vignette|Évolution des cours mondiaux de l'énergie, 1991-2010 (indice 100 en 2000) World Trade Monitor [Cours mondiaux de l'énergie], (CPB), .. vignette|Prix du pétrole aux États-Unis, sur une période longue.
L'énergie est un secteur économique de première importance, qui comprend la production, le transport, la transformation, la distribution et la commercialisation des diverses sources d'énergie. L'exploitation des sources d'énergie primaire est suivie par sa transformation éventuelle en énergie secondaire : production de produits pétroliers par raffinage, production d'électricité et de chaleur. Cette énergie est ensuite stockée (à l'exception majeure de l'électricité) puis transportée avant d'être distribuée au consommateur final. C'est ce que l'on appelle l'énergie finale.
Utilité
Les principales ressources énergétiques primaires sont les énergies fossiles (gaz naturel, charbon, pétrole), l’énergie nucléaire et les énergies renouvelables : énergie hydroélectrique, énergie éolienne, énergie solaire, biomasse, énergie géothermique.
L'énergie est essentielle au bon fonctionnement de l’activité économique, puisque toute transformation de matière première, tout travail et tout mouvement requièrent de l'énergie. Les activités économiques telles que les productions industrielles, les transports, le chauffage des bâtiments, l'utilisation d'appareils électriques divers, sont consommatrices d'énergie ; l'efficacité énergétique, la dépendance énergétique, la sécurité énergétique et le prix de l’énergie sont des préoccupations majeures. L'utilisation de l'énergie permet de satisfaire des besoins humains appartenant in fine aux trois grandes catégories que sont la production de chaleur ou de froid (aussi appelée « usage fixe »), la mobilité et les usages couverts spécifiquement par l'électricitéVoir par exemple les diagrammes de Sankey comparant les flux d'énergie en 2015 et en 2050, dans le scénario de l'association négaWatt : ...
La prise de conscience des effets du réchauffement climatique a conduit ces dernières années à un débat mondial sur la maîtrise des émissions de gaz à effet de serre et à des actions pour leur réduction. Cela conduit à envisager des transformations des modes de production et de consommation énergétique (transition énergétique), non seulement en raison des contraintes liées à l'épuisement de l'offre, mais aussi à cause des problèmes posés par les déchets, les pollutions causées par l'extraction et la consommation des énergies fossiles, ou certains scénarios géopolitiques.
Historique
Pendant la plus grande partie de son histoire, l'humanité n'a disposé que d'énergies renouvelables pour couvrir ses besoins énergétiques. Au Paléolithique, les seules énergies disponibles étaient la force musculaire humaine et l'énergie de la biomasse utilisable grâce au feu.
Le Néolithique a apporté un progrès déterminant avec l'invention de la traction animale, qui est survenue plus tard que la domestication des animaux. On estime que l'homme a commencé à atteler des bovins à des araires ou des véhicules à roues durant le millénaire Ces techniques inventées dans l'ancien croissant fertile ou en Ukraine, ont par la suite connu un développement mondial.
L'invention de la marine à voile a été un progrès important pour le développement des échanges commerciaux dans le monde.
Celle des moulins à eau et à vent a également apporté une énergie supplémentaire considérable. Fernand Braudel qualifie de « première révolution mécanique » l'introduction progressive, du au , des moulins à eau et à vent.
À la fin du , à la veille de la révolution industrielle, la quasi-totalité des besoins d'énergie de l'humanité était encore assurée par des énergies renouvelables. Dans un essai d'évaluation de la répartition des consommations par source d'énergie, Fernand Braudel estime à plus de 50 % la part de la traction animale, environ 25 % celle du bois, celle des moulins à eau, 5 % celle de la force humaine et un peu plus de 1 % celle du vent pour la marine marchande ; il renonce à chiffrer la part des moulins à vent, faute de données. Il mentionne pour mémoire la batellerie fluviale, la marine de guerre, le charbon de bois et le charbon de terre.
