Professeur Behrendt, vous diriger le Centre d’innovations en énergie (IZE) qui réunit en matière d’énergie toutes les compétences de l’Université technique (TU) de Berlin. Quels sont les grands axes de la recherche ?
Nous travaillons actuellement de manière interdisciplinaire sur 50 secteurs réunis en cinq grappes de recherche : les turbines à gaz à haut rendement, la photovoltaïque, les réseaux et l’accumulation, l’utilisation de chaleur à basse température ainsi que l’habitat et l’urbanisme à grande efficacité énergétique.
L’une des grandes questions pour demain est le stockage de l’énergie...
Il est lié à la question des réseaux. Car les réseaux existants sont conçus pour quelques points d’alimentation – les grandes centrales – et fonctionnent de la manière suivante : lorsque la demande en énergie baisse, la production d’électricité et de chaleur ralentit. Avec l’introduction des énergies renouvelables à grande échelle, nous avons aujourd’hui un grand nombre de points décentralisés d’alimentation du réseau et la quantité d’énergie fournie au réseau, par exemple avec les éoliennes, ne peut être prévue que de manière approximative. Cela constitue déjà un défi technique. Mais que fait-on de l’électricité lorsqu’il n’y a pas de demande là où elle est produite et ne peut être transférée ailleurs en grande quantité ? Naguère, le combustible était aussi le lieu de stockage de l’énergie. Nous devons aujourd’hui réfléchir à ce stockage.
Une solution est-elle en vue ?
Une chose est certaine, on ne distingue actuellement pas de solution unique pour tous les domaines. A petite échelle, le développement de batteries au lithium-ion est la voie que l’on empruntera dès que certaines difficultés techniques seront résolues ; ce sera bientôt le cas. L’hydrogène est une option pour les solutions de grande envergure. On pourrait transformer par électrolyse l’électricité en hydrogène pour, plus tard, produire de l’électricité dans la pile à combustible par procédé inverse et en alimenter le réseau quand la demande augmente. Actuellement, le rendement de ce procédé ne se situe qu’à 35 ou 40 %. On perd beaucoup d’énergie. Il nous faut donc encore développer l’électrolyse et améliorer les piles à combustible.
Sur quoi travaille la grappe de recherche sur l’habitat et l’urbanisme à grande efficacité énergétique ?
Une part importante des technologies est déjà disponible pour l’habitat. Mais les systèmes d’incitation ne fonctionnent pas encore. Le thème de l’urbanisme à grande efficacité énergétique soulève des questions intéressantes. L’une des raisons de la forte mobilité actuelle est le fait qu’on ne voulait pas habiter naguère sur son lieu de travail, près d’une fabrique polluante par exemple. Dans une société de services telle que nous la connaissons aujourd’hui, on devrait réfléchir à la manière de rapprocher les lieux d’habitation et les lieux de travail. Cela permettrait de réduire les trajets nécessaires et, par là, les émissions de CO2.
Après les bâtiments et les centrales, les voitures sont la troisième grande source de CO2. Que se passe-t-il dans ce secteur ?
Il y a beaucoup de travail de développement à faire dans ce domaine. Quand on considère aujourd’hui l’essence consommée et les trajets parcourus, on obtient en situation réelle des taux de rendement de quelque 20 %. C’est très médiocre. Il nous faut donc trouver des concepts qui réduisent de manière significative la consommation d’énergie des véhicules. Dans la grappe se consacrant à la chaleur à basse température, nous réfléchissons à l’utilisation de l’énergie contenue dans les gaz d’échappement. Cela peut vous surprendre. Pourtant vous rejetez, sous forme de chaleur sortant du pot d’échappement, un bon tiers de l’énergie que vous avez achetée avec votre essence. Cela n’est pas rentable. Il nous faut donc trouver un moyen de récupérer cette chaleur, par exemple au moyen d’une transformation thermoélectrique, que ce soit pour le moteur ou pour fournir de l’électricité à la voiture. Quand ils sortent du moteur, les gaz d’échappement ont une température de 900° C. On peut en tirer quelque chose.
En 2020, 20 % de l’énergie primaire devront provenir de sources d’énergie renouvelables. Est-ce réaliste ?
Et le gouvernement fédéral a placé la barre encore plus haut. Ici, les scientifiques doivent mettre en garde contre des attentes trop irréalistes. Quand je vois par exemple que la production d’un litre d’éthanol à partir de maïs en Iowa – c’est le centre de la production aux Etats-Unis – exige environ 4500 litres d’eau entre les champs et le produit fini… Il nous faut veiller à ne pas jeter le bébé avec l’eau du bain. Mais nous relevons le défi.
20 % d’énergies renouvelables signifie aussi que 80 % proviennent toujours d’autres sources d’énergie...
Merci de le rappeler, ce fait est bien souvent oublié dans les débats. Il nous faut nous efforcer de parvenir à ce taux de 20 % d’énergie primaire à partir de sources renouvelables. Mais il nous faut aussi optimiser l’utilisation des énergies fossiles, c’est-à-dire augmenter le rendement des centrales. Car, avec les quantités qu’elles consomment, chaque hausse de 0,5 % de leur rendement correspond à un chiffre de plusieurs millions économisés chaque année sous forme de combustible non consommé. Et, avec les combustibles fossiles, cela représente une immense quantité de CO2 non produit. Le meilleur moyen de réduire les émissions de CO2 est d’augmenter le rendement énergétique.
