Ils chauffent nos maisons, alimenter la cafetière et faire fonctionner les usines qui fabriquent nos vêtements. Ils servent de matière première à nos pots de yaourt, nous transporter au travail et apporter de la nourriture dans les magasins. Combustibles fossiles—pétrole, le charbon et le gaz naturel—sont avec nous dans tous les domaines de notre vie.

Charbon, un combustible fossile densément emballé, est un excellent vecteur d'énergie. L'inconvénient est que sa combustion génère du dioxyde de carbone, ce qui a pour effet de chauffer le climat. Et parallèlement à notre combustion de combustibles fossiles, nous gonflons du carbone, qui s'était enfoncé dans le sol pendant des centaines de millions d'années, dans l'atmosphère.

La crise écologique nous oblige à nous demander si nous pouvons nous passer de ce partenaire fatidique maintenant qu'il dépasse les capacités de notre planète à faire face.

"Bien sûr qu'on s'en sortira. Différents secteurs se débarrassent des fossiles à des rythmes différents :d'abord l'électricité, puis chauffer et enfin transporter, " estime Annukka Santasalo-Aarnio, professeure adjointe à l'Université Aalto. Elle étudie le stockage et la conversion d'énergie, c'est-à-dire les processus de conversion de l'énergie d'une forme en une autre.

"Mais nous devrons révolutionner la façon dont nous produisons et consommons de l'énergie."

La Finlande sans fossiles s'appuiera sur l'énergie éolienne

En Finlande, plus de 40 pour cent de l'énergie utilisée pour l'électricité, Chauffer, les transports et l'industrie sont générés avec des combustibles fossiles et de la tourbe. Il est clair que rompre ce lien ne sera pas simple.

La transition énergétique mondiale est pourtant amorcée et la Finlande pourrait la mener à bien, propose le projet de recherche Smart Energy Transition. Un groupe multidisciplinaire de chercheurs a modélisé une Finlande sans fossiles dans cette entreprise dirigée par Aalto.

Il n'y a pas de technologie unique, qui pourraient à elles seules remplacer les énergies fossiles. Au lieu, la totalité sera constituée de ruisseaux, dit le chef de projet, Professeur Armi Temmes de la School of Business.

Selon les modèles créés par le projet, 95 % de l'énergie primaire de la Finlande pourrait être produite à l'aide de technologies existantes basées sur le vent, énergie solaire, la biomasse et l'énergie nucléaire. En outre, des combustibles non fossiles seront nécessaires pour les transports lourds et l'industrie, par exemple.

Le point de départ est que la société est électrifiée avec une énergie proprement produite. Pour que cela se produise, les capacités éoliennes et solaires devraient être multipliées par plus de dix car il n'est plus possible d'augmenter substantiellement l'utilisation durable de la biomasse, dit Temmes en référence aux calculs du projet.

Dans le froid du nord global, le plus gros consommateur d'énergie domestique est le chauffage, et les réseaux de chauffage urbain sont d'importants utilisateurs de charbon et de gaz naturel. La transition énergétique intelligente a modélisé la façon dont une ville de la taille d'Helsinki pourrait être maintenue au chaud proprement.

Le modèle indique que les combustibles fossiles pourraient être largement remplacés par des pompes à chaleur industrielles et immobilières à énergie éolienne et solaire qui collectent la chaleur du sol, l'eau et les sources de chaleur résiduelle comme l'industrie et les bâtiments. L'alimentation de secours serait fournie par une centrale de cogénération alimentée à la biomasse.

L'électricité et la chaleur seront plus étroitement couplées dans le sillage de la transition énergétique, dit Temmes.

Décentraliser et conquérir

Les combustibles fossiles ont fait beaucoup pour assurer que notre production d'énergie reste stable, centralisé et gérable. Ajoutez simplement plus de combustible au feu lorsque l'électricité et la chaleur sont nécessaires.

Dans un système décentralisé qui s'appuie sur l'éolien et le solaire, l'approvisionnement en électricité fluctue, nécessitant des méthodes pour équilibrer les déséquilibres entre l'offre et la demande.

Nous avons déjà de nombreuses options de stockage d'énergie efficaces, comme l'hydroélectricité, accumulateurs thermiques et technologie des batteries, et de nouveaux sont développés tout le temps. Mais le stockage n'est pas un tour de prestidigitateur, qui pourrait rendre l'énergie renouvelable stable par elle-même, il faudra donc aussi réguler la consommation d'énergie, fait remarquer Annukka Santasalo-Aarnio.

