Près de 20 % de l’électricité actuelle aux États-Unis provient de l’énergie nucléaire. Les États-Unis possèdent le additionally grand parc nucléaire au monde, avec 92 réacteurs disséminés dans tout le pays. Beaucoup de ces centrales fonctionnent depuis as well as d’un demi-siècle et approchent de la fin de leur durée de vie prévue.
Les décideurs politiques débattent de l’opportunité de retirer les réacteurs vieillissants ou de renforcer leurs buildings pour continuer à produire de l’énergie nucléaire, que beaucoup considèrent comme une substitute à faible émission de carbone au charbon, au pétrole et au gaz naturel qui réchauffent le climat.
Maintenant, les chercheurs du MIT disent qu’il y a un autre facteur à considérer pour peser l’avenir de l’énergie nucléaire : la qualité de l’air. En plus d’être une supply peu émettrice de carbone, l’énergie nucléaire est relativement propre en termes de pollution atmosphérique qu’elle génère. Sans l’énergie nucléaire, remark le schéma de la air pollution de l’air changerait-il et qui en ressentirait les effets ?
L’équipe du MIT a abordé ces questions dans une nouvelle étude parue dans Mother nature Vitality. Ils présentent un scénario dans lequel toutes les centrales nucléaires du pays sont fermées et examinent remark d’autres resources telles que le charbon, le gaz naturel et les énergies renouvelables combleraient les besoins énergétiques résultants tout au long d’une année entière.
Leur analyse révèle qu’en effet, la pollution de l’air augmenterait, à mesure que les sources de charbon, de gaz et de pétrole augmenteraient pour compenser l’absence d’énergie nucléaire. Cela en soi n’est peut-être pas surprenant, mais l’équipe a chiffré la prédiction, estimant que l’augmentation de la pollution de l’air aurait de graves effets sur la santé, entraînant 5 200 décès supplémentaires liés à la pollution sur une seule année.
Si, toutefois, davantage de resources d’énergie renouvelables devenaient disponibles pour alimenter le réseau électrique, comme on s’y show up at d’ici 2030, la pollution de l’air serait réduite, mais pas entièrement. L’équipe a constaté que même dans ce scénario renouvelable furthermore chaleureux, il y a toujours une légère augmentation de la pollution de l’air dans certaines parties du pays, entraînant un whole de 260 décès liés à la air pollution sur un an.
Lorsqu’ils ont examiné les populations directement touchées par l’augmentation de la pollution, ils ont constaté que les communautés noires ou afro-américaines – dont un nombre disproportionné vit à proximité de centrales à combustibles fossiles – étaient les moreover exposées.
“Cela ajoute une couche supplémentaire à l’équation des impacts sur la santé environnementale et sociale lorsque vous pensez aux arrêts nucléaires, où la discussion se concentre souvent sur les risques locaux dus aux incidents et à l’exploitation minière ou aux impacts climatiques à long terme”, explique l’auteur principal Lyssa Freese, un étudiant diplômé du Département des sciences de la Terre, de l’atmosphère et des planètes (EAPS) du MIT.
“Dans le débat sur le maintien des centrales nucléaires ouvertes, la qualité de l’air n’a pas été au centre de cette dialogue”, ajoute l’auteur de l’étude Noelle Selin, professeur à l’Institut des données, des systèmes et de la société (IDSS) du MIT et à l’EAPS. “Ce que nous avons découvert, c’est que la air pollution de l’air par les centrales à combustibles fossiles est si dommageable que tout ce qui l’augmente, comme un arrêt nucléaire, aura des impacts substantiels, et pour certaines personnes in addition que d’autres.”
Les co-auteurs affiliés au MIT de l’étude comprennent également le chercheur scientifique principal Sebastian Eastham et Guillaume Chossière SM ’17, PhD ’20, ainsi qu’Alan Jenn de l’Université de Californie à Davis.
