La Californie bat des records d’énergie renouvelable, mais les combustibles fossiles ne s’estompent pas : NPR

Par un doux dimanche après-midi, la Californie a franchi une étape historique dans la quête d’une énergie propre. Le soleil brillait, le vent soufflait et le 8 mai, l’État a produit suffisamment d’électricité renouvelable pour répondre à 103 % de la demande des consommateurs. Cela a battu un record établi une semaine plus tôt de 99,9 %.

Les experts en énergie disent que la chute des records est un signe des progrès remarquables réalisés par les énergies renouvelables. Mais cela ne signifie pas que les combustibles fossiles étaient hors de propos.

Alors même que le record était battu, des centrales électriques au gaz naturel fonctionnaient toujours en Californie.

Parce que malgré la croissance spectaculaire des énergies renouvelables, éteindre l’électricité au gaz naturel n’est toujours pas possible en Californie. La raison est due à un moment délicat de la journée : lorsque le soleil se couche et que les fermes solaires cessent de produire. La Californie doit remplacer cette électricité rapidement et de manière transparente par d’autres sources, comme l’hydroélectricité et le gaz naturel.

L’État construit rapidement d’énormes projets de batteries à cette fin, afin que l’énergie produite pendant la journée puisse être stockée pour être utilisée au coucher du soleil. Mais jusqu’à présent, c’est encore une petite fraction de ce qui est nécessaire.

C’est un signe que, même si la Californie et plus d’une douzaine d’autres États s’efforcent d’atteindre des objectifs à long terme consistant à obtenir 100 % d’énergie propre toute l’année, le sevrage des combustibles fossiles n’est pas une tâche simple.

“Leur rôle ne va pas disparaître tant que nous n’aurons pas un substitut au service fourni par la production de gaz naturel”, déclare Arne Olsen, associé principal chez Energy + Environmental Economics, un groupe de réflexion sur l’énergie. “La bonne nouvelle est que vous pouvez parcourir un très long chemin simplement en ajoutant de l’éolien, du solaire et des batteries à notre réseau actuel.”

Comment la Californie a atteint 100% d’énergie renouvelable

Le printemps est une période idéale de l’année pour les énergies renouvelables en Californie. Les jours s’allongent, donc l’énergie solaire est en hausse. L’énergie éolienne et l’hydroélectricité des barrages bourdonnent et les températures douces signifient que les climatiseurs ne sont pas activés, de sorte que la demande d’électricité est encore relativement faible.

Pendant environ une heure le 30 avril, les opérateurs de réseau de l’ISO (California Independent System Operator), qui dessert environ 80 % de l’État, ont eu suffisamment d’électricité provenant de barrages solaires, éoliens, géothermiques et de petites centrales hydroélectriques pour répondre à toute la demande dans leur Une plus grande quantité d’énergie était générée que nécessaire à ce moment-là, donc une partie a été exportée vers d’autres États occidentaux.

“C’est tout un exploit car cela démontre que si vous pouvez le faire pendant une heure instantanée, vous pouvez le faire pendant de plus longues périodes”, a déclaré Mark Rothleder, vice-président senior de l’ISO de Californie.

Les records ont chuté régulièrement au printemps au cours des dernières années, en raison de l’expansion spectaculaire des fermes solaires. L’énergie renouvelable, y compris les panneaux solaires sur les toits des bâtiments, a plus que triplé dans l’État depuis 2005. En 2019, 63 % de l’électricité de l’État provenait de sources sans carbone, notamment les énergies renouvelables, l’hydroélectricité et le nucléaire.

Pourquoi les centrales au gaz naturel fonctionnaient encore

Pourtant, au moment où le record est tombé, les centrales électriques au gaz naturel produisaient environ 10% de l’électricité sur le réseau ISO de Californie, y compris l’électricité exportée hors de l’État. C’est parce que ces centrales électriques sont toujours essentielles pour garder les lumières allumées plus tard dans la journée.

Lorsque le soleil se couche, l’énergie solaire disparaît rapidement du réseau, ce qui signifie que les opérateurs du réseau doivent activer d’autres sources d’électricité. L’offre et la demande doivent rester délicatement équilibrées, afin que l’ensemble du système ne tombe pas en panne.

Pour remplacer le solaire au coucher du soleil, la Californie utilise généralement l’hydroélectricité, les importations d’autres États et les centrales électriques au gaz naturel. Mais la plupart des grandes usines de gaz naturel sont des installations industrielles massives qui ne sont pas conçues pour démarrer rapidement. Beaucoup prennent 4 à 8 heures pour s’allumer, donc pour les utiliser au coucher du soleil, ils doivent déjà fonctionner pendant la journée.

“Nous les soutenons aussi loin qu’ils peuvent aller”, déclare Rothleder. “Tout ce qui est en dessous de cela, nous devrons les éteindre. Mais la décision est que si vous les éteignez, vous ne les aurez peut-être pas quand vous en aurez besoin quelques heures plus tard.”

Cela signifie que même lorsqu’il y a beaucoup d’énergie solaire pendant la journée, l’énergie au gaz naturel fait toujours partie du mix énergétique. En fait, certains jours, les fermes solaires doivent s’éteindre parce qu’il y a tout simplement trop d’électricité sur le réseau.

