Une nouvelle étude sur la fiabilité électrique en cas de décarbonisation profonde en Nouvelle-Angleterre
Une nouvelle étude, réalisée par l'Energy Futures Initiative (EFI) et Energy and Environmental Economics (E3), est une analyse réfléchie et rigoureuse de ce qui pourrait être nécessaire pour atteindre des émissions nettes de GES à l'échelle de l'économie en Nouvelle-Angleterre, soulignant la nécessité de développer considérablement le secteur électrique de la région, l'importance des ressources énergétiques propres fermes en plus des énergies renouvelables et la nécessité pour les décideurs politiques de soutenir des programmes ambitieux d'innovation technologique. Les efforts actuels et futurs en matière d'élaboration de politiques feraient bien de s'appuyer sur cette étude en élargissant la portée des voies de décarbonisation qu'elle examine, en analysant soigneusement leurs incertitudes relatives en matière de technologie, d'économie et d'implantation, et en adoptant une perspective explicite de gestion des risques pour l'élaboration des politiques. (Divulgation complète : j'ai fait partie du comité consultatif de cette étude mais je n'ai eu aucun contrôle sur le rapport final).
L'étude Calpine/EFI/E3 démontre clairement l'importance d'une expansion spectaculaire du secteur électrique régional pour décarboniser d'autres secteurs de l'économie ; la nécessité d'une augmentation de 60 à 90 % de la production annuelle d'électricité ; 42 à 51 GW de capacité électrique ferme effective (contre environ 30 GW aujourd'hui) pour compléter un développement substantiel de l'énergie éolienne et solaire, maintenir la fiabilité du système et fournir une énergie abordable aux consommateurs ; et les effets bénéfiques potentiels de l'innovation technologique dans les secteurs du bâtiment, du transport et de l'industrie.
Deux implications importantes en découlent :
Tout d'abord, il s'agit d'une grande quantité d'infrastructures de production et de transmission à installer (jusqu'à tripler la capacité de production installée, par exemple) dans une région réputée pour sa protection des terres et des couloirs panoramiques, et où presque tous les projets énergétiques à grande échelle, qu'ils soient renouvelables ou non, se heurtent à une opposition. Il s'agit là d'un défi de taille, qui nécessitera un réexamen de nos institutions et de nos politiques.
Deuxièmement, une grande partie de la production devra être ferme et ne pas dépendre des conditions météorologiques - il faudra presque autant de production ferme que la demande de pointe du système. Selon cette analyse, un système dominé par l'éolien et le solaire ne peut pas être exploité à un coût raisonnable uniquement avec des énergies renouvelables et des batteries. Que l'énergie ferme requise soit du gaz avec séquestration du carbone, de l'hydrogène provenant de sources multiples ou une expansion de l'énergie nucléaire (qui fournit aujourd'hui un tiers de l'énergie de la région et presque toute son énergie sans carbone), la région devra adopter une vision plus complexe d'un avenir décarboné.
Si l'étude a beaucoup de mérite, elle peut aussi être interprétée à tort comme une feuille de route unique pour l'avenir. Le scénario de référence de l'étude en matière de décarbonisation se concentre principalement sur un scénario de décarbonisation centré sur les énergies renouvelables et le gaz, qui prévoit d'ajouter jusqu'à 10 GW de nouvelles capacités de production de gaz en plus des 23 GW actuels, avec une production de gaz en déclin mais des capacités conservées pour assurer la fiabilité du réseau. Ce scénario prévoit également un système électrique deux à trois fois plus grand que la capacité totale installée aujourd'hui, avec un développement de l'énergie éolienne et solaire de 57 GW (contre moins de 5 GW aujourd'hui), ce qui représente près du double de la capacité installée actuelle, tous types confondus, et implique (sans être quantifié) une augmentation substantielle du transport terrestre local et à longue distance. L'étude comprend également plusieurs cas de sensibilité explorant l'impact sur les ressources et les coûts d'autres portefeuilles liés à la disponibilité de nouvelles capacités gazières, à la capture et à la séquestration du carbone et à technologies nucléaires de pointe.
Dans le même temps, l'étude n'examine pas en détail les incertitudes importantes liées à ces voies et le potentiel d'autres voies qui, bien qu'elles soient également sujettes à des incertitudes, pourraient également décarboniser la région en temps voulu, de manière pratique et abordable.