Éliminations futures
Lorsque les centrales nucléaires ont fermé dans le passé, l’utilisation de combustibles fossiles a augmenté en conséquence. En 1985, la fermeture de réacteurs dans la vallée du Tennessee a entraîné une augmentation de la consommation de charbon, tandis que la fermeture en 2012 d’une usine en Californie a entraîné une augmentation de la consommation de gaz naturel. En Allemagne, où l’énergie nucléaire a été presque complètement supprimée, la puissance au charbon a augmenté dans un premier temps pour combler le vide.
Notant ces tendances, l’équipe du MIT s’est demandé remark le réseau énergétique américain réagirait si l’énergie nucléaire était complètement supprimée.
“Nous voulions réfléchir aux futurs changements attendus dans le réseau énergétique”, explique Freese. “Nous savions que l’utilisation du charbon diminuait, et il y avait déjà beaucoup de travail sur l’impact de ce que cela aurait sur la qualité de l’air. Mais personne n’avait examiné la qualité de l’air et l’énergie nucléaire, dont nous avons également remarqué qu’elle était en déclin..”
Dans la nouvelle étude, l’équipe a utilisé un modèle de répartition du réseau énergétique développé par Jenn pour évaluer remark le système énergétique américain réagirait à un arrêt de l’énergie nucléaire. Le modèle simule la output de chaque centrale électrique du pays et fonctionne en continu pour estimer, heure par heure, les demandes énergétiques dans 64 régions du pays.
Tout comme le fonctionnement réel du marché de l’énergie, le modèle choisit d’augmenter ou de diminuer la generation d’une centrale en fonction des coûts : les centrales produisant l’énergie la moins chère à un minute donné ont la priorité pour alimenter le réseau par rapport aux sources d’énergie moreover coûteuses.
L’équipe a alimenté le modèle avec les données disponibles sur l’évolution des émissions et des coûts énergétiques de chaque usine tout au long d’une année entière. Ils ont ensuite exécuté le modèle selon différents scénarios, notamment : un réseau énergétique sans énergie nucléaire, un réseau de référence similaire à celui d’aujourd’hui qui inclut l’énergie nucléaire et un réseau sans énergie nucléaire qui intègre également les sources renouvelables supplémentaires qui devraient être ajoutées. d’ici 2030.
Ils ont combiné chaque simulation avec un modèle de chimie atmosphérique pour simuler la façon dont les diverses émissions de chaque usine se déplacent à travers le pays et pour superposer ces traces sur des cartes de densité de population. Pour les populations sur le chemin de la pollution, ils ont calculé le risque de décès prématuré en fonction de leur degré d’exposition.
Réponse du système
Leur analyse a montré une tendance claire : sans énergie nucléaire, la air pollution de l’air s’est aggravée en général, affectant principalement les régions de la côte Est, où les centrales nucléaires sont principalement concentrées. Sans ces centrales, l’équipe a observé une légère augmentation de la output des centrales au charbon et au gaz, entraînant 5 200 décès liés à la pollution à travers le pays, par rapport au scénario de référence.
Ils ont également calculé que davantage de personnes sont également susceptibles de mourir prématurément en raison des impacts climatiques de l’augmentation des émissions de dioxyde de carbone, car or truck le réseau compense l’absence d’énergie nucléaire. Les effets liés au climat de cet afflux supplémentaire de dioxyde de carbone pourraient entraîner 160 000 décès supplémentaires au cours du siècle prochain.
“Nous devons réfléchir à la manière dont nous retirons les centrales nucléaires si nous essayons de les considérer comme faisant partie d’un système énergétique”, déclare Freese. “Fermer quelque selected qui n’a pas d’émissions directes peut encore entraîner une augmentation des émissions, car or truck le système de réseau répondra.”
“Cela pourrait signifier que nous devons déployer encore as well as d’énergies renouvelables, afin de combler le vide laissé par le nucléaire, qui est essentiellement une resource d’énergie à zéro émission”, ajoute Selin. “Sinon, nous aurons une réduction de la qualité de l’air sur laquelle nous ne comptions pas nécessairement.”
Cette étude a été soutenue, en partie, par l’Environmental Safety Agency des États-Unis.