Construire à l'horizon 2050 : Une infrastructure d'énergie propre pour alimenter les communautés de Nouvelle-Angleterre
Cet article est co-écrit par Jamie Dickerson (Acadia Center) et Ben Butterworth (Acadia Center).
Un nouveau rapport publié par Clean Air Task Force (CATF) et Acadia Center examine le rôle essentiel que jouera l'engagement des communautés dans la mise en place d'une nouvelle production et d'un nouveau transport d'énergie propre pour atteindre les objectifs de décarbonisation de la Nouvelle-Angleterre à l'horizon 2050. Ce blog est le premier d'une série en deux parties, axée sur les besoins en infrastructures d'énergie propre du futur réseau de la Nouvelle-Angleterre. Le deuxième blog examinera comment créer un environnement favorable et axé sur la communauté pour la transition énergétique de la région. Pour en savoir plus, lisez le rapport complet ou assistez à notre webinaire.
La Nouvelle-Angleterre s'est distinguée en tant que région engagée dans l'action climatique. Aujourd'hui, cet engagement à stimuler le développement des énergies propres et à lutter contre le changement climatique se reflète dans les lois et les politiques de la plupart des États de la Nouvelle-Angleterre, qui visent généralement à réduire de 80 à 100 % les émissions par rapport aux niveaux de 1990 d'ici à 2050, pour l'ensemble de l'économie.
Pour réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre (GES) et atteindre ces objectifs climatiques, les systèmes énergétiques de la région entrent maintenant dans une phase cruciale de transformation. Le passage d'une infrastructure de combustibles fossiles vieillissante et polluante à un avenir plus propre, efficace et électrifié est en cours et prend de l'ampleur, ce qui remodèlera le paysage énergétique de la région. Pour que ces progrès soient couronnés de succès, les décideurs politiques, les promoteurs et les communautés doivent collaborer étroitement afin de garantir une transition rapide, responsable et inclusive. Pour répondre à l'augmentation de la demande d'électricité tout en atteignant les objectifs de décarbonisation, il faudra un déploiement substantiel d'infrastructures propres qui reflète de manière significative les priorités et les contributions des communautés à chaque étape du processus, notamment pour promouvoir des solutions qui permettront de mieux gérer l'ampleur du déploiement, telles que l'efficacité énergétique et les technologies d'amélioration du réseau.
A réseau est au cœur de l'action de New England's decarbonization
Un réseau de plus en plus décarboné - le réseau reliant la production d'électricité, les lignes de transmission et les câbles des services publics locaux aux habitations et aux entreprises - est au cœur de la démarche de la Nouvelle-Angleterre pour lutter contre le changement climatique et sera le principal moyen par lequel la région réduira ses émissions. Le rapport comprend un examen complet de cinq études clés décrivant des voies rentables et axées sur l'électrification pour décarboniser le réseau et les systèmes énergétiques de la Nouvelle-Angleterre. Les scénarios analysés révèlent une augmentation rapide de la demande d'électricité dans la région, avec un déplacement de la demande de pointe de l'été vers l'hiver dans les années 2030. D'ici à 2050, la demande de pointe en Nouvelle-Angleterre devrait doubler en moyenne, passant d'environ 27 gigawatts (GW) à 55 GW, principalement en raison de l'électrification des véhicules et de la prolifération des pompes à chaleur.
En réponse, au cours des 25 prochaines années, les États de la Nouvelle-Angleterre devront probablement plus que tripler la capacité de production d'électricité dans la région en ajoutant plus de 100 GW de ressources énergétiques propres, tout en développant le réseau avec 18 GW de nouvelles transmissions interrégionales.
Des pressions supplémentaires compliquent la transition, notamment une augmentation des conflits autour des projets d'énergie renouvelable proposés, un engagement communautaire inadéquat et une disponibilité foncière limitée, entre autres défis. La Nouvelle-Angleterre devra s'attaquer à ces obstacles et réaliser des investissements importants au cours des deux prochaines décennies pour redimensionner le réseau, le rendre moins gourmand en carbone et le rendre plus fiable et plus résistant.
Cet investissement dans les ressources énergétiques propres est essentiel pour répondre à l'augmentation rapide de la demande d'électricité dans la région. Dans le rapport que nous venons de publier, intitulé L'énergie est sur le point de changerAcadia Center et CATF décrivent et analysent les nombreuses composantes de cette transition en cours pour la Nouvelle-Angleterre, dans le but de mieux comprendre les implications de la transition sur l'implantation des infrastructures et l'engagement des communautés. Ce rapport comprend une analyse documentaire quantitative des voies de décarbonisation rentables en 2050, axées sur l'électrification, à partir de cinq études récentes de premier plan.
L'étude montre que la région devra augmenter considérablement le déploiement d'énergies propres - d'un ordre de grandeur - d'ici à 2050 pour faire face à l'augmentation de la demande de pointe et de la charge annuelle, due à l'électrification du chauffage et des transports (voir le tableau 1 ci-dessous).
