À ce rythme, il faudra près de 400 ans pour transformer le système énergétique

Denis Doyle | Getty

Il y a quinze ans, Ken Caldeira, chercheur principal à la Carnegie Institution, a calculé que le monde devrait ajouter environ la valeur d'une centrale nucléaire en capacité d'énergie propre chaque jour entre 2000 et 2050 pour éviter un changement climatique catastrophique. Récemment, il a fait un calcul rapide pour voir comment nous nous en sortons.

Pas bien. Au lieu des quelque 1 100 mégawatts d'énergie sans carbone par jour probablement nécessaires pour empêcher les températures d'augmenter de plus de 2 ˚C, comme le 2003 La science papier par Caldeira et ses collègues ont trouvé, nous ajoutons environ 151 mégawatts. C'est juste assez pour alimenter environ 125 000 foyers.

À ce rythme, transformer substantiellement le système énergétique prendrait non pas les trois prochaines décennies, mais près des quatre siècles suivants. Dans l'intervalle, les températures monteraient en flèche, feraient fondre les calottes glaciaires, couleraient des villes et déclencheraient des vagues de chaleur dévastatrices dans le monde entier (voir L'année où le changement climatique a commencé à devenir incontrôlable).

Caldeira souligne que d'autres facteurs sont susceptibles de raccourcir considérablement ce délai (en particulier, la production de chaleur électrifiée, qui représente plus de la moitié de la consommation mondiale d'énergie, modifiera considérablement la demande). Mais il dit qu'il est clair que nous révisons le système énergétique d'un ordre de grandeur trop lentement, soulignant un point que peu apprécient vraiment : ce n'est pas que nous ne construisons pas d'énergie propre assez rapidement pour relever le défi du changement climatique. C'est que, même après des décennies d'avertissements , débats politiques et campagnes d'énergie propre - le monde a à peine commencé à affronter le problème.

L'organisme de l'ONU sur le changement climatique affirme que le monde doit réduire jusqu'à 70 % des émissions de gaz à effet de serre d'ici le milieu du siècle pour avoir une chance d'éviter un réchauffement de 2 °C. Mais la pollution par le carbone a continué d'augmenter, atteignant 2 % l'an dernier.

Alors, quel est le hold-up ?

Au-delà de la combinaison frustrante de défis économiques, politiques et techniques se pose le problème fondamental d'une ampleur écrasante. Il y a une énorme quantité qui doit être construite, ce qui aspirera une immense quantité de main-d'œuvre, d'argent et de matériaux.

Pour commencer, la consommation mondiale d'énergie devrait augmenter d'environ 30 % au cours des prochaines décennies à mesure que les économies en développement se développeront. (la Chine seule doit ajouter l'équivalent de l'ensemble du secteur électrique américain d'ici 2040, selon l'Agence internationale de l'énergie.) Pour réduire les émissions assez rapidement et suivre la croissance, le monde devra développer 10 à 30 térawatts de capacité d'énergie propre d'ici 2050. Sur le haut de gamme, cela signifierait construire l'équivalent d'environ 30 000 centrales nucléaires ou produire et installer 120 milliards de panneaux solaires de 250 watts.

Il y a tout simplement peu d'incitations financières pour que l'industrie de l'énergie construise à cette échelle et à cette vitesse alors qu'elle a des dizaines de billions de dollars de coûts irrécupérables dans le système existant.

Si vous payez un milliard de dollars pour un gigawatt de charbon, vous ne serez pas heureux si vous devez le retirer dans 10 ans, déclare Steven Davis, professeur associé au Département des sciences du système terrestre de l'Université de Californie. Irvin.

Il est quelque part entre difficile et impossible de voir comment tout cela va changer jusqu'à ce qu'il y ait des politiques gouvernementales suffisamment fortes ou des percées technologiques suffisamment importantes pour l'emporter sur l'économie.

Un saut quantique

Fin février, je me suis assis dans le bureau de Daniel Schrag au Harvard University Center for the Environment. Son gros Chinook jaune, Mickey, s'est allongé à côté de mes pieds.

Schrag était l'un des meilleurs conseillers en matière de climat du président Barack Obama. En tant que géologue qui a étudié de près la variabilité climatique et les périodes de réchauffement dans le passé antique, il a une appréciation particulière de la façon spectaculaire dont les choses peuvent changer.

Assis à côté de moi avec son ordinateur portable, il a ouvert un rapport il avait récemment co-écrit l'évaluation des risques du changement climatique. Il met en évidence les nombreuses avancées techniques qui seront nécessaires pour refondre le système énergétique, y compris une meilleure capture du carbone, les biocarburants et le stockage.

