Si les États-Unis veulent s’attaquer au changement climatique au sérieux, le pays devra construire une quantité impressionnante de nouvelles infrastructures énergétiques au cours des 10 prochaines années, en déposant de l’acier et du béton à un rythme à peine envisagé aujourd’hui.
C’est l’une des conclusions d’une étude majeure publiée mardi par une équipe d’experts en énergie de l’Université de Princeton, qui a présenté plusieurs scénarios exhaustivement détaillés sur la façon dont le pays pourrait réduire ses émissions de gaz à effet de serre à zéro d’ici 2050. Cet objectif a été approuvé par le président. élire Joseph R. Biden Jr., ainsi que de nombreux États et entreprises, pour aider à éviter les pires effets du réchauffement climatique.
Les conclusions de l’étude sont à la fois optimistes et décevantes. Atteindre le «zéro net» d’ici 2050 semble techniquement faisable et même abordable. Il existe des moyens d’y parvenir qui reposent uniquement sur les énergies renouvelables, comme le préfèrent de nombreux écologistes, ou qui s’appuient sur d’autres technologies telles que l’énergie nucléaire ou la capture du carbone. Chaque approche comporte différents compromis sociaux et économiques.
Les chercheurs ont identifié un ensemble commun de changements radicaux que les États-Unis devraient apporter au cours de la prochaine décennie pour rester sur le rythme de zéro émission. Ce travail préparatoire initial doit commencer à peu près immédiatement.
Quelques exemples:
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Cette année, les sociétés d’énergie installeront 42 gigawatts de nouvelles éoliennes et panneaux solaires, battant des records. Mais ce rythme annuel devrait presque doubler au cours de la prochaine décennie, puis continuer à monter en flèche, transformant les paysages dans des États comme la Floride ou le Missouri.
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La capacité du réseau électrique national devrait augmenter d’environ 60% d’ici 2030 pour gérer de grandes quantités d’énergie éolienne et solaire, ce qui signifierait des milliers de kilomètres de nouvelles lignes électriques sillonnant le pays.
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Les concessionnaires automobiles seraient radicalement différents. Aujourd’hui, les modèles de véhicules électriques ne représentent que 2% des nouvelles ventes. D’ici 2030, au moins 50 pour cent des voitures neuves vendues devront être alimentées par batterie, cette part augmentant par la suite.
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La plupart des maisons d’aujourd’hui sont chauffées au gaz naturel ou au mazout. Mais dans les 10 prochaines années, près d’un quart devra être chauffé avec des thermopompes électriques efficaces, soit le double des chiffres d’aujourd’hui.
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La quasi-totalité des 200 centrales électriques au charbon restantes devraient fermer d’ici 2030.
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Aujourd’hui, il n’y a pas de cimenteries qui enterrent leurs émissions sous terre, et il n’y a pas d’installations produisant durablement de l’hydrogène, un combustible propre. Au milieu des années 2020, plusieurs de ces usines devraient être opérationnelles pour se préparer à un déploiement plus large.
«L’ampleur de ce que nous devons construire dans un laps de temps très court m’a surpris», a déclaré Christopher Greig, chercheur principal au Andlinger Center for Energy and the Environment de Princeton. «Nous pouvons le faire, nous pouvons nous le permettre, mais il est maintenant temps de retrousser nos manches et de trouver comment y parvenir.»
Comment arriver à zéro
Les chercheurs de Princeton ont utilisé certains des modèles les plus complets à ce jour du système énergétique américain pour déterminer quelles combinaisons de technologies pourraient éliminer les émissions au moindre coût. Leurs travaux font suite à un rapport approfondi en octobre du Réseau des solutions de développement durable des Nations Unies qui est parvenu à des conclusions similaires.
