À propos de l'énergie renouvelable

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Descripteurs clés

  • De par sa vaste superficie et sa géographie diversifiée, le Canada possède des ressources renouvelables importantes qui peuvent être utilisées pour produire de l'énergie; ces ressources sont notamment l'eau en mouvement, la biomasse, et les énergies éolienne, solaire, géothermique et marine.
  • Le Canada fait partie des grands utilisateurs et producteurs mondiaux d'énergie produite de sources renouvelables. Les sources d'énergie renouvelables représentent à l'heure actuelle environ 18,9 % de l'approvisionnement en énergie primaire totale au Canada.
  • Le mouvement de l'eau constitue la plus importante source d'énergie renouvelable au Canada, car elle fournit environ 59,3 % de l'électricité canadienne. En fait, le Canada est le deuxième plus grand producteur d'hydroélectricité au monde.
  • L’énergie éolienne est la deuxième plus importante source d’énergie renouvelable au Canada. Le vent compte pour 13,5% de l’électricité produite au Canada.
  • La biomasse est la troisième source d'énergie renouvelable en importance au Canada. Sa part dans la production d’électricité au Canada est 1,4%.
  • La croissance de l'énergie éolienne et de l'énergie solaire est la plus élevée au Canada.

Qu'est-ce que l'énergie renouvelable?

L'énergie renouvelable est une énergie issue de ressources naturelles pouvant être naturellement reconstituées ou renouvelées au cours de la durée de vie d'un être humain, qui ce constituent une source d'énergie durable. Certaines ressources naturelles, telles que l'eau en mouvement, le vent et le soleil ne risquent pas de s'épuiser lorsqu'on les emploie pour la production d'énergie. Par contre, la biomasse est une ressource renouvelable à condition que son taux de consommation ne soit pas supérieur à son taux de régénération.

Une vaste gamme de technologies et d'équipements de production d'énergie ont été créés au fil du temps pour tirer profit des ressources naturelles. Il est maintenant possible de créer de l'énergie utilisable sous la forme de carburant pour le transport, d'électricité, de chaleur industrielle, et d'énergie thermique pour chauffer l'eau et chauffer/climatiser les bâtiments.

De par sa vaste superficie et sa géographie diversifiée, le Canada possède une abondance de ressources renouvelables qui peuvent être utilisées pour produire de l'énergie. Le Canada est un leader mondial dans la production et l'utilisation de l'énergie tirée de ressources renouvelables. Les ressources d'énergie renouvelable représentent à l'heure actuelle 18,9 % de l'approvisionnement total en énergie primaire au Canada.

L'hydroélectricité est de loin la forme la plus importante d'énergie renouvelable produite au Canada. L’énergie éolienne et la bioénergie représente également une importante proportion de l'énergie produite au Canada. L'énergie éolienne et l'énergie solaire photovoltaïque connaissent les taux de croissance les plus élevés.

L'univers des énergies renouvelables

L'univers des énergies renouvelables

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Le tableau suivant décrit l'univers de la transformation des énergies renouvelables de l'état des ressources naturelles à l'état des formes utiles d'énergie. Il se compose de trois sections avec des flèches allant de la première section à la seconde et de la seconde à la troisième. La première section présente les ressources renouvelables, avec des exemples tels que l'eau en mouvement, la biomasse, le vent, le soleil, l’énergie géothermique. La seconde présente les technologies et les équipements montrant les exemples des turbines hydroélectriques et éoliens, poêles à bois et chaudières, et panneaux photovoltaïques. La troisième section affiche l'énergie utilisable avec les exemples de l'électricité, de la vapeur industrielle, de la chauffage de l'espace et de l'eau, les biocarburants.

 

Hydroélectricité

L'écoulement naturel de l'eau dans les rivières constitue une énergie cinétique qui peut être transformée en énergie utilisable. Les premières utilisations étaient sous forme d'énergie mécanique pour des activités de transformation, telles que le sciage et l'usinage, et pour l'irrigation. De même, les rivières ont été utilisées pour le transport, par exemple celui du bois par flottage depuis les forêts jusqu'aux centres industriels.

