Le secteur de l'énergie au Québec présente les caractéristiques d'une économie industrialisée, mais certaines particularités lui confèrent une personnalité unique. Doté de milliers de rivières, de riches gisements éoliens et d'immenses forêts boréales, qui couvrent la moitié de son territoire, déterminé par des choix politiques dès les années 1960 en faveur de la production écologique, puis au début du par la fin de la production nucléaire, le Québec produit environ la moitié de toute l'énergie finale consommée par ses habitants en utilisant des sources renouvelables. Selon certaines données encore à confirmer, le Québec disposerait également de ressources pétrolières et gazières significatives encore inexploitées.
La structure industrielle et une partie de l'économie du Québec ont été fortement influencées par la présence de sources d'énergie, principalement de source hydroélectrique, abondantes, peu chères et renouvelables. Par contre il ne faut pas négliger le fait que le pétrole est encore la source d'énergie la plus importante avec plus de 839 pétajoules (PJ) contre seulement 691 pétajoules (PJ) pour l'hydroélectricité. La disponibilité des sources d'énergie hydroélectriques a eu une influence déterminante sur le développement de régions comme le Saguenay–Lac-Saint-Jean, la Mauricie et la Côte-Nord, non seulement sur le plan du développement économique, mais sur le peuplement même de ces régions du Québec.
Bien qu'il produise une grande quantité d'énergie hydroélectrique, le Québec en consomme beaucoup d'énergie de toutes provenances, à l'instar des États-Unis et du reste du Canada ; sa consommation énergétique par habitant, estimée à 232,41 gigajoules en 2007., classe les Québécois parmi les peuples les plus énergivores du monde. Le Québec se classe au second rang mondial pour la consommation d'électricité par habitant, derrière l'Islande et devant la Norvège, avec une consommation annuelle moyenne de en 2012.. En 2012, la consommation d'énergie totale était de l'ordre de , avec une répartition dans les secteurs résidentiel, commercial et institutionnel de l'ordre de , dans le secteur industriel (+ en usage non-énergétique) et de seulement en besoins de transport..
Électricité
L'électricité est une source d'énergie importante au Québec et représente 37,11 % de la consommation finale en 2013.. Hydro-Québec exerce un quasi-monopole sur la production, le transport et la distribution de l'électricité sur l'ensemble du territoire québécois. La presque totalité de l'énergie électrique consommée au Québec provient de centrales hydroélectriques (96,07 %)..
+ Production d'électricité disponible par source d'énergie en GWh1981Comprend les approvisionnements des chutes Churchill.198619911996200120062009 Hydraulique Nucléaire— Éolien————190423 Produits pétroliers245184438595921 Gaz naturel——131412383288 Biomasse———198519422Total
La croissance du parc de production d'Hydro-Québec a été particulièrement notable durant les 20 années qui ont suivi la seconde nationalisation de l'électricité, en 1963. Hydro-Québec a presque quadruplé sa capacité de production, passant de à presque , grâce à la construction et de la mise en service de deux grands projets de complexes hydroélectriques : les sept premières centrales du projet Manic-Outardes, sur la Côte-Nord, ainsi que les trois centrales de la phase I du projet de la Baie-James. Ces ouvrages ont ajouté une capacité combinée de plus de .
En 2011, la société d'État québécoise figure parmi les plus grands producteurs d'hydroélectricité au monde avec une puissance hydraulique installée de , sur une capacité totale de . Cinq de ses aménagements hydroélectriques dépassent les — les centrales Manic-5, La Grande-4, La Grande-3, La Grande-2-A et Robert-Bourassa — alors que 7 autres ont une capacité de plus de .
Production Production hydroélectrique
Énergie nucléaire Centrale nucléaire
right|upright=0.8|thumb|Grappes de combustibles utilisés dans une centrale nucléaire CANDU. Hydro-Québec a exploité une centrale de ce type à Gentilly, près de Bécancour entre 1983 et 2012. Près de 40 ans après un intense débat sur la pertinence d'adopter la technologie nucléaire, cette forme d'énergie demeure relativement marginale dans le bilan énergétique québécois. En 2009, l'électricité produite par la fission nucléaire ne constituait que 2,35 % de tous les approvisionnements d'Hydro-Québec..
