Alors que 160 entreprises dans le monde se sont engagées à utiliser « 100 % d'énergie renouvelable, " cela ne veut pas dire " 100 pour cent d'énergie sans carbone. " La différence augmentera à mesure que les réseaux électriques deviendront moins dépendants de l'énergie fossile, selon une nouvelle étude de Stanford publiée aujourd'hui dans Joule . Les entités engagées dans la lutte contre le changement climatique peuvent et doivent mesurer avec précision les bénéfices environnementaux de leurs stratégies renouvelables, écrivent les auteurs.

Les méthodes actuelles d'estimation des émissions de gaz à effet de serre utilisent des moyennes annuelles, même si la teneur en carbone de l'électricité sur le réseau peut varier considérablement au cours d'une journée dans certains endroits. D'ici 2025, l'utilisation de moyennes annuelles en Californie pourrait surestimer les réductions de carbone associées à l'énergie solaire de plus de 50 % par rapport aux moyennes horaires, le papier montre. L'une des conclusions de cette analyse est que l'énergie éolienne, et non solaire, doit être la prochaine vague d'investissements pour la Californie. Des analyses similaires pourraient suggérer différentes options comme l'énergie nucléaire, l'énergie géothermique, et la transmission à longue portée dans d'autres endroits.

« Pour garantir des réductions de 100 % des émissions provenant des énergies renouvelables, la consommation électrique doit être adaptée à la production renouvelable sur une base horaire, " a déclaré Sally Benson, co-auteur de l'article et co-directeur de l'Institut de l'énergie de Précourt.

"Le simple fait d'acheter plus d'énergie solaire dans un réseau qui a déjà beaucoup de production solaire n'entraînera pas zéro émission, " Benson, professeur au Département d'ingénierie des ressources énergétiques de l'École de la Terre, Sciences de l'énergie et de l'environnement, dit aussi.

Comptabilité annuelle vs. horaire

Les entreprises qui prétendent être 100 % renouvelables ne couvrent pas toute leur consommation d'électricité avec des énergies renouvelables, comme certains le reconnaissent. Au lieu, ils achètent ou produisent suffisamment d'énergie renouvelable pour couvrir 100 % ou plus de leur consommation d'électricité au cours de l'année. Pour les achats d'énergie dominés par le solaire, une entité produit beaucoup plus d'électricité qu'elle n'en consomme l'après-midi et vend l'excédent. Ensuite, la nuit, il achète de l'électricité au réseau, ce qui est beaucoup plus intensif en carbone s'il est généré par la combustion de combustibles fossiles.

L'utilisation de moyennes annuelles de la teneur en carbone du réseau électrique n'est valable que lorsque les fluctuations de la production d'énergie renouvelable sont faibles, ou lorsque toutes les énergies renouvelables excédentaires peuvent être stockées. Des endroits comme la Californie, Hawaï et certains pays européens connaissent de grandes fluctuations de la teneur en carbone en raison des énergies renouvelables existantes, et n'ont pas encore une capacité de stockage suffisante pour capter tout l'excès d'électricité. En Californie, réductions intentionnelles de la production solaire et éolienne, ou « réductions, " a atteint 3 pour cent de l'énergie totale produite en deux mois l'année dernière, le journal cite.

La différence de bénéfice environnemental entre l'éolien et le solaire dans les méthodes comptables actuelles ne tient donc pas compte de l'heure de la journée à laquelle l'électricité est livrée. Au lieu, la différence entre les réductions d'émissions de la production éolienne et solaire est uniquement liée à la différence d'empreinte carbone entre les deux technologies.

« L'empreinte carbone d'un grand consommateur et la valeur environnementale des actifs d'énergie renouvelable dépendent du réseau avec lequel ils interagissent, " a déclaré Jacques de Chalendar, doctorant en ingénierie des ressources énergétiques, auteur principal de l'étude. « L'utilisation de données horaires est le meilleur moyen de mesurer les avantages environnementaux des énergies renouvelables, et cela deviendra de plus en plus vrai partout où la production d'énergie renouvelable se développe."

Investir dans les énergies renouvelables non solaires

Le problème avec l'investissement dans plus de panneaux solaires en Californie est que la production n'éteindra souvent pas les générateurs à base de combustibles fossiles, car ils sont déjà inactifs au moment de la journée les panneaux solaires produiront de l'électricité. Dans l'étude de cas de l'article, qui approchait une charge constante hypothétique de 1 mégawatt en Californie, les estimations annuelles et horaires de carbone à court terme n'ont pas montré de différences significatives en 2018. Mais d'ici 2025, les deux méthodes d'estimation varient considérablement.

En utilisant la comptabilité annuelle, une stratégie 100 % solaire en 2025 réduirait les émissions de carbone de 119 % de l'empreinte carbone hypothétique de l'entreprise. En utilisant les émissions horaires, bien que, le nombre diminue à 66 pour cent, selon l'étude. Pour une stratégie 100% éolienne, les moyennes annuelles indiquent des réductions de carbone de 131 pour cent, qui passe en fait à 135% en utilisant des données horaires.

"En Californie, le gaz est souvent la source de production marginale et a un taux d'émissions plus élevé que la puissance moyenne du réseau, c'est pourquoi l'achat d'énergies renouvelables peut entraîner une empreinte carbone nette négative, " a déclaré de Chalendar. " Un consommateur disposant d'un approvisionnement en énergie 100 % renouvelable peut en fait réduire l'empreinte carbone du réseau en plus de sa propre empreinte carbone. "

Stockage d'Energie

Les méthodes de comptabilisation horaire du carbone pourraient aider les gros consommateurs à accroître leur utilisation d'électricité à faible émission de carbone provenant du réseau. Avec des informations plus précises, les consommateurs peuvent déplacer leur consommation flexible vers les moments de la journée où l'alimentation du réseau est la plus propre. Les données pourraient également aider les consommateurs à décider s'ils doivent investir dans des projets de stockage d'énergie à grande échelle comme moyen le plus économique d'atteindre leurs objectifs de carbone. En effet, le stockage d'énergie permet aux consommateurs de prélever de l'électricité sur le réseau pendant les périodes à faible émission de carbone et de la stocker pour une utilisation ultérieure.

Université de Stanford, par exemple, a récemment électrifié son système de chauffage et de refroidissement et a ajouté un stockage thermique pour réduire les émissions à un tiers de leurs niveaux de pointe de 2014. En utilisant son stockage d'énergie pour maximiser les achats d'électricité l'après-midi lorsque l'énergie solaire domine le réseau californien, Stanford pourrait réduire les émissions de chauffage et de refroidissement de 40 % supplémentaires, selon une étude publiée plus tôt ce mois-ci par les auteurs de cet article.

Des analyses spécifiques à l'emplacement pourraient suggérer différents types d'investissements et de stratégies à faible émission de carbone pour d'autres régions, les notes de papier. En Grande Bretagne, par exemple, l'intensité carbone du réseau est actuellement plus faible la nuit, ce qui signifie que différents types d'investissements renouvelables ou de comportements de consommation pourraient être meilleurs. Alternativement, Le transport d'électricité à longue distance pourrait également permettre aux entités de transporter de l'électricité à faible émission de carbone ailleurs en cas d'offre excédentaire et de recevoir de l'électricité à faible émission de carbone lorsqu'il y a une quantité minimale de production d'électricité renouvelable.

"Transparent, une comptabilité carbone précise et significative est nécessaire, " Benson dit. " Et si c'est fait correctement, nous pouvons faire les bons investissements dans les énergies renouvelables et créer un réseau plus durable."