À l'heure actuelle, l'hydroélectricité constitue la forme principale d'énergie utilisable produite à partir de l'eau en mouvement. Pour produire l'hydroélectricité, on doit diriger l'écoulement de l'eau sur les pales d'une turbine de façon à provoquer sa rotation qui sera communiquée à une génératrice qui, ainsi, produira de l'électricité.

La quantité d'énergie extraite de l'eau en mouvement dépend de son volume et de sa vitesse. En règle générale, une centrale hydroélectrique est construite sur une pente abrupte, voire une chute d'eau, afin de pouvoir tirer parti de la vitesse prise par l'eau sous l'effet de la gravité. Les barrages sont construits à des endroits propices à la régularisation du débit de l'eau et, par conséquent, à la production d'électricité.

Au Canada, on trouve de nombreuses rivières qui prennent source dans des régions montagneuses et se jettent dans les trois océans qui le bordent. En 2014, le Canada comptait 542 centrales hydroélectriques ayant une capacité installée de 78 359 mégawatts. Parmi celles-ci, on trouvait 390 petites centrales hydroélectriques ayant une capacité de 50 mégawatts ou moins, dont la production totale était de 3,6 gigawatts, soit environ 4,6% de la capacité électrique totale du Canada.

Capacité de production hydroélectrique par province (2014, en mégawatts)

Capacité de production hydroélectrique par province (2010, en mégawatts)

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Le diagramme à barres affiche la puissance hydroélectrique installée par province/territoire en 2014, en mégawatts. Les barres d’hauteurs différentes montrent les capacités provinciales comme suit:

Colombie-Britannique environ 14 210 gigawatts
Alberta environ 943 mégawatts
Saskatchewan environ 868 mégawatts
Manitoba plus de 5 gigawatts
Ontario environ 40 gigawatts
Québec environ 950 gigawatts
Nouveau-Brunswick environ 376 gigawatts
L’Île-du-Prince-Édouard a une capacité hydroélectrique nulle
Terre-Neuve et Labrador environ 6,8 gigawatts
Les Territoires 134 mégawatts
Yukon 95 mégawatts
Northwest Territories 56 mégawatts

 

Ensemble, les centrales hydroélectriques du Canada ont produit 378,8 térawattheures en 2014, soit 59,3% de la production canadienne totale d'électricité. Le Canada est le deuxième plus grand producteur d'hydroélectricité au monde.

Des centrales hydroélectriques ont été construites au Canada là où la géographie et l'hydrographie étaient favorables, particulièrement au Québec. D'autres régions produisent de grandes quantités d'hydroélectricité, notamment la Colombie-Britannique, Terre-Neuve et Labrador, le Manitoba et l’Ontario.

Bioénergie

La bioénergie englobe diverses formes d'énergie utilisable tirée de matières appelées biomasse. La biomasse est une matière biologique solide, liquide ou gazeuse, qui a emmagasiné de la lumière du soleil sous forme d'énergie chimique. Cette définition exclut toute matière organique transformée au cours de très longues périodes de temps par des processus géologiques en des matières premières telles que le charbon ou le pétrole.

Plusieurs types de biomasse peuvent être utilisés, à condition de disposer de la technologie et de l'équipement appropriés pour en tirer de l'énergie. La biomasse la plus utilisée est le bois, soit sous forme de rondins ou de déchets provenant d'activités industrielles. Le bois et les déchets de bois peuvent être brûlés pour produire de la chaleur pouvant être utilisée pour des besoins industriels, pour le chauffage des bâtiments et de l'eau, ou encore pour produire de la vapeur servant à générer de l'électricité. Il est possible de produire du méthane par digestion anaérobique à partir de déchets solides provenant de décharges ou d'autres matériaux de biomasse tels que des eaux d'égout, du fumier et déchets agricoles. Le sucre peut être extrait de cultures agricoles et, par distillation, des alcools peuvent être produits et servir de carburants de transport. En outre, de nombreuses autres technologies existent ou sont en cours de développement pour exploiter d'autres types de biomasse.

