Lorsque l'Environmental Protection Agency a finalisé le Clean Power Plan en 2015, elle a exercé son autorité pour réglementer les émissions de dioxyde de carbone afin de protéger le bien-être public. Le plan, maintenant au centre d'un débat qui s'intensifie, a également mis la nation sur la bonne voie pour atteindre ses objectifs dans le cadre de l'Accord de Paris sur le climat. Étant donné que d'autres polluants sont émis par les centrales électriques, ainsi que le dioxyde de carbone, la recherche a montré que les normes d'émission de carbone pour le secteur de l'électricité sont bénéfiques pour la santé humaine. De nouvelles recherches publiées aujourd'hui montrent qu'elles seraient également bénéfiques pour les cultures et les arbres.

L'étude, « Estimation des co-bénéfices potentiels de productivité pour les cultures et les arbres à partir de la réduction de l'ozone avec les normes de carbone du plan énergétique américain pour le charbon, " a été récemment publié dans le Journal of Geophysical Research Atmosphères et rédigé par des chercheurs de l'Université Drexel, Université de Syracuse, Université de Boston, et l'Université de Harvard, convoquée par le Science Policy Exchange. Il s'agit de la première étude à modéliser l'impact sur l'écosystème de politiques contrastées, dont l'un était similaire au Clean Power Plan.

"En évaluant l'impact réglementaire du Clean Power Plan, l'EPA a estimé les avantages monétaires de la réduction des émissions de dioxyde de carbone, ainsi que la quantification et la monétisation de certains bénéfices de santé publique, comme la réduction de la mortalité et de la morbidité prématurées dues aux particules ou à l'exposition à l'ozone, " écrivent les chercheurs. " L'EPA n'a pas quantifié les co-bénéfices pour les cultures et les arbres mais a traité ces co-bénéfices qualitativement. "

Selon l'étude, qui comprenait une option similaire au Clean Power Plan, la réduction correspondante de carbone, les émissions d'azote et de soufre des centrales électriques au charbon signifieraient également une diminution de l'ozone troposphérique, un inhibiteur connu de la croissance des plantes. Et en modélisant ces réductions en 2020, les chercheurs ont découvert qu'ils donneraient une impulsion significative à la productivité des cultures indicatrices clés, comme le maïs, coton, soja et pomme de terre; ainsi que plusieurs essences d'arbres.

"Nos résultats suggèrent que des cultures comme le maïs, le soja et le coton pourraient bénéficier de gains de productivité substantiels sous des normes carbone modérées pour les centrales électriques, " a déclaré Shannon Capps, Doctorat, professeur adjoint au Collège d'ingénierie de Drexel et auteur de l'étude. "Avec des politiques similaires à celles du Clean Power Plan, nous prévoyons une réduction de plus de 15 % des pertes de productivité du maïs dues à l'exposition à l'ozone, par rapport au statu quo, et environ la moitié pour le coton et le soja. En fonction des fluctuations de la valeur marchande de ces cultures au cours des prochaines années, cela pourrait signifier des gains de dizaines de millions de dollars pour les agriculteurs, en particulier dans des régions comme la vallée de la rivière Ohio, où les centrales électriques contribuent actuellement à l'ozone troposphérique."

L'équipe a utilisé trois scénarios politiques qui englobent une gamme d'objectifs d'émissions et de mesures de réduction, et ils ont comparé chaque scénario politique avec un cas de référence « comme d'habitude » qui représente les politiques actuelles en matière d'air pur, ainsi que la demande d'énergie et les projections du marché.

Puis, en utilisant un modèle informatique largement utilisé pour aider à guider la prise de décision au niveau de l'État pour la conformité aux normes nationales de qualité de l'air ambiant, le groupe a généré une projection détaillée de ce à quoi ressemblerait la couche d'ozone de surface à travers le pays selon chaque scénario politique jusqu'en 2020.

L'équipe a examiné les conséquences d'une baisse de l'ozone pour cinq cultures dont la principale saison de croissance s'étend de juin à août, qui est la période où l'ozone troposphérique est connu pour être à son maximum. Ils ont également évalué les conséquences pour 11 espèces d'arbres, y compris le peuplier de l'Est, cerise noire, peuplier faux-tremble et plusieurs espèces de pin. Ces cultures et ces arbres ont été utilisés comme indicateurs standard dans la recherche environnementale. Sur la base de recherches antérieures menées par des spécialistes des cultures et des arbres, l'équipe a pu relier les résultats d'exposition à l'ozone de leurs modèles à la productivité des espèces cultivées et arborescentes.

"L'option la plus similaire au Clean Power Plan présente les gains de productivité estimés les plus importants pour les cultures et les arbres que nous avons étudiés, " a déclaré Capps. " L'amélioration du rendement des cultures et de la croissance des arbres était fortement liée au niveau de réduction des émissions de dioxyde de carbone et à l'adoption d'une énergie plus propre atteints par la politique. "

Dans le scénario du statu quo, la productivité du soja, pommes de terre, et le coton est réduit d'environ 1,5 pour cent, avec seulement de légers impacts sur le maïs. Ces niveaux de production ne s'améliorent que légèrement dans le cadre d'un scénario politique qui n'inclut que des mesures "à l'intérieur de la clôture" telles que l'amélioration de l'efficacité des centrales électriques au charbon.

Un deuxième scénario, qui ressemble le plus au Clean Power Plan et inclut l'efficacité énergétique du côté de la demande, substituer des centrales au gaz naturel à faibles émissions et l'énergie solaire et éolienne à zéro émission dans le mix énergétique produit des résultats plus importants. La production potentielle de maïs perdue à cause de l'exposition à l'ozone dans le scénario de référence est réduite de 15,7 pour cent, les pertes de soja sont réduites de 8,4 pour cent et les pertes de coton sont diminuées de 6,7 pour cent.

Dans le troisième scénario, qui reflète la tarification du carbone, et réalise des réductions d'émissions similaires à celles du deuxième scénario, les chercheurs prévoient des réductions légèrement inférieures des pertes induites par l'ozone pour le maïs (12,1 %), le soja (6,6 pour cent) et le coton (3,8 pour cent).

Productivité des essences d'arbres, tel que mesuré en rendement de biomasse par rapport au scénario de référence, suggère également que les plantes bénéficieront des politiques de réduction de la couche d'ozone. Les espèces d'arbres avec le plus grand potentiel de pertes de productivité, merisier noir et peuplier de l'Est, montrent des réductions de 7,6 et 8,4 pour cent des réductions projetées de la biomasse induite par l'ozone, respectivement, dans le scénario le plus proche du Clean Power Plan.

"Notre travail montre l'importance de considérer les co-bénéfices des politiques énergétiques de notre pays à l'avenir, " dit Charles Driscoll, Doctorat, professeur à l'Université de Syracuse et co-auteur de l'étude. « Ces avantages pour les personnes et les plantes sont presque immédiats et se produisent dans les communautés urbaines et rurales des États-Unis. "

Les membres de l'équipe analysent également les co-bénéfices des normes de carbone des centrales électriques pour réduire la brume régionale et les pluies acides et mènent de nouvelles recherches sur les co-bénéfices du plan final d'énergie propre par rapport aux différents futurs politiques énergétiques.