Deux centrales nucléaires, les centrales Gentilly-1 et Gentilly-2, ont été construites entre 1966 et 1983 sur les bords du fleuve Saint-Laurent, à Bécancour, en face de Trois-Rivières. La première, un réacteur CANDU-BLW construit par Énergie atomique du Canada Limitée (EACL) et d'une puissance nette de , a été mise en service en . La centrale n'a produit de l'électricité que pendant deux brèves périodes, totalisant 183 jours, en 1972. Elle a été mise en état de conservation par EACL en 1980, qui en demeure propriétaire.
La seconde, une centrale de type CANDU-PHW de ( net), a été mise en service commercial par Hydro-Québec en 1983, après une période de construction échelonnée sur 10 ans. La centrale de Gentilly-2 utilise annuellement de à grappes de combustible nucléaire renfermant chacune d'uranium naturel sous forme de dioxyde d'uranium (UO). L'ensemble de l'uranium utilisé provient de la Saskatchewan.
Après plusieurs années d'études, le gouvernement du Québec a d'abord annoncé la réfection de la centrale de Gentilly-2 en afin de prolonger sa durée de vie de 25 ans. Le projet a cependant été annulé en octobre 2012 après une réévaluation de la justification économique du projet par Hydro-Québec, qui estimait le coût d'une réfection à , en hausse de sur l'estimation publiée quatre ans plus tôt. La centrale sera mise en dormance pendant 40 ans après son arrêt définitif, le 28 décembre 2012. Le démantèlement des installations et l'enlèvement du combustible irradié devrait être complété en 2062...
Uranium Le sous-sol québécois recèle quelques gîtes d'uranium ; sept types de gîtes sont reconnus dans la documentation. Les réserves probables d'uranium sur le territoire s'élèveraient à en 2010 selon des chiffres de la World Nuclear Association. Les campagnes d'exploration entreprises dans les années 1980 n'ont toutefois pas trouvé de gisement rentable. Cependant, plusieurs compagnies minières s'intéressent à nouveau au potentiel des gisements découverts et ont établi de nouveaux programmes d'exploration depuis l'automne 2004.. La pression sur la demande mondiale a fait bondir les budgets consacrés à la prospection de nouvelles sources d'uranium. Les dépenses d'exploration au Québec à ce chapitre ont bondi au cours des dernières années, passant de de dollars en 2004 à de dollars en 2007..
Des travaux d'exploration menés par la société canadienne Terra Ventures au lac Kachiwiss, dans la région de Sept-Îles, ont soulevé une controverse sur la Côte-Nord au cours de l'automne 2009, entraînant la menace de démission de 24 médecins à l'hôpital local et une manifestation de citoyens. Un autre projet, mené par l'entreprise Ressources Strateco, se déroule depuis 2006 aux monts Otish, à au nord de Chibougamau.. Bien que le projet ait reçu l'autorisation de la Commission canadienne de sûreté nucléaire en octobre 2012, il fait face à une forte opposition parmi les Cris de Mistissini et le Grand Conseil des Cris. Le gouvernement du Québec est également réticent à appuyer le projet en raison de l'absence d'acceptabilité sociale..
Production thermique
Centrales classiques et diesel La production d'électricité par combustion fossile reste marginale au Québec. Une centrale au gaz de est mis en service au village des Boules vers 1962 pour stabiliser le réseau alimenté par des câbles qui traversent le fond du Fleuve Saint-Laurent venant de la Côte-Nord. La centrale de Tracy, une centrale au mazout mise en service entre 1964 et 1968 et héritée de la Shawinigan Water and Power Company, est la seule grande centrale du type dans le parc d'Hydro-Québec. La société d'État utilise très peu la centrale de Tracy, d'une capacité de , ainsi que les trois turbines à gaz qu'elle possède à Bécancour, La Citière et Cadillac, près de Rouyn-Noranda.
