Pour atteindre zéro émission nette de dioxyde de carbone provenant de l’énergie et de l’industrie d’ici 2050, il est doable de reconstruire l’infrastructure énergétique américaine pour qu’elle fonctionne principalement sur l’énergie renouvelable, à un coût internet d’environ 1 USD par personne et par jour, selon une nouvelle étude publiée par le ministère de l’Énergie. Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), l’Université de San Francisco (USF) et le cupboard de conseil Developed Electrical power Analysis.



Les chercheurs ont créé un modèle détaillé de l’ensemble du système énergétique et industriel des États-Unis pour produire la première étude détaillée, évaluée par des pairs, sur la façon d’atteindre la neutralité carbone d’ici 2050. Selon le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), le monde doit atteindre zéro émission nette de CO2 d’ici le milieu du siècle afin de limiter le réchauffement climatique à 1,5 degré Celsius et d’éviter les impacts les as well as dangereux du changement climatique.

Les chercheurs ont développé de multiples voies technologiques réalisables qui diffèrent considérablement dans l’utilisation restante des combustibles fossiles, l’utilisation des terres, l’adoption par les consommateurs, l’énergie nucléaire et l’utilisation des biocarburants, mais partagent un ensemble clé de stratégies. « En augmentant méthodiquement l’efficacité énergétique, en passant aux systems électriques, en utilisant une électricité propre (en particulier l’énergie éolienne et solaire) et en déployant une petite quantité de technologie de capture du carbone, les États-Unis peuvent atteindre zéro émission », écrivent les auteurs dans « Carbon Neutral Pathways pour les États-Unis « , publié récemment dans la revue scientifique AGU Innovations.



Transformer l’infrastructure

« La décarbonisation du système énergétique américain est fondamentalement une transformation de l’infrastructure », a déclaré Margaret Torn, scientifique senior du Berkeley Lab, l’un des principaux auteurs de l’étude. « Cela signifie que d’ici 2050, nous devons construire de nombreux gigawatts de centrales éoliennes et solaires, de nouvelles lignes de transmission, une flotte de voitures électriques et de camions légers, des millions de pompes à chaleur pour remplacer les fours et chauffe-eau conventionnels, et des bâtiments as well as écoénergétiques – tout en continuant à rechercher et à innover de nouvelles systems.  »

Dans cette transition, très peu d’infrastructures auraient besoin d’une « retraite anticipée » ou d’un remplacement avant la fin de leur vie économique. « Personne ne demande aux consommateurs de remplacer leur toute nouvelle voiture par un véhicule électrique », a déclaré Torn. « Le fait est que des technologies efficaces à faible émission de carbone doivent être utilisées au moment de remplacer l’équipement actuel. »

Les filières étudiées ont des coûts nets allant de, 2% à 1,2% du PIB, avec des coûts plus élevés résultant de certains compromis, comme la limitation de la superficie des terres attribuées aux parcs solaires et éoliens. Dans les filières les moins coûteuses, approximativement 90% de la output d’électricité provient de l’énergie éolienne et solaire. Un scénario a montré que les États-Unis peuvent répondre à tous leurs besoins énergétiques avec une énergie 100% renouvelable (solaire, éolienne et bioénergie), mais cela coûterait moreover cher et nécessiterait une in addition grande utilisation des terres.

« Nous avons été agréablement surpris que le coût de la transformation soit additionally bas maintenant que dans des études similaires que nous avons menées il y a cinq ans, même si cela permet une réduction des émissions de carbone beaucoup as well as ambitieuse », a déclaré Torn. « La principale raison est que le coût de l’énergie éolienne et solaire et des batteries pour les véhicules électriques a diminué moreover rapidement que prévu. »

Les scénarios ont été générés à l’aide de nouveaux modèles énergétiques complets avec des détails sur la consommation et la creation d’énergie – comme l’ensemble du parc immobilier américain, le parc de véhicules, les centrales électriques, etc. – pour 16 régions géographiques aux États-Unis.Les coûts ont été calculés à l’aide de projections pour prix des combustibles fossiles et des énergies renouvelables tirés des Views énergétiques annuelles du DOE et du rapport annuel de référence sur la technologie du NREL.