Pour commencer, les États-Unis pourraient faire d’énormes progrès au cours de la prochaine décennie en développant rapidement des solutions déjà utilisées aujourd’hui, comme l’éolien, le solaire, les voitures électriques et les pompes à chaleur. Cela nécessiterait 2,5 billions de dollars d’investissements supplémentaires de la part des gouvernements et de l’industrie d’ici 2030.
Vers le milieu du siècle, les deux études ont révélé qu’au moins 90% de l’électricité du pays pourrait provenir de sources renouvelables.
Au-delà de cela, cependant, la tâche devient plus difficile.
De grandes parties de l’économie dépendent encore des combustibles fossiles et n’ont pas encore de solutions évidentes. Comment alimenter les avions et les camions qui ne peuvent pas facilement passer aux batteries? Qu’en est-il des industries comme l’acier ou le ciment? Comment garder les lumières allumées lorsque le vent ne souffle pas ou que le soleil ne brille pas?
Il existe des options plausibles, selon les études. L’énergie éolienne et solaire pourrait être soutenue par des batteries, certains réacteurs nucléaires existants et un grand parc de centrales au gaz naturel qui ne fonctionnent qu’occasionnellement ou qui ont été modifiées pour brûler de l’hydrogène propre. Des millions d’acres de terres agricoles pourraient faire pousser du panic raide, une source plus durable de biocarburants que l’éthanol à base de maïs d’aujourd’hui. Les appareils qui aspirent le dioxyde de carbone de l’atmosphère pourraient aider à compenser les émissions.
Mais la plupart de ces technologies en sont encore à leurs débuts. Cela devrait changer rapidement.
Prenez l’industrie lourde: si les fabricants espèrent capturer le dioxyde de carbone crachant des usines de ciment, l’étude de Princeton a conclu, ils devraient commencer à construire les premières usines de démonstration cette décennie, ainsi que des milliers de kilomètres de pipelines pour transporter le gaz capturé vers des sites d’enfouissement souterrains sous les États comme le Texas.
«Nous devons développer nos options maintenant», a déclaré Jesse Jenkins, ingénieur en systèmes énergétiques à Princeton. «Tant pour les problèmes que nous connaissons sont imminents, mais aussi comme couverture au cas où les solutions que nous pensons prometteuses aujourd’hui ne fonctionnent pas.»
Pièges potentiels
Les études ont révélé que, si cela est bien fait, atteindre le zéro net semble globalement abordable, en grande partie parce que les technologies comme l’éolien et le solaire sont devenues beaucoup moins chères que ce que l’on attendait au cours de la dernière décennie. Dans tous les scénarios analysés, les coûts énergétiques resteraient moins importants en pourcentage de l’économie qu’ils ne l’étaient au cours des années 2000.
Mais il y a encore des obstacles importants. L’un est le potentiel de conflits sur l’utilisation des terres.
L’étude de Princeton a utilisé une cartographie détaillée pour voir où tous ces nouveaux panneaux solaires et parcs éoliens pourraient être situés. Dans un scénario central, ils pourraient occuper une superficie à peu près aussi grande que le Wyoming et le Colorado réunis. Des parcs éoliens en mer massifs pourraient parsemer la côte atlantique du Massachusetts à la Floride.
Si les décideurs décidaient de n’utiliser que des énergies renouvelables, cela pourrait nécessiter deux fois plus de terres.
«Ce n’est pas une question de savoir si nous avons suffisamment de terres, parce que nous en avons», a déclaré Eric Larson, ingénieur de recherche principal à Princeton. «Mais avec autant de nouveaux projets, il faut se demander s’ils se heurteront à l’opposition locale.»
Déjà aujourd’hui, certains projets éoliens et solaires attirent les protestations de propriétaires terriens ou d’agriculteurs inquiets des perturbations à proximité.
Les chercheurs de Princeton ont également analysé un scénario dans lequel l’énergie éolienne et solaire avait du mal à se développer rapidement, ce qui a entraîné le besoin de nombreux réacteurs nucléaires avancés ou de centrales au gaz naturel avec captage du carbone, des technologies encore à leurs balbutiements.
