Les États-Unis pourraient répondre de manière fiable à environ 80 % de leur demande d'électricité grâce à la production d'énergie solaire et éolienne, selon des scientifiques de l'Université de Californie, Irvine; l'Institut de technologie de Californie; et la Carnegie Institution for Science.

Cependant, répondre à 100 % de la demande d'électricité avec uniquement l'énergie solaire et éolienne nécessiterait de stocker plusieurs semaines d'électricité pour compenser la variabilité naturelle de ces deux ressources, les chercheurs ont dit.

"Le soleil se couche, et le vent ne souffle pas toujours, " a noté Steven Davis, Professeur agrégé UCI de science du système Terre et co-auteur d'une étude sur les énergies renouvelables publiée aujourd'hui dans la revue Sciences de l'énergie et de l'environnement . « Si nous voulons un système électrique fiable basé sur ces ressources, comment gérons-nous leurs changements quotidiens et saisonniers ? »

L'équipe a analysé 36 ans de données météorologiques horaires aux États-Unis (1980 à 2015) pour comprendre les barrières géophysiques fondamentales à l'approvisionnement en électricité avec uniquement l'énergie solaire et éolienne.

"Nous avons examiné la variabilité de l'énergie solaire et éolienne dans le temps et dans l'espace et l'avons comparée à la demande d'électricité des États-Unis, ", a déclaré Davis. "Ce que nous avons découvert, c'est que nous pouvions obtenir de manière fiable environ 80% de notre électricité à partir de ces sources en construisant soit un réseau de transmission à l'échelle continentale, soit des installations qui pourraient stocker 12 heures de la demande d'électricité du pays."

Les chercheurs ont déclaré qu'une telle expansion des capacités de transmission ou de stockage signifierait des investissements très substantiels - mais pas inconcevables -. Ils ont estimé que le coût des nouvelles lignes de transport nécessaires, par exemple, pourrait être des centaines de milliards de dollars. En comparaison, stocker autant d'électricité avec les batteries les moins chères d'aujourd'hui coûterait probablement plus d'un billion de dollars, même si les prix baissent.

Autres formes de stockage d'énergie, comme le pompage de l'eau en amont pour redescendre plus tard via des générateurs hydroélectriques, sont attrayants mais de portée limitée. Les États-Unis ont beaucoup d'eau à l'est mais pas beaucoup d'altitude, avec l'arrangement inverse en Occident.

La production d'électricité à partir de combustibles fossiles est responsable d'environ 38 % des émissions de dioxyde de carbone aux États-Unis - la pollution par le CO2 étant la principale cause du changement climatique mondial. Davis s'est dit encouragé par les progrès réalisés et les perspectives d'avenir.

« Le fait que nous puissions tirer 80 % de notre électricité uniquement de l'éolien et du solaire est vraiment encourageant, " dit-il. " Il y a cinq ans, beaucoup de gens doutaient que ces ressources puissent représenter plus de 20 ou 30 pour cent. »

Mais au-delà de la barre des 80 pour cent, la quantité de stockage d'énergie nécessaire pour surmonter les variations saisonnières et météorologiques augmente rapidement. "Notre travail indique que des sources d'énergie à faible émission de carbone seront nécessaires pour compléter ce que nous pouvons récolter du vent et du soleil jusqu'à ce que les capacités de stockage et de transmission soient à la hauteur, " a déclaré le co-auteur Ken Caldeira de la Carnegie Institution for Science. " Les options pourraient inclure la production d'énergie nucléaire et hydroélectrique, ainsi que la gestion de la demande."