Retours et enseignements
Une étude des scénarios axés sur l'électrification dans les cinq études montre que des augmentations significatives sont nécessaires en matière de production renouvelable, de transmission et de stockage de l'énergie pour que la Nouvelle-Angleterre puisse décarboniser son réseau.
- D'importantes capacités de production d'énergie propre supplémentaires sont nécessaires : Comme le montre le tableau 1, de nombreuses études sur la décarbonisation profonde prévoient une augmentation substantielle de la capacité de production d'énergie propre d'ici 2050 pour soutenir un avenir hautement électrifié. La capacité totale installée dans la région devrait augmenter de près de 3,4 fois entre aujourd'hui et 2050 pour atteindre 145 GW.
Tableau 1 : Résumé des principaux changements dans le système énergétique de la Nouvelle-Angleterre, 2020 vs. 2050, basé sur l'analyse documentaire de la voie de décarbonisation axée sur l'électrification de 5 études
| Système énergétique | "Aujourd'hui" : Le réseau de la Nouvelle-Angleterre en 2020 (chiffres réels) | "Demain" : Le réseau électrique de la Nouvelle-Angleterre en 2050 (moyenne de 5 études) |
|---|---|---|
| Capacité de production d'électricité installée | 43 GW | 145 GW (+237%, ou >3x) |
| Part de la production d'énergie renouvelable | 7,1 % des TWh | 84% des TWh (+75%) |
| Charge électrique annuelle de l'utilisateur final | 117 TWh | 241 TWh (+106%, ou >2x) |
| Demande de pointe électrique | 27,3 GW | 55 GW (+101%, ou >2x) |
| Capacité de transmission interrégionale | 5,13 GW | 23,74 GW (+360%, ou >4,5x) |
| Importations annuelles nettes d'électricité en provenance des pays voisins | 15,1 TWh (2023*) | 22,1 TWh (+46%, ou ~1,5x) |
- L'éolien en mer et le solaire joueront un rôle essentiel dans l'éventail des ressources : Le solaire et l'éolien offshore dominent la capacité de production en 2050, représentant en moyenne 39 % et 28 % de la capacité modélisée, respectivement. Le solaire devrait avoir la capacité installée la plus élevée de toutes les ressources (51 GW), et la majeure partie (71 %) devrait, selon les modèles, être installée à l'échelle de l'entreprise (bien que la réalité puisse faire pencher la balance en faveur de l'adoption du solaire distribué). D'ici là, 36 GW de capacité éolienne offshore devraient se tailler la part du lion (49 %) de la production annuelle en raison de leur facteur de capacité élevé.
- Une expansion significative du transport interrégional et intrarégional est cruciale : La planification proactive et l'optimisation de la capacité de transport seront essentielles pour minimiser les coûts et maximiser la résilience, en permettant l'intégration de plus d'énergie propre et en équilibrant la production variable et propre répartissable dans une région plus vaste. Dans les cinq études, l'expansion du transport entre la Nouvelle-Angleterre et le Canada devrait augmenter de 3,5 GW en moyenne, soit 110 %, d'ici à 2050. Dans l'une des principales études examinées, une expansion encore plus importante de la capacité de transport est modélisée, à la fois au sein de la Nouvelle-Angleterre (de 12,0 GW à 35,3 GW) et entre la Nouvelle-Angleterre et New York (de 2,0 GW à 12,2 GW) d'ici à 2050.
- La région peut tirer un meilleur parti de ce qui est déjà construit : compte tenu de l'ampleur du développement potentiel, la région peut et doit d'abord se concentrer sur l'amélioration des infrastructures existantes dans la mesure du possible, par exemple en reconstruisant et en améliorant les lignes de transport et de distribution dans les emprises existantes, en amenant le transport de l'énergie éolienne en mer sur les points de connexion des centrales à combustibles fossiles déclassées, et en déployant des technologies telles que les conducteurs à haute performance et d'autres technologies d'amélioration du réseau (GETs).
- Un portefeuille diversifié de ressources énergétiques propres - offre et demande - est la clé : La Nouvelle-Angleterre devra déployer un portefeuille diversifié de ressources énergétiques propres, comprenant à la fois des solutions du côté de l'offre et de la demande, afin de soutenir l'adéquation des ressources, l'accessibilité financière, la flexibilité du réseau, la stabilité et la résilience. Ce portefeuille devrait inclure l'énergie solaire distribuée et à grande échelle, l'énergie éolienne en mer et sur terre, le stockage en batterie, la capacité nucléaire existante, l'extension du réseau de transport, les technologies de transport avancées et les technologies émergentes de production propre, ferme et répartissable. Du côté de la demande, l'efficacité énergétique, la réponse à la demande et les ressources agrégées deviendront de plus en plus importantes en tant que ressources concurrentielles du réseau qui peuvent être déployées pour déplacer l'ensemble de la courbe de demande vers le bas et façonner la demande pendant les périodes de pointe, y compris par le biais d'agrégations de véhicules électriques ou de chauffe-eau électriques. Un bouquet énergétique varié contribuera à atténuer les incidences de l'utilisation des sols et permettra à la région de s'appuyer sur différentes ressources à différents moments de l'année (par exemple, l'éolien en mer en hiver, le solaire en été), évitant ainsi la surconsommation.
