Les gouvernements et les sociétés du monde entier sont confrontés à une urgence croissante pour répondre au changement climatique en accélérant la transition vers un système énergétique à faible émission de carbone, mais des points de vue divergents subsistent sur la combinaison de technologies énergétiques qui permettra le mieux d'atteindre cet objectif. L'identification des filières technologiques est compliquée par les grandes incertitudes liées aux facteurs économiques et technologiques.

Mort Webster et une équipe de chercheurs de Penn State ont développé un modèle pour aider à recadrer les discussions sur la transition énergétique. Leur modèle démontre la valeur des stratégies d'investissement flexibles et que de nombreuses voies sont nécessaires pour atteindre les objectifs de réduction des émissions définis dans l'Accord de Paris.

Webster espère que leurs conclusions, publiées dans Environmental Science &Technology , renversera les recommandations politiques émergeant de la littérature de recherche appelant à adopter des hypothèses étroites qui favorisent ou limitent certaines technologies tout en avançant des recommandations de portefeuille très spécifiques. La raison est simple :l'avenir est difficile à prédire.

"Il existe de nombreuses analyses et simulations intéressantes, mais beaucoup disent" c'est le chemin "et tracent une ligne parfaitement prévisible menant directement à l'année 2050", a déclaré Webster, professeur d'ingénierie énergétique au Penn State's College of Earth and Mineral. Les sciences. "Cependant, il y a deux ans, le gaz naturel coûtait 3 $ le gallon, et cet été, il est passé à 9 $ en Californie. Personne n'a vu cela venir. Comment pouvons-nous prévoir les coûts ou la quantité de carburant que nous utiliserons en 2049 ?"

Webster a noté que les modèles de planification avec des mandats ciblés et des recommandations spécifiques sont bien intentionnés, mais la réticence à faire face à l'incertitude limite leur caractère pratique. À l'inverse, Webster voit l'intérêt de préserver les options et même de reporter certaines décisions, ce qui suit un concept scientifique de décision établi de longue date connu sous le nom de valeur d'option.

Webster voit des avantages à diviser les modèles de planification en deux stratégies d'investissement distinctes, à court terme et à long terme, comme un moyen plus prometteur de relever le défi de retirer la capacité de production d'électricité existante pour les nouvelles technologies. La flexibilité acquise en reconnaissant simplement que nous sommes plus certains des conditions à court terme, que dans ces décennies, permet d'éviter l'approche sélective que l'on trouve dans la plupart des publications académiques et industrielles.

La proposition de l'équipe n'est pas sans défis. De nombreuses stratégies à court et à long terme offrent des recommandations contradictoires en raison des vastes quantités d'investissement en capital, de temps et d'infrastructure que nécessitent certaines technologies. Pour Webster, cela souligne simplement l'importance d'élargir le portefeuille technologique en mettant l'accent sur l'adaptabilité.

"Nous n'avons pas besoin de tout faire aujourd'hui, ce que nous devons faire dans 30 ans. Faisons certaines choses maintenant et donnons-nous la possibilité de changer d'avis en fonction de l'évolution des choses avant de faire le reste des investissements", dit Webster.

L'équipe de Webster a testé sa proposition en simulant son modèle avec 2 000 scénarios différents de conditions futures afin d'identifier les meilleures voies technologiques qui minimisent les coûts totaux moyens pour tous les futurs. L'exploitation et l'entretien, les nouvelles constructions, les coûts variables liés au carburant et les autres coûts de production ont été calculés en tant que coûts. Pour garantir la faisabilité, des pénalités pour la demande d'électricité non satisfaite ont également été incluses.

L'étude de cas a comparé les options d'investissement dans les technologies énergétiques telles que le nucléaire, le gaz naturel, le solaire, l'éolien, la géothermie et le charbon, avec et sans captage du carbone. L'analyse a montré qu'un petit nombre de types de portefeuilles comprenant l'éolien, le solaire et le gaz naturel avec captage du carbone fonctionnaient bien pour un nombre important d'avenirs possibles, tandis que d'autres combinaisons n'étaient pas compétitives dans aucun avenir.

Le résultat spécifique n'a pas surpris l'équipe. L'analyse, qui tient compte de l'incertitude, de la valeur de l'option et des groupes technologiques qui fonctionnent bien lorsqu'ils sont combinés, a démontré l'utilité limitée des déclarations selon lesquelles une technologie particulière peut ou ne peut pas contribuer à un avenir à faible émission de carbone ou qu'un engagement devrait être pris envers une technologie spécifique. portefeuille à long terme. Les modèles ont également signalé que les politiques à court terme devraient se concentrer sur les investissements au cours de la prochaine décennie qui progressent vers les engagements de décarbonisation sans exclure les options pour des investissements futurs supplémentaires.

Webster, qui est membre du corps professoral du département de génie énergétique et minéral de la famille John et Willie Leone, a déclaré que les résultats suivent l'approche collective du département et de l'université.

"Dans notre département, nous adoptons une approche à l'échelle du système et cherchons toujours dans plusieurs disciplines et ressources", a déclaré Webster. "Nous sommes des scientifiques et des ingénieurs qui travaillons sur le pétrole, le charbon, le solaire ou le stockage d'énergie, mais plutôt que de promouvoir une source d'énergie ou une technologie particulière, nous voyons que nous pouvons tous collectivement faire partie de la solution à ce défi complexe."

Webster pense que recadrer la conversation aidera les décideurs à éviter les plans spécifiques à un scénario qui conduisent souvent à des plans à court terme incohérents ou à des actions timides.

"Si nous voulons atteindre une réduction cumulée des émissions de 80% d'ici 2050, nous devons accepter l'incertitude et prendre dès maintenant des mesures stratégiques flexibles afin que nous puissions nous orienter vers la direction que prendra l'avenir", a déclaré Webster. + Explorer plus loin

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