Le gouverneur de Californie, Jerry Brown, a signé une nouvelle loi exigeant que l'électricité consommée par l'État ne provoque pas d'émissions de carbone d'ici 2045.

Il a également publié un décret qui va encore plus loin :il engage la Californie à « atteindre la neutralité carbone » à tous les niveaux et pas seulement pour la production d'électricité d'ici 2045. Ensemble, ces étapes codifient la transition en cours de la Californie pour s'éloigner des combustibles fossiles pour l'énergie. Cet effort s'est intensifié depuis 2011, lorsque Brown a signé une autre loi engageant l'État à tirer un tiers de son énergie de sources renouvelables comme l'énergie éolienne et solaire d'ici 2020 – sans compter les grands barrages hydroélectriques.

S'appuyant sur plus de 30 ans de recherche liée à l'énergie solaire, par mon évaluation, La Californie peut atteindre l'objectif ambitieux de la loi tant qu'elle continue de mettre en œuvre des programmes qui encouragent l'expansion rapide des énergies renouvelables dans l'État.

Une industrie en croissance

La nouvelle loi fixe en fait plusieurs objectifs plutôt qu'un seul. Il s'engage à ce que la Californie tire la moitié de son électricité de sources renouvelables d'ici 2026, une part qui passerait à 60 % d'ici 2030.

Pour passer à l'étape suivante, plutôt que d'exiger que toute l'énergie provienne de sources renouvelables, les législateurs de l'État ont établi un objectif de 100 pour cent « zéro carbone ». Ils n'ont pas défini ce terme, mais il est entendu comme incluant l'énergie éolienne et solaire, grandes centrales hydroélectriques et autres sources d'électricité qui ne génèrent pas de dioxyde de carbone.

L'électricité solaire et éolienne à l'échelle des services publics est passée de 3 % en 2010 à 18 % en 2017 en Californie, dépasser les objectifs antérieurs de l'État, en grande partie parce que les prix du solaire ont fortement chuté ces dernières années.

L'ouverture à un large éventail de technologies facilite l'atteinte de l'objectif 2045 et a permis au sénateur d'État Kevin de Leon, l'auteur du projet de loi original, d'amasser un large soutien pour le projet de loi.

Où en étaient les choses en 2017

Environ 56% de l'électricité produite par la Californie en 2017 provenait de sources qui n'émettent pas de carbone. Cela place plus de la moitié du chemin vers ce nouvel objectif d'ici 2045.

Cependant, l'usine de Diablo Canyon, La dernière centrale nucléaire de Californie, est prévu pour le démantèlement d'ici 2025, et aucun autre réacteur n'est en chantier. Cette fermeture éliminerait les 8,7 pour cent de l'énergie sans carbone de l'État provenant de l'énergie nucléaire.

La quasi-totalité des 44 pour cent restants de l'électricité de l'État est actuellement produite en brûlant du gaz naturel, et pratiquement aucun ne provient du charbon. Passer complètement à zéro carbone nécessiterait la suppression progressive des centrales électriques au gaz naturel de l'État.

En plus de l'énergie éolienne et solaire, les autres options de production comprennent la géothermie, petits réacteurs nucléaires et séquestration du dioxyde de carbone.

Une bizarrerie à propos de cette loi est qu'elle ne traite que de l'électricité à grande échelle. Cela n'exclurait pas les installations privées de production d'électricité telles que le générateur diesel qu'un agriculteur pourrait utiliser pour pomper l'eau. Il ne compterait pas non plus la puissance générée par les panneaux solaires sur le toit d'un propriétaire.

Quand le soleil brille

Une complication est que le mélange de sources d'énergie de l'État peut varier considérablement, même d'une heure à l'autre.

Considérez ce qui s'est passé le 8 avril, 2018, par exemple. C'était un dimanche généralement ensoleillé et venteux, avec une demande d'électricité relativement faible. La nuit, environ 40 pour cent de l'électricité a été produite à partir de sources renouvelables. Mais vers midi ce jour-là, plus de 80 pour cent provenaient de sources renouvelables, y compris l'hydroélectricité à grande échelle.

Si l'électricité produite à partir de ces sources renouvelables est approximativement doublée, comme je l'estime nécessaire pour atteindre l'objectif de 2045, la puissance disponible en milieu de journée dépasserait largement la demande d'électricité à ce moment-là.

Ce défi change tout au long de l'année.

Les 24 et 25 juillet, 2018, Les Californiens ont été invités à consommer volontairement moins d'électricité entre 17 heures. et 21h pour éviter une panne à cause du temps chaud. Des prix multipliés par plus de 10, aider à maintenir la demande dans l'offre.

Ces jours-là, l'électricité d'origine renouvelable n'a jamais répondu à la moitié de la demande d'électricité.

Numéro d'équilibriste

En raison de ce degré de variabilité, s'appuyer fortement sur les énergies renouvelables nécessitera un stockage d'énergie important et de gros investissements dans la technologie basée sur le réseau.

Aujourd'hui, la demande d'électricité attendue est équilibrée par le gestionnaire de réseau indépendant, une entité qui contrôle le flux d'électricité sur le réseau et sélectionne les sources d'électricité disponibles les moins chères.

Stockage hydraulique pompé, l'électricité produite à partir de l'eau pompée vers un réservoir, est la forme de stockage la plus courante de l'État aujourd'hui. Bien que limité aux emplacements avec de grands barrages, la quantité d'énergie ainsi stockée pourrait être augmentée en Californie, comme proposé récemment pour le barrage Hoover.

Les grosses batteries lithium-ion deviennent de plus en plus abordables et commencent maintenant à être déployées à grande échelle. Alors que les prix des batteries et de l'énergie solaire baissent, il peut devenir intéressant de se déconnecter du réseau et d'utiliser l'électricité produite par un système solaire et stockée par une batterie.

La baisse des coûts des batteries stimule également les ventes de véhicules électriques. Idéalement, ces véhicules pourraient être rechargés à des moments où l'électricité est abondante et bon marché. D'ici 2045, Je pense qu'ils pourraient contribuer à rendre le réseau plus stable.

D'autres options deviennent disponibles. Un exemple est le stockage d'air comprimé à l'échelle industrielle, où l'énergie est stockée sous forme d'air sous pression.

Et il y a un intérêt croissant pour les centrales solaires thermiques, qui produisent de l'électricité à partir de la chaleur du soleil et utilisent un stockage à haute température pour continuer à produire de l'électricité après le coucher du soleil.

L'Université de Californie Merced et de nombreux autres clients en gros d'électricité économisent de l'argent en utilisant le stockage thermique. They chill water when rates are low and use the chilled water for air conditioning when electricity prices are high.

Wiggle room

Because California's new law does not require that every watt be generated within California's borders, utilities could keep buying electricity from nearby states, as long as they verify its origins are in keeping with the new law's requirements.

And because the law does not define "zero-carbon, " it provides flexibility in how the state can meet this new target.

Par exemple, California would allow the continued operation of natural gas plants when their output is coupled with purchase of renewable energy certificates, credits issued for the generation of renewable electricity that may be sold, from a utility that generates solar or wind power.

These credits arise through several kinds of arrangements. Perhaps the most common is through rooftop solar systems. Small-scale solar energy supplied about 5 percent of California's electricity in 2017. It is likely to grow because of California's mandate for solar panels on most new homes, starting in 2020.

In assessing whether the goal of going zero-carbon by 2045 is realistic or not, it is worth considering that solar energy has grown for years at a pace that far exceeded projections thanks to technological progress, government policies like California's new law, market forces and the public's demand for renewable energy.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.