Par exemple, le scénario de référence décrit dans cette étude repose en partie sur le développement réussi d'une nouvelle infrastructure gazière et sur la commercialisation de l'hydrogène en tant que combustible sans carbone pour les turbines à combustion fonctionnant éventuellement à un très faible facteur de capacité pour maintenir la fiabilité - deux développements certainement plausibles mais également incertains compte tenu des risques liés à l'implantation et à la commercialisation. Tout aussi important, le traitement d'autres types de production électrique ferme sans carbone, y compris le CSC du gaz et les petits réacteurs nucléaires modulaires avancés, est superficiel malgré les résultats de la modélisation suggérant que la disponibilité de ces technologies pourrait réduire les coûts du système de plus de 4 milliards de dollars par an par rapport au scénario centré sur les énergies renouvelables et le gaz. L'étude semble aussi largement silencieuse sur le potentiel de nouveaux réservoirs hydroélectriques du Canada au-delà des quantités récemment contractées par le Massachusetts (au-delà de la ressource MA Section 83 D/NECEC) et d'autres sources potentielles de capacité ferme telles que le stockage d'énergie de longue durée.
Alors que d'autres efforts de planification de la décarbonisation en Nouvelle-Angleterre sont étendus et que de nouveaux sont lancés au niveau de l'État et de la région, ils feraient bien de s'inspirer de cette étude en élargissant sa portée, en approfondissant les incertitudes relatives des voies alternatives et en adoptant une perspective explicite de gestion des risques.
Ces dernières années, de nombreuses analyses technico-économiques examinant des scénarios de décarbonisation profonde aux États-Unis ont mis en évidence la promesse de diverses voies. Dans ces études, les cas de modélisation les moins coûteux comprennent généralement une très grande part de production fournie par l'éolien et le solaire, ainsi que d'importantes ressources électriques fermes qui assurent la fiabilité du réseau et réduisent les coûts du système. Dans certains cas, ces ressources fermes réduisent également le besoin de nouvelles infrastructures de transmission et les terrains nécessaires à l'implantation d'installations de production dispersées. Ces ressources fermes comprennent des technologies telles que le stockage d'énergie de longue durée, la production d'énergie fossile avec capture et séquestration du carbone, technologies nucléaires de pointe, l'hydroélectricité à réservoir, les combustibles liquides sans carbone tels que l'hydrogène, ou d'autres technologies renouvelables fermes telles que l'énergie géothermique avancée.
Tout comme la voie centrée sur le gaz examinée dans cette étude, chacune de ces autres voies est prometteuse et comporte ses propres incertitudes importantes. En termes généraux, les incertitudes ont trait à la mesure dans laquelle ces technologies ont été techniquement éprouvées et ont démontré qu'elles fonctionnent comme prévu, à leur compétitivité commerciale par rapport à d'autres technologies à faible ou à zéro émission de carbone, et à leur capacité à être implantées, autorisées et construites en Nouvelle-Angleterre à l'échelle très rapide nécessaire pour décarboniser complètement le secteur électrique en temps opportun. En raison de ces incertitudes et de leur nature omniprésente, il est impossible d'échapper à la simple réalité qu'une seule voie, sur laquelle on s'appuierait à l'exclusion des autres, serait une approche risquée de la décarbonisation en temps voulu.
Ces incertitudes du monde réel peuvent être gérées en adoptant une approche fondée sur le risque pour la planification et la politique de décarbonisation. Cela implique l'analyse d'une gamme complète de technologies de production et de stockage à faible et à zéro émission de carbone ; l'évaluation des risques techniques, économiques et de déploiement qui leur sont propres ; la compréhension de la séquence des actions nécessaires compte tenu du temps requis pour développer de nouvelles infrastructures, commercialiser les technologies et créer des chaînes d'approvisionnement ; quantifier les avantages d'une innovation technologique rapide dans le secteur de l'électricité et en dehors de celui-ci ; et, sur la base de cette analyse, élaborer des politiques flexibles à plusieurs volets qui accélèrent le déploiement d'un éventail de technologies à court terme, s'efforcent de surmonter les difficultés techniques, économiques et d'implantation restantes, puis ajustent ces politiques au fil du temps en fonction de l'évolution des conditions techniques, concurrentielles et sociales dans la région.
Une telle approche fondée sur le risque représente plus précisément le défi réel de la décarbonisation, avec toutes ses incertitudes, met en évidence les questions techniques, commerciales et d'implantation auxquelles les décideurs doivent répondre, et aide à échelonner les décisions clés dans le temps. Cela permettra d'élaborer des politiques plus efficaces et de garantir que l'économie de la région sera entièrement décarbonisée de manière fiable, abordable et rapide.
L'étude suggère, sans y répondre, un grand nombre de ces questions liées aux risques. Si elle est traitée comme un point de départ plutôt que comme un point final pour la discussion sur la décarbonisation en Nouvelle-Angleterre, cette étude aura servi un grand objectif en les soulevant.