Cet usage massif des énergies renouvelables n'allait pas sans dégâts : déforestation, pollution dues aux déjections animales et à la combustion du bois, etc ; encore aujourd'hui, selon l'OMS, près de de décès prématurés par an sont attribués à la pollution de l'air intérieur causée par la cuisine dans l'Asie du Sud-Est, l'Inde en particulier, où de personnes dépendent des combustibles solides (bois, charbon de bois, charbon, déchets végétaux et animaux) et des foyers traditionnels pour cuisiner Clean household energy can save people’s lives, OMS, mars 2014.
La révolution industrielle, qui commence en Grande-Bretagne au , s'étend ensuite à l'Europe continentale, à l'Amérique du Nord, et au Japon. Basée sur la disponibilité de combustible (bois, charbon) pour actionner des machines à vapeur. Le commerce international se développe alors d'une façon exponentielle grâce aux machines à vapeur alimentées par du charbon conçues pour les chemins de fer et les bateaux à vapeur durant l'époque victorienne dans les années 1810-1840. Le charbon était meilleur marché et beaucoup plus efficace énergétiquement que le bois dans la plupart des machines à vapeur.
L'apparition de la machine à vapeur, puis du moteur Diesel, ont entraîné le déclin des moulins à eau et de l'énergie éolienne au ; les moulins à eau et à vent ont disparu, remplacés par les minoteries industrielles. Au milieu du , l'énergie éolienne n'était plus utilisée que pour la navigation de plaisance et pour le pompage (agriculture, polders).
La mise au point au début du du procédé de « distillation » (en fait une pyrolyse de la houille pour obtenir du gaz manufacturé permet sa diffusion comme gaz d'éclairage à Londres à partir de 1812, puis sur le continent européen.
L'industrie pétrolière fait ses débuts en 1859 simultanément en Allemagne, à Wietze et aux États-Unis, à Titusville (Pennsylvanie)Titusville, en Pennsylvanie, 1896, Bibliothèque du Congrès..
L'énergie hydraulique a connu un nouvel âge d'or à partir de la fin du avec l'hydroélectricité, apparue : Aux États-Unis (Grand Rapids (Michigan), 1880 et Niagara Falls, 1881) History of energy - Hydropower, EIA., en Suisse (Lausanne, 1882)Les débuts de l'électricité en Suisse, e-periodica., en France (Lancey, 1882)Aristide Bergès, Maison Bergès, musée de la houille blanche., en Italie (Chiavenna, 1883) Nucleo idroelettrico di Mese, Edipower, consulté le 24 juillet 2016..
L'hydroélectricité progresse peu à peu en puissance et en complexité, pour s'épanouir à partir des années 1950 avec l'épopée des grands barrages aux États-Unis, en Europe et en Russie, puis en Amérique latine et en Asie, en particulier en Chine, qui prend la tête du classement des producteurs hydroélectriques avec plus du quart de la production mondiale.
Au début du , les usages du pétrole se développent : en 1905 Henry Ford lance la production de masse dans l'automobile, qui ouvre le marché des carburants liquides ; les moteurs Diesel se répandent dans la marine ; la pétrochimie multiplie ses produits : matières plastiques, fibres synthétiques, etc.
En 1913, le charbon représente environ 93 % de la production mondiale d'énergie et le pétrole 6 % ; en 1938, le charbon est encore à 70 %, le pétrole à 23 %, le gaz à plus de 5 % et l'électricité à 1 %La production mondiale d'énergie primaire commerciale (), Unesco, 13 décembre 1993 (voir page 8)..