- Certaines ressources de combustion resteront dans le système: Toutes les études ont révélé une certaine dépendance persistante à l'égard de la combustion de combustibles (par exemple, le gaz naturel, l'hydrogène vert, le biométhane) en 2050 pour assurer la fiabilité du réseau et l'adéquation des ressources tout en minimisant les coûts du système. Le besoin continu de ressources fermes et répartissables met en évidence l'opportunité de planifier et d'intégrer des technologies fermes propres qui peuvent remplacer la combustion fossile et aider la région à réduire à zéro les émissions du secteur de l'électricité.
Accélérer le rythme
La région dispose d'environ deux décennies pour acquérir et construire les infrastructures d'énergie propre nécessaires d'ici à 2050. Il s'agit d'une transition physique considérable pour le système énergétique de la région, qui doit rapidement passer des combustibles fossiles à une énergie propre et fiable. Pour répondre aux besoins annuels de déploiement, jusqu'à 5 GW de nouvelles capacités propres doivent être implantées, autorisées, interconnectées et mises en service chaque année au cours des vingt prochaines années, et la capacité de transmission interrégionale doit simultanément être multipliée par quatre.
La mise en place de cette infrastructure aura un effet transformateur, en particulier pour le nombre croissant de communautés de la région qui accueillent des projets d'énergie propre. Le prochain blog de cette série traitera de la manière dont nous allons au-delà de l'infrastructure pour créer un environnement communautaire favorable à la transition énergétique de la région.
Pour en savoir plus sur l'infrastructure énergétique propre du futur en Nouvelle-Angleterre, nous vous invitons à participer au premier de nos deux webinaires, inscrivez-vous ici.
Pour lire notre rapport complet, "The Energy is About to Shift : Les voies vers un réseau axé sur la communauté, résilient et décarbonisé". téléchargez une copie ici.
Pour plus d'informations sur les études examinées dans le cadre de ce rapport :
Tableau 4 : Aperçu des cinq études sur la décarbonisation à l'échelle de l'économie et des scénarios sélectionnés pour l'analyse documentaire
| L'étude | Année | Scénario | Description du scénario |
|---|---|---|---|
| Université de Princeton Net-Zero America ("Princeton NZAP") | 2021 | E+ | "L'hypothèse est celle d'une électrification agressive de l'utilisation finale, mais les options d'approvisionnement en énergie sont relativement peu contraignantes pour minimiser le coût total du système énergétique afin d'atteindre l'objectif d'émissions nettes nulles en 2050." |
| Plan du Massachusetts pour l'énergie propre et le climat (CECP) à l'horizon 2050 ("2050 CECP") | 2022 | Forte électrification | "Adoption rapide des pompes à chaleur pour l'ensemble de la maison. Une certaine utilisation de combustibles propres en 2050. Très similaire à la voie "Toutes les options" de l'étude de la feuille de route 2050". "La stratégie dominante pour décarboniser les transports et les bâtiments est l'électrification. |
| EFI/E3 : Net-Zero New England : Assurer la fiabilité électrique dans un avenir à faible teneur en carbone ("Net-Zero New England") | 2020 | Forte électrification | "Ce scénario d'atténuation électrifie la plupart des appareils de chauffage des locaux et de l'eau dans les bâtiments, ainsi que la plupart des véhicules légers... La modélisation inclut également une adoption accrue des véhicules électriques et à hydrogène dans les véhicules moyens... et les véhicules lourds... ainsi que des appareils électriques de chauffage des locaux et de l'eau dans les bâtiments, et l'électrification des processus industriels réalisables." |
| Brattle : Réaliser une réduction de 80 % des GES en Nouvelle-Angleterre d'ici à 2050 ("Réaliser 80 %") | 2022 | Électrification ciblée/ressources à grande échelle | Le scénario "Electrification Focused" met l'accent sur l'électrification des bâtiments et des transports, avec des niveaux "modérés" de déploiement de l'efficacité énergétique dans les bâtiments. Le portefeuille de ressources à grande échelle repose principalement sur l'achat d'énergies renouvelables à grande échelle, le maintien de la production nucléaire existante et l'achat de 42 GW d'hydroélectricité supplémentaire. |
| E3/Scott Madden : Massachusetts D.P.U. 20-80 Independent Consultant Report Technical Analysis of Decarbonization Pathways ("D.P.U. 20-80") | 2022 | Forte électrification | Inspiré par le scénario "All Options" de la feuille de route sur la décarbonisation du Massachusetts à l'horizon 2050. "Le secteur de la construction électrifie plus de 90 % des bâtiments, principalement grâce à l'adoption de pompes à chaleur à air, et 97 % des véhicules légers sont électrifiés. |
