La production d'électricité est essentiellement un secteur industriel qui approvisionne en énergie électrique les fournisseurs d'électricité. Ceux-ci la livrent ensuite aux consommateurs en utilisant les réseaux de transport et de distribution.
L'électricité est produite depuis la fin du dans des centrales électriques. Les centrales transforment des énergies primaires, généralement grâce à des générateurs électriques entraînés soit par une machine thermique alimentée en combustible fossile (charbon, gaz naturel ou pétrole), en combustible organique (biomasse, déchets), en énergie nucléaire ou en énergie géothermique, soit directement par l'énergie mécanique hydroélectrique ou éolienne ou par l'énergie solaire.
La part de l'électricité dans la consommation finale d'énergie mondiale s'élevait à 21,2 % en 2023. La production mondiale d'électricité était issue en 2025 des combustibles fossiles pour 56,7 %, du nucléaire pour 8,8 % et des énergies renouvelables pour 33,4 % (hydroélectricité 13,9 %, éolien 8,4 %, solaire 8,7 %, biomasse et autres 2,3 %). Les deux principaux pays producteurs d'électricité en 2025 totalisent près de la moitié de la production mondiale : Chine 32,8 % et États-Unis 14,8 %.
La production d'électricité et de chaleur est en 2022, au niveau mondial, responsable de 43,8 % des émissions de liées à l'énergie. Ces émissions sont attribuables au charbon à 73,9 %, au gaz à 21,5 % et au pétrole à 4,6 %.
vignette|Un turbo-alternateur dans la centrale thermique de Boxberg. vignette|Une turbine hydraulique avec sa génératrice. vignette|redresse|Deux éoliennes.
Histoire
En 1868, l'inventeur belge Zénobe Gramme améliore la dynamo, à courant continu, point de départ de l'industrie électrique moderne, et fonde la Société des machines magnétoélectriques Gramme avec l'industriel Hippolyte Fontaine. Quelques années plus tard, les boulevards des grandes capitales sont illuminés par la bougie Jablochkoff alimentée par des machines Gramme, avant qu'elle soit supplantée par les lampes à incandescence de Thomas Edison., sur Gloubik Sciences., sur Gloubik Sciences.. La deuxième révolution industrielle est en marche.
En 1878, une centrale hydroélectrique de est construite par William George Armstrong à Cragside en Angleterre. Elle tire son énergie de lacs situés sur la propriété de l'ingénieur, via des dynamos, et alimente sa demeure ainsi que des machines et bâtiments de ferme..
En 1882, Thomas Edison construit la centrale de Pearl Street Station, première aux États-Unis. Elle abrite six dynamos « Jumbo » mues par des machines à vapeur, celle-ci étant produite grâce au charbon, et fournit du courant continu dans un rayon de .. D'une capacité de , elle éclaire , bureaux et boutiques de Manhattan.. Moins d'un an plus tard, d'autres centrales, toujours plus puissantes, éclairent plus de new-yorkais avec plus de . C'est également la première centrale à cogénération, dont la chaleur résiduelle est distribuée aux bâtiments voisins et la vapeur vendue aux usines locales. La technologie sera par la suite adoptée dans le monde entier.
En 1890, le courant alternatif sort vainqueur de la guerre des courants l'opposant aux partisans du courant continu. La production centralisée d'électricité se généralise alors, grâce au transport de l'énergie à haute tension, sur de longues distances.
Moyens de production Les moyens de production sont diversifiés et dépendent de nombreux facteurs, notamment : les techniques disponibles ; la réactivité de mise en œuvre ; la production nécessaire ; le rendement possible ; les coûts d'investissement, d'exploitation et de déconstruction ; le coût des éventuelles matières premières ; la disponibilité locale de ces matières premières ou les moyens d'acheminement ; les impacts écologiques occasionnés.
Enjeux environnementaux
L'électricité est communément présentée comme une « énergie propre ». En effet, les équipements l'utilisant n'émettent, localement, ni gaz polluant, ni gaz à effet de serre (GES). Toutefois, l'électricité n'est pas disponible naturellement sur Terre, elle n'est qu'un vecteur énergétique. Elle est produite par conversion d'énergie primaire en « énergie électrique ».
Les énergies renouvelables électriques, à l'instar de l'énergie nucléaire, sont qualifiées de « durables ».
Le classement de l'énergie nucléaire dans les énergies durables fait l'objet de débats en Europe. En 2022, des conditions au « label vert » sont fixées par l'Union européenne concernant le futur de l'électricité d'origine nucléaire. Les projets de construction de nouvelles centrales nucléaires devront avoir obtenu un permis de construire avant 2045. Les travaux permettant de prolonger la durée de vie des centrales nucléaires existantes devront avoir été autorisés avant 2040..
À l'échelle européenne, selon le think tank , la part des renouvelables dans la production d'électricité de l'Union européenne est passée de 21 % en 2010 à 38 % en 2020, année où elle a pour la première fois dépassé la part des énergies fossiles (37 %) ; l'éolien atteint 14 % et le solaire 5 %. Le charbon a reculé de en 2015 à en 2020 alors que l'éolien et le solaire totalisent en 2020. Les émissions de GES de l'électricité ont reculé de eq/kWh en 2015 à eq/kWh en 2020. L'Agence internationale de l'énergie (IEA) prévoit une croissance des puissances installées dans le monde entre 2019 et 2024 d'environ pour le solaire et de pour l'éolien, portant leur part dans la production d'électricité de 26 % à 30 %..
Mais la plupart des processus de production d'électricité, y compris ceux qualifiés de durables, exercent une influence dommageable sur l'environnement.
