Les États-Unis pourraient réduire les émissions de dioxyde de carbone générées par la production d'électricité jusqu'à 78% sans avoir à développer de nouvelles technologies ou à utiliser des batteries coûteuses, selon une nouvelle étude. Il y a un piège, cependant. Le pays devrait construire un nouveau réseau de transport national afin que les États puissent partager l'énergie.
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«Notre idée était que si nous disposions d'une« autoroute inter-États pour les électrons »nationale, nous pourrions déplacer le courant si nécessaire et installer les centrales éoliennes et solaires aux meilleurs endroits», déclare Alexander MacDonald, co-auteur de l'étude. qui a récemment pris sa retraite en tant que directeur du laboratoire de recherche du système terrestre de la NOAA à Boulder, au Colorado.
Il y a plusieurs années, MacDonald était curieux d'entendre dire qu'aucune technologie disponible ne pourrait atténuer les émissions de dioxyde de carbone sans doubler ou tripler le coût de l'électricité. Lorsqu'il a enquêté sur la question, il a découvert que les études sur lesquelles reposaient les revendications n'incluaient pas très bien les conditions météorologiques variables du pays.
L'un des gros problèmes de l'énergie éolienne et solaire est que leur disponibilité dépend du temps qu'il fait. Le solaire est uniquement disponible les jours ensoleillés, pas pendant les tempêtes ou la nuit. Les éoliennes ne fonctionnent pas lorsque le vent ne souffle pas assez - ou lorsqu'il souffle trop. Pour cette raison, certaines études ont fait valoir que ces technologies ne sont viables que si des batteries de grande capacité sont disponibles pour stocker de l'énergie provenant de ces sources et les utiliser lorsqu'elles ne fonctionnent pas. Cela augmenterait le coût de l'électricité bien au-delà des prix actuels.
Mais «il y a toujours de l'énergie éolienne et solaire disponible quelque part», note MacDonald. Il a donc décidé, avec ses collègues, de concevoir un système de production d’électricité à faible émission de carbone qui tienne mieux compte de la météo du pays et en a même tiré parti. Leur étude apparaît aujourd'hui dans Nature Climate Change .
Leur modèle informatique a montré qu'en optant pour la plupart des sources d'énergie éolienne et solaire (avec l'aide du gaz naturel, de l'hydroélectricité et de l'énergie nucléaire lorsque le climat ne coopère pas), les États-Unis pourraient réduire leurs émissions de carbone de 33 à 78% par rapport aux niveaux de 1990., en fonction du coût exact des énergies renouvelables et du gaz naturel. (Plus le coût des énergies renouvelables et le coût du gaz naturel sont élevés, plus les économies de carbone sont importantes.) L'ajout de charbon dans le mix ne rend pas l'électricité moins chère, mais entraîne une augmentation de 37% des émissions de carbone.
La clé de cet avenir serait la mise au point d’un système permettant de transférer l’électricité d’un bout à l’autre du pays, de sorte qu’une journée venteuse dans le Dakota du Nord puisse alimenter une journée nuageuse et calme à New York. Cela nécessiterait non seulement de nouveaux accords entre États - le Texas, par exemple, a son propre réseau électrique séparé -, mais également une mise à niveau des lignes de transmission qui déplacent les électrons d'un endroit à un autre.
Dans la plupart des régions, l’énergie circule sur les lignes à haute tension en courant alternatif, mais la capacité de transmission de ces lignes est limitée. Le passage au courant continu haute tension permettrait aux producteurs d’énergie de transmettre plus d’électricité sur une plus longue distance. Cela signifie que de nouvelles éoliennes et de nouvelles centrales solaires pourraient être construites dans les endroits qui offrent le plus grand potentiel en énergie éolienne et solaire, car la distance qui sépare la source d'énergie nécessaire n'a pas d'importance.
Construire un nouveau réseau de transmission d'électricité serait un gros travail. Mais le modèle informatique a montré que cela pouvait être rentable, car à long terme, cela permettrait d'avoir de l'énergie bon marché, note le co-auteur de l'étude, Christopher Clack, mathématicien à l'institut coopératif de recherche en sciences de l'environnement de l'université du Colorado à Boulder. .
«En construisant ces installations de transport, nous réduisons les coûts pour éliminer le carbone plutôt que de l'augmenter», a-t-il déclaré.
Certains États, tels que la Californie et New York, sont déjà sur la voie de cet avenir à faibles émissions de carbone, et le Vermont vient d'approuver des plans pour une ligne à haute tension en provenance du Canada, note Mark Jacobson, scientifique de l'atmosphère à l'Université de Stanford. L'année dernière, il a dirigé une étude publiée dans les Actes de la National Academy of Sciences, qui montrait comment les États-Unis pourraient créer un réseau électrique utilisant toutes les énergies renouvelables, avec l'aide de la technologie de stockage.
«Nous pouvons utiliser les voies de transmission existantes», explique Jacobson, et simplement améliorer les lignes qui les traversent. "Vous n'avez pas besoin d'autant de nouvelles voies que vous pensez."
L'augmentation des énergies renouvelables aurait des avantages en plus de réduire les émissions de carbone, telles que la réduction de la pollution atmosphérique et la réduction des coûts. «La transition présente peu d'inconvénients, dit-il.
De plus, note M. MacDonald, le passage à une production d'électricité à faible émission de carbone pourrait servir de catalyseur pour réduire les émissions de carbone dans des secteurs tels que le chauffage domestique et les transports. «Quoi qu'il en soit, vous devez d'abord faire de l'électricité», dit-il, et le reste suivra.