Les coûts seraient encore in addition bas s’ils incluaient les avantages économiques et climatiques de la décarbonisation de nos systèmes énergétiques. Par exemple, une moindre dépendance au pétrole signifiera moins d’argent dépensé pour le pétrole et moins d’incertitude économique en raison des fluctuations des prix du pétrole. Les avantages climatiques comprennent les effets évités du changement climatique, tels que les sécheresses extrêmes et les ouragans, la pollution de l’air et de l’eau évitée par la combustion de combustibles fossiles et l’amélioration de la santé publique.

Les coûts économiques des scénarios sont presque exclusivement des coûts d’investissement liés à la development de nouvelles infrastructures. Mais Torn souligne qu’il y a un avantage économique à ces dépenses: « Toute cette infrastructure mise en place équivaut à des emplois, et potentiellement des emplois aux États-Unis, par opposition à l’envoi d’argent à l’étranger pour acheter du pétrole à d’autres pays. Il ne fait aucun doute qu’il faudra être une stratégie de changeover économique bien pensée pour les industries et les collectivités basées sur les combustibles fossiles, mais il ne fait aucun doute non moreover qu’il y a beaucoup d’emplois dans la building d’une économie à faibles émissions de carbone.  »

Les 10 prochaines années

Une summary importante de cette étude est que les steps requises au cours des 10 prochaines années sont similaires indépendamment des différences à very long terme entre les parcours. À court terme, nous devons augmenter la manufacturing et la transmission d’énergie renouvelable, nous assurer que toutes les nouvelles infrastructures, telles que les voitures et les bâtiments, sont sobres en carbone et maintenir la capacité actuelle de gaz naturel pour le instant pour la fiabilité.

« C’est une découverte très importante. Nous n’avons pas besoin d’avoir une grande bataille maintenant sur des inquiries comme la building à courtroom terme de centrales nucléaires, parce que le nouveau nucléaire n’est pas nécessaire dans les dix prochaines années pour être sur un zéro net. Au lieu de cela, nous devrions adopter une politique pour conduire les étapes que nous savons nécessaires maintenant, tout en accélérant la R&D et en développant davantage nos possibilities pour les choix que nous devons faire à partir des années 2030 « , a déclaré l’auteur principal de l’étude, Jim Williams, professeur agrégé d’énergie Gestion des systèmes à l’USF et un scientifique affilié au Berkeley Lab.

Le cas web négatif

Une autre réalisation importante de cette étude est qu’il s’agit du premier travail publié à donner une feuille de route détaillée sur la façon dont le système énergétique et industriel américain peut devenir une supply d’émissions de CO2 négatives d’ici le milieu du siècle, ce qui signifie que plus de dioxyde de carbone est retiré de l’atmosphère que ajoutée.

Selon l’étude, avec des niveaux furthermore élevés de seize de carbone, de biocarburants et de carburants électriques, le système énergétique et industriel américain pourrait être « net négatif » à hauteur de 500 tonnes métriques de CO2 retirées de l’atmosphère chaque année. (Cela nécessiterait additionally de generation d’électricité, d’utilisation des terres et de transportation interétatique.) Les auteurs ont calculé que le coût de cette voie négative nette était de, 6% du PIB – à peine additionally élevé que le coût de la principale voie neutre en carbone de, 4%. du PIB. « C’est abordable pour la société uniquement pour des raisons énergétiques », a déclaré Williams.

Combiné à l’augmentation de l’absorption de CO2 par les terres, principalement en modifiant les pratiques de gestion agricole et forestière, les chercheurs ont calculé que le scénario d’émissions négatives nettes mettrait les États-Unis sur la bonne voie avec une trajectoire mondiale visant à réduire les concentrations atmosphériques de CO2 à 350 get-togethers par million (ppm ) à une certaine length dans le futur. Le position final de 350 ppm de cette trajectoire mondiale a été décrit par de nombreux scientifiques comme ce qui serait nécessaire pour stabiliser le climat à des niveaux similaires à ceux de l’époque préindustrielle.

L’étude a été soutenue en partie par le Réseau de methods de développement strong, une initiative des Nations Unies.