Émissions de gaz à effet de serre
vignette|Émissions mondiales de liées à l'énergie par secteur économique en 2019..
La production d'électricité et de chaleur est en 2022, au niveau mondial, responsable de 43,8 % des émissions de liées à l'énergie, devant les transports (23,3 %), l'industrie et le bâtiment (18,4 %), le secteur résidentiel (5,7 %), le secteur tertiaire (2,3 %) et les autres industries énergétiques (4,9 %).. Ces émissions sont attribuables au charbon à 73,9 %, au gaz à 21,5 % et au pétrole à 4,6 % Energy Statistics Data Browser : CO2 emissions from electricity and heat by energy source, World, 1990-2022 , Agence internationale de l'énergie, 21 décembre 2023..
Selon les estimations de l'Energy Institute, le charbon assure 32,6 % de la production mondiale d'électricité en 2025 ; au total, 56,7 % de la production mondiale d’électricité provient des combustibles fossiles..
En raison des ruptures d'approvisionnement en gaz russe en 2022, l'Allemagne entend recourir davantage aux centrales à charbon. et défend l'extension de la mine de Garzweiler.. En Asie, les multiples projets de centrales à charbon risquent aussi de mettre à mal les objectifs climatiques..... Ainsi, entre le premier semestre 2019 et le premier semestre 2021, l'augmentation de la production électrique des centrales à charbon en Chine a été supérieure à la production de l'ensemble des centrales à charbon de l’Union européenne au premier semestre 2021. .... En 2021, la production d'électricité a fortement augmenté, couverte à hauteur de plus de la moitié par la hausse de la combustion du charbon. Mais l'IEA pense que l'augmentation attendue de la production d'électricité dans les prochaines années sera de plus en plus assurée par les énergies renouvelables.. Richard York et The Shift Project affirment qu'à l'échelle mondiale, les énergies renouvelables ont plus tendance à s'ajouter aux énergies classiques qu'à les remplacer, en particulier dans le domaine de l'électricité... Une étude publiée en 2015 par le département de recherche et développement d'EDF, qui simule le fonctionnement du système électrique européen avec de l'éolien et du photovoltaïque, nuance ces affirmations. Elle conclut que d'énergies renouvelables intermittentes permettront de réduire de les moyens conventionnels de base (thermiques pour l'essentiel), mais exigeront de moyens de production de pointe (, également thermique pour l'essentiel) pour assurer la satisfaction de la demande lors des périodes sans vent et sans soleil ; l'économie de moyens de production conventionnels sera donc de Technical and economic analysis of the european electricity system with 60% RES , EDF, ..
vignette|Opposition à la mine de Garzweiler. Traduction : « signifie : Lützerath reste ! ». En outre, la construction de tout ouvrage et de toute machine requiert des matériaux et de l'énergie grise, qui impliquent eux-mêmes pollution, rejets et autres impacts environnementaux. L'analyse du cycle de vie révèle ainsi, par exemple, qu'une éolienne est responsable d'émissions indirectes de qui représentent, moyennées sur sa durée de vie, , les 11/13 de ces émissions ayant lieu lors de sa fabrication. ; par ailleurs, toute l'énergie qu'elle produit pendant sa première année de fonctionnement ne fait que compenser celle qui a été dépensée pour la mettre en service.. À titre de comparaison, l'énergie nucléaire est responsable d'émissions dans le même ordre de grandeur que l'éolien, le solaire photovoltaïque de 40 à , le thermique à gaz de 400 à et le thermique à charbon de ...
Le photovoltaïque est , d'après Jean-Marc Jancovici... En France, les émissions de liées à la production d’électricité ont été, en 2015, de pour , soit Bilan électrique 2015 , RTE, ... Selon EDF, les émissions de par kilowatt-heure du solaire photovoltaïque sont de contre pour le nucléaire, pour l’éolien et pour l'hydrauliqueCalcul des émissions de évitées au sein du groupe EDF, EDF, ..
Selon une étude parue dans Nature en 2020, même à supposer que le contenu en carbone de l'électricité ne présente pas d'amélioration, il y a quand même intérêt à passer aux voitures électriques pour les transports, et aux pompes à chaleur pour les bâtiments.. L'IEA aboutit à la même conclusion. Elle envisage également, pour décarboner l'électricité, la séquestration du . .
Pollution Les centrales thermiques à flamme rejettent des oxydes de soufre et d'azote, des suies et d'importantes quantités de dioxyde de carbone (principal moteur du réchauffement climatique) ; d'un autre ordre, les eaux employées dans les centrales thermiques, essentiellement les eaux de refroidissement des centrales thermiques, sont traitées chimiquement et rejetées à des températures sensiblement supérieures pouvant perturber l’équilibre des cours d'eau.
Les pales des éoliennes sont faites d'un matériau composite comprenant une matrice de résines thermoplastiques et thermodurcissables et un renfort de fibres de carbone ou de verre. Elles ne sont pas recyclées. À partir de 2025, au moins la moitié des nacelles et des pales devront réglementairement être recyclées« Déchets énergétiques : l'autre péril écologique », Science et Vie, , février 2022, p. 30-36..
Les panneaux solaires photovoltaïques sont composés essentiellement de verre, d'aluminium et de semi-conducteurs (leurs équipements annexes, tels les onduleurs et accumulateurs, sont catégorisés comme déchets électroniques). Tous ces matériaux sont hautement recyclables et peuvent être incorporés à la fabrication de nouveaux panneaux ou à d'autres processus industriels. PV Cycle annonce ainsi un taux de valorisation de 94,7 % pour un module photovoltaïque à base de silicium cristallin avec un cadre en aluminium..