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L'étude note également que les États-Unis ajoutent environ 10 gigawatts de nouvelle capacité de production d'énergie par an. Cela inclut tous les types, le gaz naturel ainsi que l'énergie solaire et éolienne. Mais même à ce rythme, il faudrait plus de 100 ans pour reconstruire le réseau électrique existant, sans parler du réseau beaucoup plus important requis dans les décennies à venir.

Est-il possible d'accélérer d'un facteur 20 ? il demande. Oui, mais je ne pense pas que les gens comprennent ce que c'est, en termes d'acier, de verre et de ciment.

Les observateurs et commentateurs du climat ont utilisé divers parallèles historiques pour illustrer l'ampleur de la tâche, notamment le projet Manhattan et la mission lunaire. Mais pour Schrag, l'analogie qui parle vraiment de l'ampleur et de l'urgence du problème est la Seconde Guerre mondiale, lorsque les États-Unis ont nationalisé des parties des industries de l'acier, du charbon et des chemins de fer. Le gouvernement a forcé les constructeurs automobiles à arrêter la production de voitures afin de produire des avions, des chars et des jeeps.

La bonne nouvelle ici est que si vous dirigez toute une économie vers une tâche, de grandes choses peuvent se produire rapidement. Mais comment inspirer une mentalité guerrière en temps de paix, quand l'ennemi est invisible et se déplace au ralenti ?

C'est un bond en avant par rapport à ce que nous sommes aujourd'hui, dit Schrag.

Le décalage horaire

Le fait que les conséquences vraiment dévastatrices du changement climatique ne se produiront pas avant des décennies complique considérablement le problème. Même pour les personnes qui se soucient du problème dans l'abstrait, il ne figure pas parmi leurs préoccupations immédiates. Par conséquent, ils ne sont pas enclins à payer cher ou à changer leur mode de vie pour y remédier. Ces dernières années, les Américains étaient prêts à augmenter leur facture d'électricité d'un montant médian de seulement 5 dollars par mois, même si cela résolvait, et non atténuait, le réchauffement climatique, contre 10 dollars il y a 15 ans, selon un série d'enquêtes par le MIT et Harvard.

Il est concevable que le changement climatique modifie un jour cet état d'esprit alors que le bilan croissant des incendies de forêt, des ouragans, des sécheresses, des extinctions et de l'élévation du niveau de la mer force enfin le monde à s'attaquer au problème.

Mais ce sera trop tard. Le dioxyde de carbone fonctionne avec un délai. Il faut environ 10 ans pour atteindre son plein effet de réchauffement, et il reste dans l'atmosphère pendant des milliers d'années. Une fois que nous avons basculé dans la zone dangereuse, l'élimination des émissions de dioxyde de carbone ne diminue pas les effets ; cela ne peut que les empêcher de s'aggraver. Quel que soit le niveau de changement climatique que nous laissons se dérouler, il est bloqué pendant des millénaires, à moins que nous ne développions des technologies pour éliminer les gaz à effet de serre de l'atmosphère à grande échelle (ou tentons notre chance avec la géo-ingénierie).

Cela signifie également qu'il y aura probablement un énorme compromis entre ce que nous aurions à payer pour réparer le système énergétique et ce qu'il en coûterait pour faire face aux catastrophes qui en résulteraient si nous ne le faisions pas. Divers estimations constatent que la réduction des émissions réduira l'économie mondiale de quelques points de pourcentage par an, mais un réchauffement non atténué pourrait réduire le PIB mondial plus de 20 pour cent d'ici la fin du siècle, sinon beaucoup plus .

Dans l'argent

L'étape la plus cruciale pour accélérer le développement énergétique est sans doute la promulgation de politiques gouvernementales fortes. De nombreux économistes pensent que l'outil le plus puissant serait un prix du carbone, imposé soit par une taxe directe, soit par un programme de plafonnement et d'échange. À mesure que le prix de la production d'énergie à partir de combustibles fossiles augmente, cela créerait de plus grandes incitations à remplacer ces centrales par de l'énergie propre (voir Augmentation des propositions de tarification du carbone à venir dans la nouvelle année).

Si nous voulons faire des progrès sur les gaz à effet de serre, nous devrons payer les coûts implicites ou explicites du carbone, déclare Severin Borenstein, économiste de l'énergie à l'Université de Californie à Berkeley.

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Mais ce doit être un prix élevé, bien supérieur aux 15 dollars par tonne qu'il en coûte pour acquérir des quotas dans le cadre du programme de plafonnement et d'échange de la Californie à la fin de l'année dernière. Borenstein dit qu'une taxe sur le carbone approchant les 40 $ la tonne élimine entièrement le charbon du marché et commence à mettre beaucoup d'énergie éolienne et solaire dans l'argent, du moins lorsque vous faites la moyenne des coûts sur la durée de vie des centrales.

D'autres pensent que le prix devrait être encore plus élevé. Mais il est très difficile de voir comment une taxe approchant même ce chiffre pourrait passer aux États-Unis, ou dans de nombreux autres pays, de si tôt.