De par sa grande superficie et ses industries agricoles et forestières actives, le Canada a accès à des ressources en biomasse à la fois vastes et diversifiées, qui peuvent être utilisées pour produire de l'énergie. À l'heure actuelle, la bioénergie est la deuxième forme d'énergie renouvelable en importance au Canada.

Dans le passé, l'utilisation du bois a été très importante au Canada pour le chauffage des bâtiments et de l'eau, ainsi que pour la cuisson des aliments. Elle continue d'être importante aujourd'hui, car près de 4,6 % des ménages se servent du bois comme source primaire ou secondaire pour le chauffage des habitations. Chaque année, plus de 100 pétajoules d'énergie tirée du bois sont consommés dans le secteur résidentiel, ce qui représente environ 7 % de la consommation d'énergie dans les résidences.

Le type de biomasse le plus utilisé au Canada est constitué des déchets de bois industriels, tout particulièrement les déchets de l'industrie des pâtes et papiers, qui sont utilisés pour produire de l'électricité et de la vapeur. Chaque année, près de 400 pétajoules de bioénergie sont consommés dans le secteur industriel. L'industrie des pâtes et papiers est de loin le plus grand utilisateur industriel de bioénergie, celle-ci représentant plus de la moitié de l'énergie consommée dans cette industrie.

À la fin de 2014, le Canada comptait 70 centrales fonctionnant à la bioénergie, ayant une capacité de production d'électricité totale de 2 043 mégawatts, dont la majorité était axée sur l'utilisation de biomasse de bois et de liqueur résiduaire, ainsi que de gaz d'enfouissement. En 2014, 8,7 gigawattheures d'électricité ont été générés avec des résidus de bois, de la liqueur résiduaire, du gaz de d’enfouissement et de déchets solides municipaux. La majorité de la capacité produite par la combustion de la biomasse est située dans les provinces dont les activités forestières sont importantes : Colombie-Britannique, Ontario, Québec, Alberta et Nouveau-Brunswick.

Capacité en place de génération de la bioénergie au Canada, par province (2014, en mégawatts)

Provinces Biomasse totale
Terre Neuve et Labrador 27
Île-du-Prince-Édouard 2
Nouvelle-Écosse 66
Nouveau-Brunswick 113
Québec 205
Ontario 681
Manitoba 52
Saskatchewan 16
Alberta 55
Colombie-Britannique 827
Canada 2 043

Les biocarburants - ou carburants provenant de sources renouvelables - sont une forme de plus en plus répandue de bioénergie au Canada. En 2013, le Canada comptait pour 2 % de la production mondiale de biocarburants (5e au monde après les États-Unis, le Brésil, l’Union Européenne et la Chine). Il y a deux types de biocarburants produits au Canada: l’éthanol (un substitut de l’essence) et le biodiesel (un substitut du diesel).

La matière première agricole servant à la production de l'éthanol inclut notamment le maïs, le blé et l'orge. Le Canada est un grand producteur et exportateur mondial de ces céréales. La matière première agricole servant à la production de biodiesel inclut l'huile végétale, l’huile non-comestible récupérée et le gras animal.

Selon les estimés des programmes de Ressources Naturelles Canada (RNCan), le Canada a produit 1,7 milliards de litre d’éthanol et 124 millions de litre de biodiesel en 2013.

Le gouvernement du Canada a mis en place différentes mesures  pour supporter la production et l’utilisation des carburants renouvelables :

  • Le Règlement sur le carburant renouvelable qui établit des niveaux minimaux dans le contenu du carburant renouvelable de:
    • 5% carburant renouvelable dans l’essence (vigueur depuis décembre 2010)
    • 2% carburant renouvelable dans le diesel (en vigueur depuis juillet 2011)
  • Soutenir la production interne de biocarburants à l’aide d’un programme de mesures incitatives pour les biocarburants (1,5 milliards $ sur neuf ans); et
  • Soutenier les technologies émergeantes de la production des biocarburants à partir de matières premières non-conventionnelles à l’aide d’un programme de financement – Fonds de biocarburants ProGenMC (275 millions $ disponible actuellement).

