Lorsque l'hydroélectricité s'épuise en période de sécheresse, les États occidentaux ont tendance à augmenter la production d'électricité et les émissions à partir de combustibles fossiles. Selon une nouvelle étude de l'université de Stanford, les sécheresses ont causé environ 10 pour cent des émissions annuelles moyennes de dioxyde de carbone provenant de la production d'électricité en Californie, Idaho, Oregon et Washington entre 2001 et 2015.

"L'eau est utilisée dans la production d'électricité, à la fois directement pour l'hydroélectricité et indirectement pour le refroidissement dans les centrales thermoélectriques, " a déclaré le climatologue Noah Diffenbaugh, le professeur de la Kara J. Foundation à la Stanford's School of Earth, Energy &Environmental Sciences (Stanford Earth) et auteur principal de l'étude. « Nous constatons que dans un certain nombre d'États occidentaux où l'hydroélectricité joue un rôle clé dans le portefeuille d'énergie propre, les sécheresses provoquent une augmentation des émissions, car des centrales électriques au gaz naturel ou au charbon sont mises en service pour prendre le relais lorsque l'eau pour l'hydroélectricité manque. »

L'étude, publié le 21 décembre dans Lettres de recherche environnementale , montre que les émissions de dioxyde de soufre et d'oxydes d'azote, des polluants atmosphériques qui peuvent irriter les poumons et contribuer aux pluies acides et au smog, ont également augmenté dans certains États en raison des sécheresses. Certaines des augmentations les plus importantes de dioxyde de soufre ont eu lieu dans le Colorado, Utah, Washington et Wyoming. Les plus fortes augmentations d'oxydes d'azote se sont produites en Californie, Colorado, Oregon, Utah, Washington et Wyoming.

Défis pour devenir sans carbone

Au total, les chercheurs ont découvert que les changements de sources d'énergie induits par la sécheresse ont entraîné 100 millions de tonnes supplémentaires de dioxyde de carbone dans 11 États occidentaux entre 2001 et 2015. Cela équivaut à ajouter 1,4 million de véhicules par an sur les routes de la région. Le secteur de l'électricité en Californie, qui a pour mandat de devenir décarbonée d'ici 2045, contribué environ 51 millions de tonnes au total. Washington, où le législateur devrait examiner en janvier 2019 une proposition visant à éliminer les combustibles fossiles de la production d'électricité d'ici 2045, apporté près de 22 millions de tonnes.

"Pour la Californie, Oregon et Washington, qui génèrent beaucoup d'hydroélectricité, les augmentations des émissions de dioxyde de carbone induites par la sécheresse représentent des fractions substantielles de leurs objectifs de Clean Power Plan, " a déclaré le chercheur postdoctoral Julio Herrera-Estrada, auteur principal de l'étude. Adopté en 2015, le Clean Power Plan a établi des limites nationales sur les émissions de gaz à effet de serre provenant des centrales électriques. La politique a été annulée sous l'administration Trump, mais selon Herrera-Estrada, il reste une référence précieuse pour les objectifs que les États ou le gouvernement fédéral pourraient éventuellement fixer pour le secteur de l'électricité.

Ces dernières années, les États occidentaux ont subi le genre de sécheresses intenses qui, selon les scientifiques, deviendront plus fréquentes dans de nombreuses régions du monde à mesure que le réchauffement climatique se poursuit. La nouvelle recherche suggère que le fait de ne pas se préparer à l'impact des émissions de ces sécheresses pourrait rendre plus difficile la réalisation des objectifs en matière de climat et de qualité de l'air.

« Pour avoir une électricité fiable et propre, vous devez vous assurer d'avoir un portefeuille énergétique diversifié, de telle sorte que les sources d'électricité à faibles émissions puissent démarrer pendant une sécheresse lorsque l'hydroélectricité ne peut pas fonctionner pleinement, " a déclaré Herrera-Estrada.

Évaluer l'Occident

L'ouest des États-Unis offre un terrain d'essai idéal pour comprendre les relations entre les sécheresses et les émissions du secteur électrique. En plus des nombreuses données sur les sécheresses récentes, les chercheurs pourraient examiner comment les émissions changent avec différents types de centrales électriques de secours, car les États de la région ont une grande variété de bouquets énergétiques.

Colorado, par exemple, a tendance à augmenter la puissance des centrales au charbon lorsque l'hydroélectricité diminue, tandis que la Californie et l'Idaho augmentent leur production à partir du gaz naturel. Oregon, Washington et le Wyoming ont tendance à augmenter les deux. Le Wyoming et le Montana augmentent en partie la production de charbon afin de pouvoir exporter l'électricité vers les États environnants qui connaissent également des baisses en raison de la sécheresse.

"Depuis des décennies, les gens se sont penchés sur les impacts des sécheresses sur la sécurité alimentaire et l'agriculture, " a déclaré Herrera-Estrada. "Nous sommes moins conscients de l'impact exact des sécheresses sur le secteur de l'énergie et les émissions de polluants d'une manière quantitative et systématique."

Les efforts précédents pour comprendre comment la sécheresse affecte l'électricité se sont principalement appuyés sur des modèles de centrales électriques, qui obligent les chercheurs à faire des hypothèses sur des facteurs tels que l'efficacité des usines et des décisions sur la façon dont les ressources en eau sont allouées. Pour le papier actuel, les scientifiques ont analysé les statistiques rapportées par l'U.S. Energy Information Administration et l'U.S. Environmental Protection Agency.

Selon Herrera-Estrada, la nouvelle étude peut aider à valider les modèles existants, qui peut ensuite être utilisé pour obtenir une image plus complète des risques associés aux sécheresses et pour éclairer les efforts visant à réduire les émissions induites par la sécheresse.

Bien au-delà de l'Ouest américain, les sécheresses peuvent entraîner des augmentations d'émissions similaires dans des endroits qui dépendent normalement fortement de l'hydroélectricité et se tournent vers le gaz naturel, charbon ou pétrole lorsque les cours d'eau s'épuisent.

« D'autres régions du monde dépendent encore plus de l'hydroélectricité que l'ouest des États-Unis, " dit Diffenbaugh, qui est également chercheur principal de la famille Kimmelman au Woods Institute for the Environment de Stanford. "Nos résultats suggèrent que les régions hydrodépendantes peuvent avoir besoin de considérer non seulement la production primaire mais aussi la production de secours afin d'atteindre les objectifs de réduction des émissions, comme celles de l'Accord de Paris de l'ONU."