L'hydroélectricité est la principale source d'énergie dans la région amazonienne, le plus grand bassin fluvial du monde et un point chaud pour le développement futur de l'hydroélectricité. Cependant, un nouveau Changement environnemental mondial étude prévient que dans les décennies à venir, les réductions des précipitations et des débits fluviaux induites par le changement climatique réduiront la capacité hydroélectrique de l'Amazonie.

Les auteurs de l'étude ont examiné 351 projets hydroélectriques proposés dans le bassin amazonien. Leurs résultats suggèrent que les changements hydrologiques d'ici le milieu du siècle réduiront la production d'hydroélectricité à de nombreux endroits. Alors que le débit des rivières devient de plus en plus variable et que la production hydroélectrique diminue, les sources d'énergie alternatives comme le solaire et l'éolien devraient devenir de plus en plus importantes.

Co-auteur Stephen Hamilton, écologiste des écosystèmes au Cary Institute of Ecosystem Studies, explique, « Les projets hydroélectriques dans le bassin amazonien sont conçus pour fonctionner sous des régimes de débit basés sur les niveaux historiques des rivières. Le changement climatique perturbe ces modèles, ce qui signifie que de nombreux projets existants et proposés ne seront probablement pas aussi efficaces dans des conditions futures. »

En utilisant plusieurs scénarios de changement climatique définis par le GIEC, l'équipe a modélisé les changements à l'échelle continentale des précipitations et du débit des rivières pour voir où et comment la production hydroélectrique est susceptible de changer. Ils ont également estimé les changements dans les coûts de l'énergie, comparer les coûts de l'hydroélectricité à l'énergie solaire et éolienne dans la région amazonienne.

Changements à l'échelle du continent dans les précipitations et le ruissellement, qui influencent le débit de la rivière, ont été estimées à l'aide de modèles de circulation générale qui utilisent des données climatiques pour projeter les tendances futures des précipitations. Les entrées comprennent des informations sur la température de l'air, humidité, vitesse du vent, radiation solaire, pression, et les précipitations. La puissance de sortie sur les sites de barrage proposés a été estimée à l'aide d'informations sur les débits fluviaux maximum et minimum à chaque site dans les conditions climatiques actuelles et futures.

Le « coût actualisé de l'énergie » (LCOE) – le prix unitaire de l'énergie nécessaire pour qu'un projet de production d'énergie atteigne le seuil de rentabilité – a été utilisé pour déterminer comment le changement climatique modifierait le coût de l'énergie et la faisabilité du projet. LCOE prend en compte les coûts de construction, en fonctionnement, et l'entretien des centrales énergétiques proposées. L'équipe a effectué des projections sous courant, intermédiaire, et les pires scénarios de changement climatique. Ils ont également comparé les coûts projetés de l'hydroélectricité aux coûts de mise en œuvre de projets d'énergie éolienne ou solaire.

Ils ont découvert qu'au milieu du siècle, les débits fluviaux sur les sites de barrage proposés à travers le bassin amazonien devraient diminuer de 13 à 20 % dans l'ensemble, avec une grande variabilité régionale. Les déclins dans l'est (l'Amazonie brésilienne) vont de 18 à 23 %. A l'ouest (pays andins amazoniens), où les précipitations sont susceptibles d'augmenter, les flux pourraient augmenter de 1,5 à 2,5 %. La production d'énergie devrait refléter ces changements dans le débit des rivières. Les débits de plus en plus variables dans les affluents de l'Amazonie brésilienne signifient que cette région est susceptible d'être la plus gravement touchée.

Auteur principal Rafael Almeida, un chercheur postdoctoral à l'Université Cornell qui était auparavant un étudiant diplômé invité à Cary, explique, « Les barrages hydroélectriques au fil de l'eau sont conçus pour fonctionner dans une plage particulière de débits. Des débits trop faibles ne produiront pas d'électricité, et les débits trop élevés doivent être « renversés », causer des problèmes, et ne pas générer de puissance supplémentaire. Alors que l'Amazonie brésilienne connaît une plus grande variabilité des précipitations, avec des « hauts » plus élevés, plus bas, et moins de périodes de débit optimal, cela signifiera que les centrales hydroélectriques proposées fonctionneront moins souvent à pleine capacité. »

Dans les régions où la production d'énergie hydroélectrique devrait diminuer, les coûts de l'énergie augmenteront — dans certaines régions, drastiquement. Au Brésil, le coût actualisé de l'énergie pour les barrages proposés pourrait augmenter de 52 à 105 %.

Almeida dit, « Nous nous attendions à une baisse de la compétitivité de l'hydroélectricité amazonienne en raison du changement climatique, mais l'ampleur projetée est stupéfiante. En regardant les barrages proposés pour le Brésil, le coût auquel l'électricité devrait être vendue pour rentabiliser pleinement les investissements en capital pourrait plus que doubler pour un quart des sites proposés. »

Hamilton dit, « Les centrales hydroélectriques prennent beaucoup de temps à planifier et à construire. Bon nombre des projets proposés, s'il est terminé, serait en ligne vers le milieu du siècle. Au moment où ces barrages sont construits, beaucoup ne seront pas aussi fiables ou rentables que prévu en raison du changement climatique. Pendant ce temps, le solaire et l'éolien devraient devenir plus compétitifs sur le plan économique, conférant une plus grande sécurité avec moins de coûts environnementaux que l'hydroélectricité. Les barrages bloquent les migrations des poissons, inonder les milieux en amont, et modifier les modèles d'écoulement de la rivière en aval, tous causant de graves impacts écologiques et sociaux.

L'hydroélectricité doit être conçue pour fonctionner de concert avec des sources d'énergie alternatives comme l'énergie solaire et éolienne afin que les périodes de faible débit des rivières ne perturbent pas les réseaux électriques qui fournissent l'énergie vitale aux villes et aux industries. Les nouvelles installations hydroélectriques doivent être soigneusement situées dans des endroits où les débits sont plus fiables, et conçu pour fonctionner sur une plus large gamme de flux que l'expérience historique ne le laisserait penser. »

Almeida conclut, « Les planificateurs énergétiques doivent se concentrer sur la résilience climatique. Le Brésil, par exemple, compte plus de 200 millions d'habitants et l'hydroélectricité est la principale source d'énergie. Cette année, Les réservoirs hydroélectriques brésiliens sont à des niveaux record en raison d'une sécheresse extrême ; par conséquent, Le Brésil devra peut-être commencer à rationner son électricité. Pour assurer la sécurité énergétique à l'avenir, il faudra diversifier les sources d'énergie pour inclure le solaire et l'éolien, et l'adaptation des plans hydroélectriques aux futurs débits fluviaux, et non historiques. »