Les gouvernements provinciaux ont aussi mis en place des réglementations qui établies des niveaux minimaux dans le contenu du carburant renouvelable, appuyant ainsi l’utilisation des biocarburants au Canada. Le tableau suivant résume les réglementations en vigueur

Les mandats provinciaux pour les carburants renouvelables, 2014
  Substitut renouvelable pour l’essence Substitut renouvelable pour le diesel
Fédéral 5 % 2 %
Provincial
British Columbia 5 % 4 %
Alberta 5 % 2 %
Saskatchewan 7,5 % 2 %
Manitoba 8,5 % 2 %
Ontario 5 % 2 %
Québec 5 % (cible seulement) --

Énergie éolienne

L'énergie cinétique des vents peut être convertie en des formes utiles d'énergie telles que l'énergie mécanique ou l'électricité. L'énergie éolienne est exploitée depuis des siècles. Elle a servi à propulser les bateaux à voiles, et à faire tourner les moulins à grains et les pompes à eau. À l'heure actuelle, l'énergie éolienne est de plus en plus utilisée pour générer de l'électricité. Des turbines dotées de grandes hélices sont érigées dans des parcs éoliens situés dans des zones stratégiques ayant de bons régimes éoliens et étant à proximité de réseaux électriques existants. L'énergie éolienne n'est captée que lorsque la vitesse du vent est suffisante pour mettre en mouvement les hélices de la turbine, mais pas assez élevée pour les endommager.

Le Canada comprend des vastes zones dans lesquelles les ressources éoliennes sont excellentes ce qui présentent donc un potentiel important d'expansion pour l'énergie éolienne. Les zones les plus propices sont au large et le long des côtes. Aucun parc éolien au large des côtes n'a encore été construit au Canada, et l'aménagement de parcs éoliens côtiers est limité, parce que la plupart des côtes du Canada sont en régions éloignées, à l'écart du réseau électrique existant. Il existe aussi des zones très propices en divers endroits du Canada, notamment dans le sud des Prairies et le long du golfe du Saint-Laurent.

La capacité de production d'énergie éolienne au Canada a rapidement augmenté au cours des dernières années et devrait continuer de croître à un rythme rapide en raison des initiatives gouvernementales et de l'intérêt croissant des producteurs d'électricité. En date du 31 décembre 2014, le Canada comptait plus de 5 130 éoliennes réparties dans 225 parcs éoliens, ayant une capacité installée de 9 694 mégawatts, comparativement à seulement 60 éoliennes, huit parcs éoliens et 27 mégawatts en 1998. Les provinces où l'on produit le plus d'énergie éolienne sont, l'Ontario, le Québec et l'Alberta.

Capacité de production d'énergie éolienne en place au Canada (en mégawatts)

Capacité de production d'énergie éolienne en place au Canada (en mégawatts)

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L'histogramme affiche une capacité installée de l'énergie éolienne au Canada depuis 1998, en mégawatts. Les barres de hauteurs différentes montrent l'augmentation rapide de la capacité de 27 mégawatts en 1998 à 9 694 mégawatts en 2014.

 

Énergie solaire

L'énergie solaire est l'énergie du soleil sous forme de lumière et de chaleur rayonnées. L'énergie du soleil peut être utilisée pour éclairer et chauffer des bâtiments, mais aussi pour produire de l'électricité. Dans le passé, l'énergie solaire a été exploitée au moyen de technologies passives. En règle générale, il s'agissait de trouver des emplacements stratégiques pour les bâtiments et certains de leurs éléments, tels que les fenêtres, les saillies et les masses thermiques. Il était ainsi possible de tirer parti du soleil pour l'éclairage et le chauffage de façon à réduire dans une grande mesure la consommation de l'électricité ou l'emploi d'équipements mécaniques. L'énergie solaire peut être exploitée seulement durant le jour et à condition que la lumière du soleil ne soit pas bloquée par des nuages, des édifices ou d'autres obstacles.