L'autre option politique majeure serait des plafonds qui obligent les services publics et les entreprises à maintenir les émissions de gaz à effet de serre en dessous d'un certain niveau, idéalement un niveau qui diminue avec le temps. Cette approche basée sur la réglementation n'est pas considérée comme aussi efficace économiquement qu'un prix du carbone, mais elle a l'avantage d'être beaucoup plus acceptable politiquement. Les électeurs américains détestent les impôts mais sont parfaitement à l'aise avec les règles de pollution de l'air, déclare Stephen Ansolabehere, professeur de gouvernement à l'Université de Harvard.

Des limitations techniques fondamentales augmenteront également le coût et la complexité du passage à l'énergie propre. Nos sources sans carbone à la croissance la plus rapide, les parcs solaires et éoliens, ne fournissent pas d'électricité lorsque le soleil ne brille pas ou que le vent ne souffle pas. Ainsi, comme ils fournissent une plus grande partie de l'électricité du réseau, nous aurons également besoin de lignes de transport à longue portée capables d'équilibrer les pics et les creux entre les États, ou de quantités massives de stockage d'énergie très coûteux, ou les deux (voir Compter considérablement sur les énergies renouvelables gonfle le coût de la remise en état de l'énergie).

Le résultat est que nous devrons éventuellement compléter l'éolien et le solaire avec beaucoup plus de réacteurs nucléaires, de centrales à combustibles fossiles avec captage du carbone et d'autres sources à faibles émissions, ou payer beaucoup plus pour construire un système beaucoup plus vaste de transmission, de stockage et de production d'énergie renouvelable, explique Jesse Jenkins, chercheur à la MIT Energy Initiative. Dans tous les cas, nous aurons encore probablement besoin d'avancées techniques importantes qui réduisent les coûts.

Tout cela, soit dit en passant, ne répond qu'au défi de la refonte du secteur de l'électricité, qui représente actuellement moins de 20 % de la consommation totale d'énergie. Il fournira une bien plus grande partie à mesure que nous électrifierons des choses comme les véhicules et le chauffage, ce qui signifie que nous devrons éventuellement développer un système électrique plusieurs fois plus grand que celui d'aujourd'hui.

Mais cela laisse encore les parties vraiment difficiles du système énergétique mondial à gérer, déclare Davis de l'UC Irvine. Cela comprend l'aviation, le transport longue distance et les industries du ciment et de l'acier, qui produisent du dioxyde de carbone dans le processus de fabrication lui-même. Pour assainir ces énormes secteurs de l'économie, nous allons avoir besoin de meilleurs outils de captage et de stockage du carbone, ainsi que de biocarburants ou de stockage d'énergie moins chers, dit-il.

Ces types de grandes réalisations techniques ont tendance à nécessiter un soutien gouvernemental important et soutenu. Mais tout comme les taxes sur le carbone ou les plafonds d'émissions, une augmentation considérable du financement fédéral de la recherche et du développement est hautement improbable dans le climat politique actuel.

Abandonner?

Alors devrions-nous simplement abandonner?

Il n'y a pas de formule magique ou de chemin évident ici. Tout ce que nous pouvons faire, c'est tirer fort sur les leviers qui semblent fonctionner le mieux.

Les groupes d'intérêt environnementaux et d'énergie propre doivent faire du changement climatique une priorité plus élevée, en le liant à des questions pratiques qui préoccupent les citoyens et les politiciens, comme l'air pur, la sécurité et les emplois. Les investisseurs ou les philanthropes doivent être prêts à faire des paris à plus long terme sur les technologies énergétiques en phase de démarrage. Les scientifiques et les technologues doivent concentrer leurs efforts sur les outils les plus indispensables. Et les législateurs doivent imposer des changements de politique pour fournir des incitations, ou des mandats, aux entreprises énergétiques pour qu'elles changent.

La dure réalité, cependant, est que le monde ne sera très probablement pas en mesure d'accomplir ce qui est demandé d'ici le milieu du siècle. Schrag dit que maintenir les augmentations de température en dessous de 2 ˚C est déjà une chimère, ajoutant que nous aurons de la chance d'empêcher un réchauffement de 4 ˚C au cours de ce siècle.

Cela signifie que nous sommes susceptibles de payer un lourd tribut en vies perdues, en souffrance et en dévastation environnementale (voir Chaud et violent).

Mais l'impératif ne s'arrête pas si le réchauffement dépasse 2 ˚C. Cela ne fait que rendre plus urgent de faire tout ce que nous pouvons pour contenir les menaces imminentes, limiter les dégâts et passer à un système durable le plus rapidement possible.

Si vous manquez 2050, dit Schrag, vous avez encore 2060, 2070 et 2080.

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