Les conclusions complètes de l'Université d'État du Colorado ont été présentées dans Nature Communications Earth &Environment. dans une étude unique en son genre. Les travaux du Walter Scott, Jr. College of Engineering explorent les compromis économiques potentiels liés au passage à des infrastructures vertes et à des solutions technologiques qui vont au-delà des pratiques existantes de traitement des eaux grises.

S'appuyant sur des données collectées dans plus de 22 000 installations, le rapport fournit des mesures de base complètes et explore la relation entre les émissions, les coûts et les capacités de traitement pour les exploitants de services publics et les décideurs.

Braden Limb est le premier auteur de l'article et titulaire d'un doctorat. étudiant au Département d'ingénierie des systèmes. Il est également associé de recherche au Département de génie mécanique. Il a déclaré que les résultats constituent une première étape clé pour catégoriser et comprendre les solutions vertes potentielles pour les eaux usées.

"Ces résultats tracent une ligne dans le sable qui montre quel est le potentiel d'adoption d'approches vertes dans ce domaine, à la fois en termes d'argent économisé et de réduction totale des émissions", a-t-il déclaré. "C'est un point de départ pour comprendre quelles voies s'offrent à nous aujourd'hui et comment les stratégies de financement peuvent faire passer le traitement de l'eau d'un problème quelque peu local à un problème qui peut être abordé à l'échelle mondiale grâce à des incitations commerciales."

La recherche a été réalisée en partenariat avec l'Université du Colorado à Boulder et l'Université Brigham Young. Les résultats portent à la fois sur le traitement de l'eau à partir de sources ponctuelles et sur les sources diffuses de pollution de l'eau.

Les installations traditionnelles de traitement de l’eau à source ponctuelle, telles que les stations d’épuration, éliminent les nutriments problématiques comme l’azote et le phosphore avant de remettre l’eau en circulation. Ce système d'infrastructure grise, comme on l'appelle, est surveillé par l'Environmental Protection Agency.

Cependant, les normes réglementaires pourraient se durcir à l’avenir, et les installations auraient besoin de plus d’énergie, et donc de plus d’émissions, pour atteindre les nouveaux seuils autorisés. Les installations existantes représentent déjà 2 % de la consommation totale d'énergie aux États-Unis et 45 millions de tonnes de CO₂ émissions, a déclaré Limb.

Une autre source importante de contamination de l’eau douce aux États-Unis provient d’activités diffuses telles que le ruissellement d’engrais provenant de l’agriculture qui se déverse dans les rivières. D'autres sources diffuses de pollution peuvent provenir des incendies de forêt, aidés par le changement climatique, ou du développement urbain, par exemple.

Limb a déclaré qu'au lieu de construire davantage d'installations de traitement d'infrastructures grises pour répondre à ces sources croissantes, le document explore des approches vertes financées par les marchés du carbone qui peuvent s'attaquer simultanément aux deux types.

"Il pourrait y avoir une transition vers des solutions fondées sur la nature, comme la construction de zones humides ou le reboisement, au lieu de construire une énième installation de traitement", a-t-il déclaré. "Ces options pourraient séquestrer plus de 4,2 millions d'émissions de dioxyde de carbone par an sur un horizon de 40 ans et présenter d'autres avantages complémentaires que nous devrions viser, tels que des coûts globaux moins élevés."

Le financement du carbone est un mécanisme visant à atténuer le changement climatique en encourageant les activités qui réduisent les émissions ou les séquestrent de l'atmosphère. Les entreprises achètent volontairement des « crédits » sur un marché libre qui représentent une réduction ou une élimination du carbone de l'atmosphère qui peut être réalisée de diverses manières. Ce crédit compense les émissions de l'institution liées à ses opérations dans la mesure où elle vise à atteindre ses objectifs de développement durable.

Ces métiers encouragent le développement d'activités durables et peuvent également fournir une source d'argent frais pour développer ou intensifier de nouvelles approches.

Bien qu’il existe des marchés de financement similaires pour l’eau, le problème est initialement plus localisé que pour la qualité de l’air et le carbone. Cette dynamique a limité la valeur des échanges sur le marché de l’eau dans le passé. Le document suggère que ces marchés existants pourraient être améliorés et que les marchés du carbone pourraient également être exploités pour modifier certaines des incitations financières dont bénéficient les agriculteurs en matière de traitement de l'eau et des impacts de leur activité.

Les chercheurs ont découvert que l'utilisation des marchés pourrait générer 679 millions de dollars de revenus par an, ce qui représente une opportunité de motiver davantage les solutions d'infrastructures vertes au sein des programmes d'échange de qualité de l'eau afin de répondre aux normes réglementées.

Le professeur de génie mécanique Jason Quinn est co-auteur de l'étude. Il a déclaré que les résultats présentaient certaines limites, mais qu'il s'agissait d'une première étape importante pour modéliser à la fois le problème et les opportunités disponibles actuellement. Il a déclaré que les résultats de l'article ont soutenu de nouvelles recherches à la CSU avec la National Science Foundation pour développer davantage la méthodologie nécessaire en matière de crédit carbone avec les parties prenantes.

"C'est la première fois que nous étudions simultanément la qualité de l'air et de l'eau :l'eau est locale et le carbone est mondial", a-t-il déclaré. "Mais en réunissant ces mécanismes de marché, nous pouvons capitaliser sur une fenêtre d'opportunité pour accélérer l'amélioration des rivières américaines alors que nous passons à une énergie renouvelable et restaurons l'avenir des bassins versants."