À l'heure actuelle, deux technologies solaires actives mettant en jeu des appareils électrique ou mécanique deviennent de plus en plus courantes. Premièrement, des panneaux ou collecteurs solaires sont utilisés pour chauffer l'eau ou l'air de ventilation dans les bâtiments. Deuxièmement, la technologie photovoltaïque solaire utilise des cellules solaires pour convertir directement la lumière du soleil en électricité.

Le potentiel de l'énergie solaire varie à travers le Canada. Il est plus faible dans les régions côtières, en raison d'une couverture nuageuse plus importante, et est supérieur dans les régions centrales. Le potentiel solaire varie de façon encore plus importante dépendant de l'endroit où l'on se trouve sur Terre. En général, un grand nombre de villes canadiennes ont un potentiel solaire comparable à de nombreuses grandes villes dans le monde. Par exemple, il devrait être possible de répondre à environ la moitié des besoins en électricité des résidences canadiennes en installant des panneaux solaires sur les toits des édifices résidentiels.

L'utilisation de l'énergie solaire a augmenté au Canada au cours des dernières années, bien que sa pénétration du marché reste relativement faible. La capacité de production d'énergie thermique solaire installée a augmenté à un taux de croissance annuelle composée de 13,8% par année depuis 2004. La période 2008-2014 a été marquée par la croissance significative de la capacité installée pour la production de l’électricité à partir des panneaux photovoltaïques avec une capacité installée qui a atteint 1 843 mégawatts en 2014.

Énergie géothermique

L'énergie géothermique, provenant soit de la chaleur stockée sous la surface de la Terre ou de la chaleur absorbée par l'atmosphère et les océans, peut être captée. Dans le premier cas, l'énergie géothermique de la vapeur souterraine se formant naturellement peut être captée et utilisée pour produire de l'électricité. Dans le second cas, il est possible de chauffer et de refroidir en tirant parti des différences de température entre l'air extérieur et la terre ou l'eau souterraine.

Les ressources géothermiques avec les températures les plus élevés se trouvent en Colombie Britannique, dans les Territoires du Nord-ouest, au Yukon et en Alberta; des projets pour la production de chaleur et d’électricité sont à l’étude avec quelques projets pilotes en cours. Le projet South Meager en Colombie Britannique est le plus avancé des projets de production d’électricité à partir des sources géothermiques au Canada.

De plus, en 2010, il y avait plus de 95 000 pompes à chaleur géothermiques qui représentaient une capacité installée d’environ 1 045 mégawatts d’énergie thermique (MWth) qui produit environ 1 420 gigawattheures annuellement.

Énergie des océans

L'océan constitue une vaste source d'énergie, qui peut être exploitée pour produire diverses formes d'énergie utilisable. Par exemple, certaines technologies ont été développées pour convertir l'énergie des vagues et des marées en électricité ou en d'autres formes utiles d'énergie. Toutefois, divers obstacles techniques, économiques et environnementaux persistent, et, par conséquent, l'énergie des océans n'est pas, actuellement, une source d'énergie largement exploitée.

Le Canada, dont la seule frontière terrestre est au sud, est entouré d'océans, ce qui signifie qu'il a accès à un potentiel énergétique important. À l'heure actuelle, le Canada compte une centrale marémotrice en Nouvelle-Écosse dont la capacité installée est de 20 mégawatts. Des projets pilotes pour la démonstration des technologies des vagues et de la marée sont en cours en Colombie Britannique et en Nouvelle Écosse. Au cours des prochaines années, près de 13 mégawatts de capacité d’énergie marémotrice seront installés dans la Baie de Fundy en Nouvelle-Écosse. Avec une envergure verticale de 16 mètres, la Baie de Fundy a les marées les plus hautes au monde, ce qui fait de ce lieu un site prometteur pour le développement futur des ressources marémotrices au Canada.