Elon Musk affirme que toute l'énergie mondiale proviendra des panneaux solaires lorsque les gens comprendront l'"échelle de Kardashev"

De tous les sujets qui obsèdent Elon Musk, il y en a deux sur lesquels il n'a pas changé d'avis depuis qu'il dirige SpaceX et Tesla : 1) l'humanité doit coloniser Mars pour devenir une espèce multi-planétaire, et 2) toutes les activités humaines pourraient être alimentées exclusivement par l'énergie solaire.

L'entrepreneur a réitéré cette conviction il y a quelques jours sur son profil X, ajoutant que cela serait évident pour les gens s'ils comprenaient les calculs : "Une fois que vous comprenez l'échelle de Kardashev, il devient absolument évident que toute la production d'énergie sera essentiellement solaire. Il suffit de calculer l'énergie solaire sur Terre pour se rendre compte qu'un coin relativement petit du Texas ou du Nouveau-Mexique peut facilement fournir toute l'électricité des États-Unis".

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L'échelle de Kardashev, proposée en 1964 par l'astrophysicien russe du même nom, mesure le niveau de développement technologique d'une civilisation en fonction de la quantité d'énergie qu'elle est capable d'utiliser. L'humanité, la seule civilisation que nous connaissons, n'atteint même pas le premier niveau :

Type I : Civilisation planétaire. Elle peut gérer et exploiter efficacement toute l'énergie disponible sur sa planète.

Type II : civilisation stellaire. Elles sont capables d'utiliser et de stocker toute l'énergie de leur étoile hôte. Ces civilisations auraient pu construire de véritables mégastructures autour de leur étoile afin de capter la majeure partie de l'énergie solaire, comme l'hypothétique sphère de Dyson.

Type III : Civilisation galactique. Elle peut contrôler et exploiter l'énergie de millions d'étoiles au sein de sa galaxie.

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Bien qu'il soit plus populaire dans la recherche de vie extraterrestre que dans le secteur de l'énergie, Elon Musk utilise l'échelle de Kardashev pour nous avertir de la faible utilisation que nous faisons du soleil. Selon ses calculs, une surface de seulement 2,5 kilomètres carrés sur Terre reçoit 2,5 GW d'énergie solaire. Et dans l'espace, au-delà du bouclier magnétique de l'atmosphère, 30% de plus.

"En tenant compte de l'efficacité des panneaux solaires (environ 25 %), de la densité d'emballage (environ 80 %) et des heures de lumière du jour utilisables (environ six), il serait raisonnable d'obtenir 3 gigawattheures d'énergie par 2,5 kilomètres carrés", a écrit Elon Musk. "Des calculs faciles, mais presque personne ne fait ces calculs de base", a-t-il ajouté.

Les calculs d'Elon Musk ne sont pas faux, mais ils ne tiennent pas compte des défis techniques et économiques auxquels est confrontée l'industrie photovoltaïque.

L'année dernière, l'énergie solaire a augmenté de 73% pour atteindre une capacité totale de 3 870 GW dans le monde. C'est la source d'énergie qui connaît la croissance la plus rapide, plus rapide même que l'énergie nucléaire à son apogée. Mais même les pays qui installent le plus de panneaux solaires, comme la Chine, les États-Unis ou l'Espagne, n'ont pas été en mesure d'abandonner d'autres sources d'énergie non renouvelables telles que les combustibles fossiles.

Il ne s'agit pas d'un problème de capacité, mais d'intermittence. La capacité de production d'électricité des panneaux solaires est réduite les jours nuageux ou très chauds en raison des limites de l'électronique elle-même. Aujourd'hui, ces fluctuations seraient impraticables pour le réseau s'il n'existait pas de centrales capables de produire de l'électricité à la demande, comme les centrales thermiques au gaz naturel ou les centrales nucléaires. Le réseau électrique doit être flexible.

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D'un autre point de vue, il s'agit d'un problème de stockage. L'intermittence ne mettrait pas en péril l'approvisionnement du réseau si nous disposions de dizaines de GWh de capacité de stockage. Une partie est constituée d'hydrogène vert, une autre de réservoirs, mais la plus grande partie est constituée de fermes de batteries. Le problème est que les installations de batteries n'ont pas augmenté au même rythme que les panneaux solaires parce qu'elles sont chères et qu'il n'y a pas assez d'incitations pour le stockage.

En Chine, de nombreuses provinces exigent l'installation de batteries pour toute nouvelle installation solaire, mais ces batteries sont à peine utilisées. L'électricité est déjà très bon marché et son stockage n'est pas toujours rentable. Un problème similaire à ce qui se passe en Europe : les énergies renouvelables ont souvent ramené le prix de l'énergie à zéro, voire à un niveau négatif, et le stockage n'est pas rentable.

Alors que nous résolvons ces problèmes par de nouveaux changements sur le marché de l'électricité pour l'adapter à l'époque actuelle, nous sommes toujours dans cette phase de transition qui nous empêche de nous définir comme une civilisation de type I, l'une de celles qui sont capables d'exploiter efficacement toute l'énergie disponible sur sa planète d'origine.

Article écrit en collaboration avec nos collègues de Xataka.