Un autre obstacle possible: on ne sait pas avec quelle enthousiasme les Américains adopteront les voitures rechargeables ou abandonneront leurs fournaises à gaz pour des versions électriques. Si l’électrification tarde à décoller, atteindre zéro pourrait nécessiter d’autres options potentiellement ardues, comme d’énormes quantités de biocarburants ou d’hydrogène vert pour supplanter le pétrole et le gaz.
Ensuite, il y a des emplois à considérer. Net zéro signifierait l’élimination du charbon et une réduction drastique de l’utilisation du pétrole et du gaz, déplaçant des centaines de milliers de travailleurs des combustibles fossiles. (L’étude de Princeton a été partiellement financée par deux sociétés pétrolières, BP et Exxon Mobil.)
D’un autre côté, des millions de nouveaux emplois verts seraient créés pour les travailleurs qui moderniseraient des maisons ou construiraient des parcs éoliens, même si ces emplois pourraient ne pas être situés dans les mêmes régions. Certains États, comme le Dakota du Nord ou la Louisiane, pourraient voir des perturbations importantes.
«L’un des avantages est que nous pouvons voir cette transition venir et que les décideurs peuvent prendre des mesures pour aider les travailleurs touchés», a déclaré Emily Grubert, professeure adjointe à Georgia Tech qui a étudié les pertes d’emplois potentielles. «Mais nous devons reconnaître que cela pourrait blesser certaines personnes.»
‘Le surlendemain’
Bien que les États-Unis aient réduit leurs émissions ces dernières années, ces efforts devraient s’accélérer considérablement pour rester sur le rythme de zéro émission d’ici 2050.
Le rapport du Réseau de solutions de développement durable décrit des dizaines de politiques que le gouvernement fédéral pourrait adopter. De nombreuses mesures ont été approuvées par M. Biden, comme une norme nationale d’électricité propre ou le financement des technologies vertes. D’autres sont plus subtils, comme la rationalisation du processus d’approbation des lignes de transport.
Mais tous les niveaux de la société devraient travailler ensemble, selon le rapport, comme les villes réécrivant les codes du bâtiment pour encourager le chauffage électrique ou les États réduisant la dépendance à la voiture en développant les transports en commun. Les politiciens devraient trouver comment gagner l’acceptation du public pour les changements radicaux qui se déroulent, tout en protégeant les Américains vulnérables du mal.
«Une question est de savoir si le net zéro d’ici 2050 peut devenir un objectif national consensuel, la façon dont la construction du réseau autoroutier inter-États ou la montée sur la lune l’étaient», a déclaré Jeffrey Sachs, économiste à l’Université de Columbia qui a dirigé le rapport.
Cela peut s’avérer le plus gros obstacle. Alors que M. Biden envisage de réorienter chaque agence fédérale vers la politique climatique, ses projets les plus ambitieux pourraient faire face à la réaction d’un Congrès divisé.
«Ces études de modélisation sont très bonnes, mais elles supposent que tout ira parfaitement», a déclaré Susan Tierney, une consultante en énergie au sein du groupe d’analyse qui n’a participé à aucun des deux rapports. «Ils peuvent nous montrer comment parvenir à un net zéro sur le plan technologique, mais pas comment résoudre tous ces problèmes politiques et sociaux du monde réel.»
Ce que les deux études illustrent, c’est qu’il y a peu de place pour les retards. Les nouvelles voitures et usines construites aujourd’hui resteront présentes pendant des décennies. S’ils ne sont pas nettoyés rapidement, il est beaucoup plus difficile de réduire les émissions plus tard.
«Il peut sembler que 2050 est encore loin», a déclaré le Dr Jenkins. «Mais si vous pensez aux délais pour les politiques, les décisions commerciales et les investissements en capital, c’est vraiment plus comme après-demain.»
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