Cela signifie que, dans le futur, nous devrons faire plus attention à la façon dont nous consommons l'électricité. C'est là que la technologie vient à la rescousse :les réseaux électriques intelligents et l'automatisation des bâtiments joueront un rôle important dans l'équilibre entre l'offre et la demande.

Un jeu d'équipe étroitement coordonné émergera entre l'énergie et la construction. Les bâtiments auront leurs propres systèmes d'énergie solaire et pompes à chaleur. Ils réguleront leur propre consommation avec, par exemple, systèmes de chauffage intelligents et stockera l'énergie dans des condensateurs à eau chaude et des puits de chaleur géothermique. La construction écoénergétique empêchera les pertes de chaleur, dit Armi Temmes.

Gaz à effet de serre récupérés et stockés

Notre système de transport basé sur le pétrole a besoin d'une refonte complète. Voiture électrique, les transports en commun et les nouveaux services de transport offriront des alternatives à la conduite de votre propre voiture essence ou diesel, mais ne peut résoudre le problème des transports lourds et des voyages aériens.

"Il est peu probable que le transport puisse surmonter sa dépendance aux combustibles liquides d'origine fossile, car le carbone est un vecteur énergétique inégalé. Il est, cependant, une autre question si le carbone est extrait des combustibles fossiles ou en recyclant le dioxyde de carbone déjà présent dans l'atmosphère, ", dit Annukka Santasalo-Aarnio.

Le développement de carburants de transport non fossiles a fait des pas de géant ces dernières années. Le finlandais Neste commercialise désormais du diesel renouvelable et du kérosène de vol qui ont jusqu'à 90 % moins d'émissions que les carburants traditionnels et l'équipe de recherche de Santasalo-Aarnio fait partie du projet Neste Digifuel qui vise à développer du pétrole renouvelable.

"Pour l'instant, tous les nouveaux carburants doivent encore concurrencer le pétrole bon marché."

Carburants synthétiques, qui peut être fabriqué avec des énergies renouvelables et sans émissions en utilisant de l'hydrogène extrait de l'eau et du dioxyde de carbone de l'air, sont considérés comme la prochaine étape des carburants de transport.

Un carburant liquide serait compatible avec la technologie actuelle des moteurs et l'infrastructure de distribution de carburant. Les carburants de synthèse sont également une solution prometteuse de stockage d'électricité et ils pourraient remplacer le pétrole comme matière première pour l'industrie chimique.

Ceux-ci sont étudiés par le groupe de Santasalo-Aarnio, trop.

« L'industrie finlandaise est très intéressée par ce sujet en ce moment. Business Finland mène un effort pour construire un écosystème industriel auquel participent les universités finlandaises et les grandes entreprises.

La technologie est une aide, pas une solution

Nous avons un besoin urgent et urgent de moyens alternatifs pour chauffer les maisons, produire de l'électricité propre pour les cafetières et transporter les personnes et les marchandises d'un endroit à l'autre.

Évaluer notre consommation d'énergie est tout aussi important.

"Pour commencer, nous devons réduire les consommations inutiles. L'industrie et les transports occasionnés par ses livraisons sont l'un des plus gros gourmands en énergie, " dit Annukka Santasalo-Aarnio.

Mais un système d'énergie propre ne peut pas être construit avec la seule technologie, cela nécessitera un changement systémique majeur, Notes d'Armi Temmes. Modifications des marchés, activités commerciales, des politiques fiscales et de subventions ainsi que des modèles commerciaux seront nécessaires.

"Par exemple, nous devrions immédiatement commencer à démanteler les obstacles fiscaux qui entravent la transition vers les énergies renouvelables, " dit Temmes.

La transition énergétique affecte déjà visiblement les marchés. Le coût des parcs éoliens, panneaux solaires, piles, les pompes à chaleur et les technologies d'économie d'énergie ont considérablement diminué. De nouveaux types de services de transport et de systèmes intelligents pour réguler la consommation énergétique des ménages sont disponibles.

« Les nouvelles solutions énergétiques nécessitent la coopération de nombreux secteurs industriels et à l'échelle mondiale. ils offrent un énorme potentiel commercial, " dit Santasalo-Aarnio.

La transition énergétique donne à chacun la possibilité de faire ses adieux aux énergies fossiles.

"L'anxiété climatique est associée à un sentiment d'impuissance à changer les choses. Votre propre panneau solaire ou pompe à chaleur procure un sentiment de maîtrise et une manière concrète de contribuer à la lutte contre le changement climatique par vos propres actions, " dit Armi Temmes.