Hydro-Québec a fermé la centrale de Tracy en 2011. et celle de La Citière en 2012, alors que la centrale de Cadillac est utilisée pour fournir de la puissance réactive en attendant son remplacement par trois compensateurs synchrones en 2014..
Hydro-Québec Distribution exploite également une série de 23 génératrices au diesel qui alimentent en électricité les régions qui ne sont pas reliées au réseau principal de transport d'électricité de TransÉnergie. La plus importante de ces centrales est située à Cap-aux-Meules, aux Îles de la Madeleine.. Les autres sont réparties dans des villages au Nunavik, sur la Basse-Côte-Nord et en Haute-Mauricie.
Centrale au gaz À l'exception des centrales alimentant les réseaux autonomes, une seule centrale thermique d'importance a fourni de l'électricité sur une base régulière au cours de la deuxième moitié des années 2000. Il s'agit d'une centrale à cycle combiné au gaz naturel construite et exploitée par TransCanada Energy, située à Bécancour. Ouverte en 2006, la centrale a fonctionné pendant plus d'un an. Cependant, la Régie de l'énergie du Québec a autorisé une entente proposée par Hydro-Québec, pour fermer la centrale pendant les années 2008 et 2009, en raison d'une augmentation de la demande moins forte que prévu et de l'hydraulicité favorable enregistrée depuis quelques années...
Un autre projet de centrale thermique a suscité beaucoup de controverse. Annoncé en 2001, le projet du Suroît, une centrale thermique à cycle combiné qu'Hydro-Québec voulait construire à Beauharnois, à proximité de la centrale hydroélectrique existante, a soulevé un tollé dans la population. Le débat sur la ratification par le Canada du protocole de Kyoto au début des années 2000 ainsi qu'un niveau d'émissions estimé de de tonnes de dioxyde de carbone par année — soit 3 % du total québécois — ont rendu le projet impopulaire dans l'opinion publique.
Le gouvernement de Jean Charest abandonne le Suroît en ., en raison de l'opposition des Québécois — 67 % des personnes interrogées dans un sondage mené en janvier 2004 disaient y être opposées.
Production éolienne
thumb|right|Trois parcs éoliens ont été construits dans la région de Matane. Malgré une importante percée au cours des dernières années, l'énergie éolienne tarde à s'imposer comme une composante importante du bilan énergétique québécois. En 2009, le secteur éolien ne constituait que 0,55 % de tous les approvisionnements électriques vendus par Hydro-Québec. Cette place modeste de l'énergie éolienne dans les statistiques cache toutefois un développement de cette industrie, stimulée par deux appels d'offres d'Hydro-Québec Distribution, en 2003 et 2005, afin d'acheter respectivement et d'énergie produite par le vent.
Les grands appels d'offres d'Hydro-Québec pour deux blocs d'énergie éolienne ont permis de développer une petite industrie québécoise de fabrication de composantes d'éoliennes qui vend aux futurs exploitants des parcs éoliens québécois et qui exporte une partie de sa production au Canada et à l'étranger. Les entreprises Marmen, Composite VCI et LM Glassfiber emploient quelques centaines de personnes dans leurs usines en Mauricie et les Laurentides. Gaspésie.. Les premières livraisons en vertu des appels d'offres d'Hydro-Québec ont eu lieu en 2006, et s'échelonnent jusqu'en décembre 2015.
Le développement éolien a soulevé plusieurs polémiques sur le modèle de développement choisi par le gouvernement, qui a exclu Hydro-Québec ou une autre société d'État du processus d'appel d'offres, sur les redevances versées par les producteurs aux propriétaires de terrain et aux municipalités-hôtesses ou encore sur la réaction des résidents, notamment en Gaspésie, qui ont vu pousser des grands parcs de 50 à 100 hélices dans leur milieu de vie.