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L'électricité pourrait être largement verte aux États-Unis en 2030

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Laurent Sacco, Futura-Sciences

Les États-Unis pourraient réduire de plus d'un quart leur empreinte carbone d'ici 2030. Pour cela, il leur faudrait mettre en place un réseau intelligent basé sur la météorologie et exploitant l'énergie éolienne et l'énergie solaire à l'échelle du pays.

D'après des chercheurs de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), cette carte représente le potentiel de production d'électricité éolienne aux États-Unis. Les régions où ce potentiel est le plus élevé sont en rouge, celles où il est le plus bas sont en bleu. © Chris Clack, CIRES

L'énergie est probablement l'enjeu principal du XXIe siècle car tout dépend d'elle : la capacité à fournir de la nourriture et de l'eau potable à la population future de 10 milliards d'individus tout comme la capacité à lui assurer une bonne santé et une bonne éducation.

Malheureusement, les ressources en énergies fossiles qui pourraient encore sécuriser ces besoins pendant des décennies ne doivent plus être exploitées sous peine de déstabiliser le climat avec des conséquences littéralement cataclysmiques. Il nous faut donc décarboner notre industrie pour sérieusement réduire la quantité de CO2 que nous injectons dans l'atmosphère et qui cause le réchauffement climatique. L'Homme envisage bien de lutter contre lui avec de la géoingénierie mais cette technologie reste encore une carte trop hasardeuse à jouer. Personne ne sait non plus si les progrès dans la capture et la séquestration du carbone finiront par être vraiment payants et, surtout, s'ils le seront rapidement.

Il est donc de plus en plus question sur la planète de se tourner vers l'énergie éolienne et l'énergie solaire, en conjonction avec l'énergie nucléaire, le pétrole et le gaz. En Europe, un budget de plus d'un milliard d'euros a d'ailleurs été alloué à la recherche sur l'éolien et le projet Desertec, qui comptait produire de l'énergie solaire au Sahara pour alimenter l'Europe en électricité, avait même été lancé... avant d'être abandonné.

Un réseau intelligent pour les énergies renouvelables

Il existe tout de même deux problèmes avec les énergies vertes sous leurs formes éoliennes et solaires :

  • Le premier est que l'électricité déjà produite ne couvre pas l'ensemble des besoins énergétiques d'un pays ;
  • Le second est celui de l'intermittence : le vent ne souffle pas en permanence, pas plus que le Soleil ne brille partout et tout le temps. Le stockage de l’électricité, bien que possible, par exemple sous forme de retenue d'eau ou à l'aide de batterie, n'a rien d'évident et représente un surcoût, en général très important, si l'on veut vraiment résoudre le problème de l'énergie uniquement avec du renouvelable, comme l'explique Jean-Marc Jancovici.

Alexander MacDonald, ancien directeur de recherche à la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), et ses collègues présentent leurs travaux au sujet de la possible utilisation d'un réseau intelligent d'énergie verte. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle avec deux barres horizontales en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître, si ce n'est pas déjà le cas. En cliquant ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, vous devriez voir l'expression « Traduire les sous-titres ». Cliquez pour faire apparaître le menu du choix de la langue, choisissez « français », puis cliquez sur « OK ». © CIRESvideos, YouTube

Certains réfléchissent donc, depuis un certain nombre d'années, au concept de réseau intelligent ou smart grid en anglais. Il s'agit de gérer de façon optimale l'approvisionnement en électricité d'un pays en distribuant l'énergie en fonction des lieux où celle-ci est produite la journée. Ainsi, une région où le vent souffle fort peut contrebalancer avec des éoliennes la perte d'électricité photovoltaïque dans une région où le Soleil est caché par les nuages ou simplement en train de se coucher.

Les réseaux intelligents sont donc a priori efficaces s'ils sont mis en place à grande échelle sur un continent et les États-Unis l'ont bien compris puisqu'ils s'intéressent à cette possibilité depuis un moment maintenant. Une étude a été récemment publiée dans Nature Climate Change à ce sujet. Elle a été menée par Alexander MacDonald, ancien directeur de recherche à la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) et ses collègues de l'université de Boulder (Colorado).

Une empreinte carbone pour l'électricité réduite de 78 %

Les chercheurs ont utilisé leur expertise pour faire des prédictions météorologiques ainsi que les données de la NOAA à l'échelle des États-Unis pour voir dans quelle mesure il était possible d'ajuster aux caprices de la météorologie un réseau intelligent alimenté par des éoliennes et l'énergie solaire. Étaient aussi pris en compte : un apport des énergies fossiles, différents scénarios en ce qui concerne l'évolution des prix de ces énergies, renouvelables ou non, et les coûts possibles de l'aménagement des réseaux de production et de distribution de l'électricité.

Les calculs ont montré que produire de l'énergie électrique à bas prix n'était pas incompatible avec réduire les émissions de gaz carbonique, même en tenant compte de l'augmentation prévue des besoins en électricité. Il semble que, dans le scénario le plus pessimiste envisageable avec de l'énergie verte coûtant plus cher que l'énergie noire, l'empreinte carbone de la production électrique devrait tout de même pouvoir être diminuée de 33 % en 2030 par rapport à celle qui fait référence, c'est-à-dire celle de 1990. Dans le cas du scénario le plus optimiste, c'est une réduction de 78 % qui est attendue.

Dans cette dernière hypothèse, et comme la production électrique représente environ 38 % de l'empreinte carbone des États-Unis, c'est une réduction de toute cette empreinte de 31 % en dessous de la valeur de 2005 qui pourrait être atteinte en 2030. Rappelons que lors de la COP 21 les États-Unis se sont engagés à réduire les émissions totales de CO2 de 28 % sous cette même valeur de 2005 d'ici 2025.

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