelables constitue le cas le plus typique. Les ventes mondiales de VE ont atteint 14,65 millions d'unités en 2023 (représentant 18 % des ventes de voitures neuves, données de l'AIE), et la part de « fourniture directe d'électricité verte » dans les infrastructures de recharge associées augmente progressivement — par exemple, les bornes Tesla Superchargeurs ont été intégrées à des systèmes PV + stockage d'énergie, avec une part d'électricité verte dépassant 60 % dans certaines stations. En tant que solution de stockage d'énergie à long terme et carburant pour les transports lourds, le coût de production de l'hydrogène vert est passé de 6 à 8 dollars par kg en 2020 à 4 à 5 dollars par kg en 2023 (Conseil international de l'hydrogène), et devrait chuter à 2 à 3 dollars par kg d'ici 2030, favorisant ainsi le déploiement à grande échelle de camions et navires à pile à combustible à hydrogène.
Secteur Industriel
Le « remplacement par des énergies vertes » dans les industries à forte consommation d'énergie, telles que l'acier et la chimie, s'accélère. Le groupe China Baowu a lancé en 2023 le premier projet sidérurgique intégré au monde « photovoltaïque + stockage d'énergie + hydrogène », alimentant des fours électriques à arc grâce à sa centrale photovoltaïque propre (capacité installée de 2 GW), réduisant ainsi l'utilisation de coke ; le mécanisme européen d'ajustement carbone aux frontières (CBAM) pousse la production mondiale à se déplacer vers des zones intensives en électricité verte, et des projets d'hydrogène vert basés sur les énergies renouvelables en Asie du Sud-Est et en Afrique du Nord (comme le projet marocain d'hydrogène vert de 10 GW) attirent les investissements d'entreprises multinationales.
Secteur de la construction
L'intégration « photovoltaïque-déstockage-charge-utilisation » du photovoltaïque distribué et du stockage d'énergie est devenue dominante. En 2023, 90 % des nouveaux bâtiments résidentiels en Allemagne ont été équipés de systèmes photovoltaïques sur toiture (avec une puissance installée moyenne de 8 à 10 kW), atteignant un taux d'autonomie supérieur à 80 % lorsqu'ils sont combinés avec des batteries domestiques (capacité de 5 à 10 kWh) ; dans le cadre de la politique chinoise de « promotion au niveau des districts », le photovoltaïque distribué a représenté 55 % de la nouvelle capacité installée en 2023 (dépassant 96 GW), et la rentabilité du photovoltaïque industriel et commercial (période de retour sur investissement de 5 à 7 ans) a stimulé l'enthousiasme des entreprises pour une installation volontaire.
IV. Défis et réponses : Résilience du réseau, géopolitique et transition juste
Malgré des perspectives étendues, le développement des énergies renouvelables fait toujours face à trois défis majeurs :
1. Capacité d'absorption insuffisante du réseau : L'intégration d'une forte proportion d'énergies renouvelables impose des exigences plus élevées en matière de flexibilité du réseau (par exemple, le taux de variation intrajournalier de la puissance dû aux fluctuations de production éolienne et solaire atteint 10 % à 20 %). Selon les statistiques de l'AIE, le taux mondial de limitation de l'éolien et du photovoltaïque en raison de contraintes sur le réseau a atteint 5 % à 8 % en 2023 (dépassant 10 % en heures de pointe dans certaines régions de Chine). À l'avenir, il sera nécessaire d'améliorer les capacités de régulation grâce à des technologies telles que les réseaux intelligents, les centrales électriques virtuelles (VPP) et la réponse de la demande.
2. Principaux risques liés à la chaîne d'approvisionnement des matières premières : La concentration mondiale de matériaux tels que le polysilicium photovoltaïque, les terres rares pour l'éolien (par exemple, néodyme, dysprosium) et le lithium/cobalt pour le stockage d'énergie est élevée (par exemple, la République démocratique du Congo produit 70 % du cobalt mondial, et la Chine traite 90 % des terres rares mondiales). Des conflits géopolitiques peuvent entraîner des fluctuations de prix (par exemple, les prix du lithium ont été multipliés par 10 en 2022), ce qui impose une accélération du recyclage des matériaux (actuellement inférieur à 20 % pour les batteries au lithium) et la recherche et développement de technologies alternatives (par exemple, batteries sans cobalt, batteries à flux fer-chrome).
3. Pression pour une transition juste : Les régions dépendantes des énergies fossiles font face à des impacts importants sur l'emploi et le plan socio-économique (par exemple, l'industrie du charbon aux États-Unis a perdu plus de 500 000 emplois entre 2010 et 2020). L'Organisation internationale du Travail (OIT) prévoit que l'industrie mondiale des énergies renouvelables créera 38 millions de nouveaux emplois d'ici 2030 (un gain net de 14 millions après compensation des emplois perdus dans les énergies fossiles), mais une formation professionnelle et des mesures politiques de compensation sont nécessaires pour assurer une transition en douceur.
Conclusion : Des parcours divers sous des tendances définies
Des analyses complètes des données et des tendances montrent que le développement futur des énergies renouvelables repose sur trois fondements : « la faisabilité technologique, la rationalité économique et une demande claire ». D'ici 2030, la capacité installée mondiale d'énergie renouvelable devrait dépasser 10 TW (représentant plus de 50 % de la capacité totale installée), et pourrait atteindre 30 à 40 TW d'ici 2050 (satisfaisant 80 % à 90 % des besoins énergétiques). Dans ce processus, différents pays et régions emprunteront des trajectoires différenciées selon leurs dotations en ressources (par exemple, l'avantage du photovoltaïque dans les pays désertiques, le potentiel éolien en zone côtière), l'intensité des politiques (par exemple, les objectifs « double carbone » de la Chine, le « Green Deal » de l'UE) et les mécanismes de marché (par exemple, les crédits d'impôt américains prévus par l'IRA, les subventions japonaises FIT). Toutefois, tous convergent vers une direction irréversible : les énergies renouvelables ne constituent pas seulement une réponse à la crise climatique, mais aussi un choix stratégique pour redéfinir la compétitivité économique mondiale et la sécurité énergétique.