Pour éviter une augmentation substantielle de la pénurie d'eau, les plantations de biomasse pour la production d'énergie nécessitent une gestion durable de l'eau, une nouvelle étude montre. La bioénergie est fréquemment considérée comme l'une des options de réduction des gaz à effet de serre pour atteindre les objectifs climatiques de Paris, surtout s'il est combiné avec la capture du CO 2 à partir de centrales à biomasse et son stockage souterrain. Pourtant, la croissance des plantations bioénergétiques à grande échelle dans le monde ne nécessite pas seulement de la terre, mais aussi des quantités considérables d'eau douce pour l'irrigation, ce qui peut être en contradiction avec le respect des limites planétaires de la Terre. Les scientifiques ont maintenant calculé dans leurs simulations informatiques les plus détaillées à ce jour combien de stress hydrique supplémentaire pourrait entraîner pour les personnes dans le monde dans un scénario d'irrigation conventionnelle et d'utilisation durable de l'eau douce.

« Irrigation des futures plantations de biomasse pour la production d'énergie sans gestion durable de l'eau, combinée à la croissance démographique, pourrait doubler à la fois la superficie mondiale et le nombre de personnes en situation de stress hydrique sévère d'ici la fin du siècle, selon nos simulations informatiques, ", déclare l'auteur principal Fabian Stenzel de l'Institut de Potsdam pour la recherche sur l'impact climatique (PIK) qui a développé l'idée de recherche dans le cadre du programme d'été des jeunes scientifiques de l'Institut international d'analyse des systèmes appliqués (IIASA). " Cependant, la gestion durable de l'eau pourrait presque réduire de moitié le stress hydrique supplémentaire par rapport à un autre scénario analysé de changement climatique fort non atténué par la production de bioénergie. »

Une réglementation politique et des améliorations à la ferme sont nécessaires

« La gestion durable de l'eau signifie à la fois une réglementation politique - telle que des systèmes de tarification ou d'allocation de l'eau - pour réduire les quantités d'eau prélevées dans les rivières ainsi que des améliorations à la ferme pour une utilisation plus efficace de l'eau, ", explique la co-auteure Sylvia Tramberend de l'IIASA. Cela pourrait inclure des citernes pour la collecte des eaux de pluie ou le paillage pour réduire l'évaporation. " De plus, la gestion durable de l'eau comprend la préservation de débits fluviaux fiables pour garantir des écosystèmes non perturbés dans et le long des rivières. La gestion des cours d'eau en amont et en aval peut en fait nécessiter une coopération internationale appelant à une gestion plus transfrontalière des cours d'eau ainsi qu'entre les différents utilisateurs de l'eau - c'est le défi à venir pour la gestion intégrée des ressources en eau.

Un réchauffement climatique largement non atténué associé à une croissance démographique augmenterait le nombre de personnes en situation de stress hydrique d'environ 80 % dans les simulations. Une utilisation accrue de la bioénergie avec le captage et le stockage du carbone pourrait limiter le changement climatique :lorsque les plantes poussent, ils prennent du CO 2 de l'air et le construisent dans leurs troncs, brindilles et feuilles. Si cette biomasse est brûlée dans des centrales électriques et que le CO 2 est capté dans les pots d'échappement et stocké sous terre (captage et stockage du carbone, en bref CCS), cela peut éventuellement aider à réduire la quantité de gaz à effet de serre dans notre atmosphère - les scientifiques appellent cela des "émissions négatives".

Dans de nombreux scénarios, ceux-ci sont considérés comme nécessaires pour atteindre des objectifs ambitieux d'atténuation du changement climatique si les réductions directes des émissions sont trop lentes, et pour équilibrer les éventuelles émissions de gaz à effet de serre résiduelles difficiles ou impossibles à réduire, par exemple potentiellement dans l'aviation, certains types d'industries ou dans l'élevage.

La rareté de l'eau reste un énorme défi

« Selon les scénarios existants, les plantations de biomasse pourraient augmenter jusqu'à 6 millions de kilomètres carrés si le réchauffement climatique devait être limité à 1,5 degré Celsius d'ici la fin du siècle, le plus ambitieux des deux objectifs de température de l'Accord de Paris, ", déclare le co-auteur Dieter Gerten de PIK. "Nous utilisons ces entrées de scénario pour exécuter des simulations dans notre modèle mondial haute résolution de la végétation et du bilan hydrique afin d'explorer les implications pour l'eau douce. Alors qu'une irrigation substantielle impliquée dans un scénario bioénergie plus CSC incluant la croissance démographique suggère une augmentation de 100 % du nombre de personnes confrontées à un stress hydrique, l'associer à une gestion durable de l'eau ramène ce chiffre à 60 %. Cette, bien sûr, est encore une augmentation, des compromis tellement difficiles sont sur la table. "

Les régions qui souffrent déjà aujourd'hui de stress hydrique seraient les plus affectées dans le scénario de changement climatique, comme la Méditerranée, Moyen-orient, nord-est de la Chine, Sud-est et sud-ouest de l'Afrique. Dans le scénario bioénergie plus CSC sans gestion durable de l'eau, le stress hydrique élevé s'étend à certaines régions non affectées, comme l'est du Brésil et une grande partie de l'Afrique subsaharienne. Ici, de vastes zones de plantation de biomasse nécessitant une irrigation sont supposées dans le scénario analysé.

Les objectifs de développement durable et les limites planétaires doivent être pris en compte

L'atténuation du changement climatique est l'un des objectifs de développement durable (ODD) que le monde s'est engagé à atteindre. Le lien eau-énergie-environnement étudié dans cette recherche souligne que les voies vers la durabilité doivent prendre en compte tous les ODD concernés.

"Les chiffres montrent que de toute façon, la gestion durable de l'eau est un défi à relever de toute urgence, " dit le co-auteur Wolfgang Lucht, responsable du département de recherche Earth System Analysis de PIK. « Cette nouvelle étude confirme que les mesures actuellement envisagées pour stabiliser notre climat, dans ce cas bioénergie plus CSC, doit prendre en compte un certain nombre d'autres dimensions de notre système Terre – les cycles de l'eau en font partie. Les risques et les compromis doivent être soigneusement examinés avant de lancer des politiques à grande échelle qui établissent des marchés et des infrastructures de biomasse. Le concept de limites planétaires considère l'ensemble du système terrestre, y compris, mais sans s'y limiter, le climat. En particulier, l'intégrité de notre biosphère doit être reconnue pour protéger un espace d'exploitation sûr pour l'humanité. »