La Californie s’efforce de stocker l’énergie renouvelable supplémentaire générée pendant la journée afin qu’elle soit disponible plus tard dans la soirée. De grands projets de batteries voient le jour dans tout l’État et au cours des deux dernières années et demie seulement, le stockage d’énergie a été multiplié par 20 en Californie.

“Plus nous pouvons obtenir de stockage en ligne pouvant être chargé par l’énergie solaire, meilleures sont nos chances de nous assurer que lorsque l’État a le plus besoin d’électricité, c’est le plus propre possible”, déclare Shannon Eddy, directrice exécutive du Large -Association Solaire Échelle.

Les combustibles fossiles resteront probablement dans les parages pendant des décennies

Pourtant, les batteries ne représentent qu’une petite fraction de la puissance nécessaire lorsque le soleil se couche, tout au plus quelques pour cent. Ainsi, même avec les objectifs ambitieux de l’État en matière de changement climatique, l’industrie du gaz naturel n’envisage pas la sortie de si tôt.

“Nous soutenons vivement les nouvelles technologies et l’innovation et la décarbonisation du réseau”, déclare Alex Makler, vice-président senior pour la région Ouest de Calpine Corporation, qui gère un certain nombre d’usines de gaz naturel en Californie. “Mais il y a certaines choses que la flotte de gaz naturel fait très bien et qui ne peuvent pas être remplacées facilement ou économiquement à ce stade.”

Des études portant sur la manière dont la Californie peut atteindre une électricité 100 % sans carbone d’ici 2045 révèlent que le gaz naturel continuera de jouer un rôle pendant plusieurs décennies. Selon la propre analyse de l’État, la majorité des centrales électriques au gaz naturel fonctionnent toujours en 2045, même lorsque l’objectif est censé être atteint.

En effet, la loi précise que 100 % des ventes d’électricité au détail doivent être sans carbone, ce qui ne comprend que l’électricité qui atteint les clients. La Californie produit plus d’électricité que cela, car environ 15 % de l’électricité produite est perdue lors de la transmission avant d’être vendue.

Cela signifie que les centrales électriques au gaz naturel pourraient techniquement continuer à fonctionner en 2045 lorsque l’État atteindra la référence de 100 %, car il existe une échappatoire qui signifie qu’environ 15 % de l’électricité produite ne doit pas nécessairement être sans carbone.

Aujourd’hui, les centrales électriques au gaz naturel sont globalement de moins en moins utilisées à mesure que les énergies renouvelables se développent en Californie, ce qui signifie moins de revenus pour ces entreprises. Mais sur le marché de l’énergie de l’État, les centrales électriques reçoivent des paiements non seulement pour l’électricité qu’elles produisent, mais simplement pour être disponibles lorsque l’État en a le plus besoin. Les centrales au gaz naturel dépendent de plus en plus de ce flux de revenus.

“Nous nous attendons à ce que le rôle des générateurs de gaz naturel continue d’évoluer”, a déclaré Makler. “Qu’ils passent de la fourniture de l’essentiel de l’électricité à la fourniture d’un produit d’assurance – la capacité en attente pour assurer la fiabilité.”

Pourtant, les entreprises de combustibles fossiles en Californie savent que leur temps est compté. Chez Calpine, Makler dit qu’ils travaillent sur des projets qui transformeraient les projets de gaz naturel en sources d’énergie sans carbone. Un projet pilote capterait les émissions de carbone avant qu’elles ne s’échappent dans l’atmosphère pour provoquer un réchauffement. Ils envisagent également d’utiliser de l’hydrogène renouvelable, en plus du gaz naturel, dans certaines de leurs installations.

Ce qu’il faudrait pour que la Californie abandonne les combustibles fossiles

Les experts en énergie affirment que les énergies renouvelables et le stockage permettront à la Californie et à d’autres États de progresser vers un approvisionnement en électricité sans carbone.

“Nous devrions faire tout ce que nous pouvons pour construire d’énormes quantités d’énergie solaire, d’énormes quantités d’énergie éolienne, d’énormes quantités de stockage d’énergie et cela nous permettra d’atteindre au moins 90 % du chemin vers un réseau propre”, déclare Mark Specht, Western déclare responsable de l’énergie à l’Union of Concerned Scientists. “C’est vraiment dans les derniers 5 à 10% que ça commence à devenir beaucoup plus dur.”

Pour éliminer complètement les combustibles fossiles, la Californie pourrait avoir besoin de nouvelles technologies. Les projets de stockage d’énergie peuvent devoir durer des jours, au lieu d’heures, en cas de périodes prolongées de temps nuageux ou d’absence de vent. L’énergie éolienne pourrait jouer un rôle plus important, car elle produit de l’électricité de manière plus fiable le soir.

Pourtant, pour atteindre son objectif, la Californie devra augmenter les énergies renouvelables à des rythmes sans précédent. Les projets solaires et éoliens devront être construits 3 fois plus vite qu’ils ne le sont actuellement. Les projets de batteries doivent être construits 8 fois plus vite. Actuellement, les différends commerciaux et les pénuries de la chaîne d’approvisionnement menacent déjà de ralentir les progrès de l’État.

“Nous devons trouver un moyen de nous débarrasser de l’essence”, dit Eddy. “Nous allons dans la bonne direction et je suis assez confiant que nous allons y arriver, mais cela pourrait prendre un peu de temps.”