vignette|Nombre et puissance des réacteurs nucléaires en service dans le monde jusqu'en 2011. La première centrale nucléaire du monde à avoir produit de l'électricité, l’Experimental Breeder Reactor I (EBR-I), est construite au laboratoire national de l'Idaho aux États-Unis et entre en service le en Fast Reactor Technology - EBR-I (Experimental Breeder Reactor-I), Nuclear Engineering Division - Argonne National Laboratory., suivie par centrale nucléaire civile connectée au réseau électrique à Obninsk en Union soviétique en 1954, puis par celle de Marcoule dans la vallée du Rhône en 1956, celle de Sellafield au Royaume-Uni en 1956, et le réacteur nucléaire de Shippingport aux États-Unis en 1957. L'énergie nucléaire se développe rapidement jusqu'aux années 1980, mais après l'accident nucléaire de Three Mile Island en 1979, plus des deux tiers des centrales nucléaires commandées dans les années 1970 ont été annulées ; en 1986, la catastrophe de Tchernobyl a conduit à plusieurs moratoires ; enfin, l'accident nucléaire de Fukushima a convaincu plusieurs pays à annoncer leur sortie du nucléaire : Allemagne, Belgique, Suisse et Taïwan, et le Japon a fermé tous ses réacteurs pendant plusieurs années ; les principaux pays ont cependant poursuivi leurs programmes nucléaires : Chine, Russie, Inde.
Les éoliennes sont réapparues à partir des années 1990, bénéficiant de techniques plus performantes issues de l'aviation. Le solaire thermique et le solaire photovoltaïque décollent au début des années 2000 ; leur développement a pris de l'ampleur avec la généralisation progressive des politiques de soutien aux énergies renouvelables.
Énergétique : l'énergie dans les sociétés humaines Les sociétés humaines utilisent une petite partie de l'énergie reçue ou produite sur Terre : la consommation mondiale d'énergie représentait, en l'an 2000, à peine 1/10 000 de l'énergie reçue du Soleil au niveau du solCours sur l'énergie solaire, Institut national de l'énergie solaire..
Si l'énergie est un concept unitaire sur le plan physique, elle prend plusieurs aspects du point de vue des sociétés humaines, en fonction de la manière dont elle est mise à leur disposition. La crainte d'un épuisement des ressources, ainsi que celle du changement climatique causé par les émissions de gaz à effet de serre, a conduit à définir de nouvelles classifications des sources d'énergie. Enfin, la production d'une énergie utile pour les activités humaines a un coût, ce qui donne à l'énergie une valeur économique qui détermine les politiques énergétiques des États.
L'ONU a déclaré 2012 « année internationale de l'énergie durable pour tous », afin de sensibiliser les États à l'importance d'améliorer l'accès durable à l'énergie, l'efficacité énergétique et les énergies renouvelables aux niveaux local, régional et internationalAssemblée générale des Nations Unies, Résolution 65/151 (Présentation).
Sources d'énergie
On qualifie également l’énergie selon la source d’où elle est extraite ou le moyen par lequel elle est acheminée: les énergies fossiles, l’énergie nucléaire, l’énergie de masse, l’énergie solaire, l’énergie électrique, l’énergie chimique, l’énergie thermique, l'énergie d’origine biomassique (biomasse sèche, biomasse humide et biocarburants) ;
Il existe des sources d'énergie qui sont régénérées par des processus naturels dans la mesure où on les exploite sans dépasser les limites de cette capacité de régénération : on les nomme par convention énergies renouvelables.
Approvisionnement en énergie Les sources d'énergies utilisées par l'homme sont d'origine renouvelable ou non :
Énergies fossiles ou non renouvelables Les sources d'énergies non renouvelables sont des matières premières dont les stocks ne se reconstituent pas à l'échelle d'une vie humaine.
Les combustibles fossiles, qui résultent du stockage de matières organiques dans des couches géologiques, regroupent principalement le gaz naturel, le pétrole et le charbon), utilisés par les automobiles, les avions, les navires, les centrales thermiques, les équipements de chauffage...
Les énergies non renouvelables comprennent, outre les énergies fossiles, l'énergie d’origine nucléaire obtenue par fission nucléaire, la fusion nucléaire faisant l'objet de recherches pour une mise en œuvre éventuelle à l'échelle industrielle à très long terme.