Les cellules solaires sur les toits produisant de l'électricité permettent non seulement d'économiser sur les émissions de carbone qui réchauffent la planète, mais elles permettent également d'économiser une quantité importante d'eau, déclarent deux chercheurs de l'Université Duke qui ont fait le calcul.

Un ménage donné peut économiser en moyenne 16 200 gallons d'eau par an en installant des panneaux solaires sur le toit, ont-ils découvert. Dans certains États, comme la Californie, cette économie peut atteindre 53 000 gallons, ce qui équivaut à 60 % de la consommation moyenne d'eau des ménages aux États-Unis.

Vous ne verrez pas les économies sur votre facture d'eau domestique, mais elles sont toujours importantes.

En effet, la consommation d'énergie est étroitement liée à la consommation d'eau. La production d'énergie électrique aux États-Unis consomme presque autant d'eau que le secteur agricole. Mais ce chiffre n'inclut pas l'eau supplémentaire utilisée pour produire des combustibles fossiles en premier lieu, ni pour gérer les déchets de cendres de charbon.

"Pour produire de l'électricité pour le réseau, nous devons extraire et brûler du charbon, fractionner et pomper du gaz naturel et refroidir des centrales nucléaires, tout cela impliquant de grands volumes d'eau qui sont continuellement perdus", a déclaré Avner Vengosh, professeur émérite de qualité environnementale à l'Université Duke. à la Nicholas School of the Environment et co-auteur d'un nouvel article paru le 19 septembre dans Science of the Total Environment .

"Cependant, avec la cellule solaire, il s'agit d'une consommation unique d'un volume d'eau beaucoup plus faible pour la fabrication", a déclaré Vengosh. "Et puis, une fois qu'il est installé, il n'y a plus d'utilisation d'eau provenant de cela pendant les 25 prochaines années d'utilisation prévues."

Actuellement, plus de 70 % des panneaux solaires du monde sont fabriqués en Chine, de sorte que la consommation d'eau pour produire de l'énergie solaire se produit à l'étranger.

La co-auteur Erika Weinthal, professeur de politique environnementale à la Nicholas School, a déclaré que pour comprendre les impacts plus larges sur l'eau de la production de panneaux solaires, il est essentiel d'examiner l'ensemble de la chaîne d'approvisionnement à travers le monde.

"Du point de vue de la contamination, les cellules solaires ont un énorme potentiel de dommages environnementaux", a déclaré Vengosh. "Il contient des métaux lourds, dont certains sont très toxiques, et donc ils pourraient avoir un impact sur l'environnement immédiat où se produit la fabrication."

Mais après cela, la consommation d'eau du solaire est nulle.

Des études antérieures ont tenté d'évaluer la quantité d'eau utilisée pour les différentes étapes de la production d'énergie, généralement exprimée en volume d'eau pour une énergie donnée telle que le litre ou le gallon par gigajoule. Dans la nouvelle étude, les auteurs ont combiné les sources d'énergie utilisées pour produire de l'électricité pour le secteur résidentiel à travers les États-Unis contigus et ont traduit cela en volume de consommation d'eau dans chaque État.

Après avoir évalué l'utilisation de l'eau à l'échelle de l'État pour le secteur résidentiel, la nouvelle étude a calculé l'utilisation virtuelle de l'eau des maisons individuelles dans 48 États. Ces calculs estiment que la quantité totale d'eau consommée pour alimenter le secteur résidentiel aux États-Unis est de 2 600 milliards de gallons.

La conversion au solaire dans les maisons réduit l'utilisation de l'électricité du réseau et donc aussi le volume d'eau. Dans certains États, comme dans le sud-ouest des États-Unis, l'économie d'eau d'un ménage individuel peut atteindre jusqu'à 1 000 % lors de l'installation de panneaux solaires sur le toit.

Ces calculs d'utilisation de l'eau font suite à un livre récent, Vengosh et Weinthal, publié plus tôt cette année sur l'intersection de l'énergie et de la qualité de l'eau, qui fournit une référence détaillée pour la consommation d'eau de diverses sources de combustibles fossiles.

Pendant l'arrêt de la pandémie, les auteurs avaient décidé d'ajouter des panneaux solaires à la maison qu'ils partagent. Alors qu'au début, la principale motivation était d'économiser les émissions de carbone, après un certain temps, ils ont réalisé que cela pouvait également économiser de l'eau.

"Donc, cet article est vraiment le produit de la volonté de décarboniser notre propre vie personnelle", a déclaré Weinthal. "J'enseigne la politique environnementale mondiale, et j'enseigne l'accord de Paris, et j'essaie toujours d'amener les étudiants à faire le lien entre ce qui se passe au niveau interétatique et ce que nous pouvons faire avec nos propres formes d'agence."

Aujourd'hui, les cellules solaires photovoltaïques représentent environ 1,5 % de l'approvisionnement électrique du pays. Cela représente une économie de 99 milliards de gallons d'eau par an, estiment les auteurs, ce qui équivaut à environ quatre jours de consommation totale d'eau en Californie. Mais à mesure que le pourcentage d'ensoleillement augmente, les économies augmentent également.

Leur article compare également la consommation d'eau pour l'énergie par État, puisque chaque État utilise différentes sources d'énergie pour la production d'électricité et a des modèles d'utilisation et un nombre de foyers différents.

Les États de la Nouvelle-Angleterre, par exemple, montrent d'énormes gains pour la conversion au solaire car ils n'utilisent pas beaucoup d'électricité pour la climatisation et ils ont tendance à chauffer leurs maisons au mazout et non à l'électricité, a déclaré Vengosh. L'Arizona et la Californie, des États qui connaissent des pénuries d'eau et beaucoup de journées ensoleillées, seraient également les grands gagnants.

Dans leur livre, Weinthal et Vengosh ont montré que l'utilisation de l'eau n'est qu'une partie du puzzle. La contamination des ressources en eau due à l'extraction du charbon, à la fracturation hydraulique et à l'élimination des cendres de charbon réduit encore la disponibilité de l'eau et, par conséquent, l'empreinte hydrique de l'extraction des combustibles fossiles est bien plus importante que nous ne le pensons.

"Nous avons également essayé de quantifier les effets sur la qualité de l'eau, comme la quantité d'eau contaminée par un événement tel qu'un déversement de pétrole ou l'élimination chronique de cendres de charbon dans les ressources en eau", a déclaré Vengosh. "Donc, si vous connaissez le volume de la marée noire, vous pouvez le traduire en volume d'eau contaminée et perdue."

Ce qui est important, c'est d'évaluer le coût total de toute technologie, a déclaré Weinthal. "Nous devons nous diriger vers les énergies renouvelables, solaires et éoliennes, mais ce faisant, nous devons reconnaître que pour toute forme d'infrastructure énergétique, même s'il s'agit d'énergies renouvelables, il peut y avoir des coûts en matière d'eau. Il faut pensez à l'empreinte eau de toute forme de production d'énergie », a-t-elle déclaré.

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