Que pouvons-nous apprendre de la décarbonisation à partir d'expériences passées ?

J'ai développé ce site web pendant presque deux ans. Il a commencé avec ma propre curiosité sur l'état de la décarbonisation dans le monde. Je voulais savoir combien de notre électricité provient de sources à faible émission de carbone, à quoi cela ressemble dans différents pays et comment cela s'est développé et continue de se développer au fil du temps. En plus de satisfaire ma propre curiosité, ce site vise à rendre les données sur la décarbonisation et l'électricité plus accessibles à un large public. J'espère que cela peut contribuer à une discussion plus rationnelle et modeste sur la future politique énergétique.

Beaucoup d'affirmations sont lancées dans le débat sur la politique énergétique, souvent avec beaucoup de certitude et un manque de nuance. Lorsque j'entends un appel à construire une certaine quantité d'une certaine source d'énergie dans un certain laps de temps, ou à passer d'un certain pourcentage d'électricité à faible émission de carbone à un pourcentage plus élevé en un certain nombre d'années, ou que tout ce dont nous avons besoin pour atteindre un certain objectif est de la volonté politique - ma première question est, quelqu'un d'autre a-t-il déjà réalisé cela ? Notre planète est gouvernée par environ 200 gouvernements différents, tous avec des politiques énergétiques différentes, et cela est en de nombreux points un grand atout. Cela signifie que plutôt que de parier notre avenir énergétique et climatique sur une seule prescription politique, nous pouvons expérimenter différentes stratégies et apprendre des expériences des autres.

Cet article est une tentative de répondre à certaines des questions les plus importantes lorsqu'il s'agit des efforts de décarbonisation, en se référant à nos réalisations passées et présentes. Mon objectif est de clarifier la distinction entre ce que nous savons être possible, parce que cela a déjà été accompli - et ce que nous ne savons pas, parce que cela n'a pas encore été fait.

Naturellement, le fait qu'une chose n'ait pas déjà été faite ne signifie pas qu'elle ne peut pas être réalisée. Cela signifie que nous ne savons pas qu'elle peut être réalisée. Cela vaut certainement la peine d'essayer. Je ne préconise pas une approche plutôt qu'une autre. Je préconise l'humilité. Il y a certainement un rôle pour le plaidoyer en faveur de technologies ou de politiques spécifiques. Mais le reste d'entre nous devrait rester sceptique. Même si nous croyons qu'il y a 90% de chances de réussite de notre approche préférée, le risque du changement climatique exige que nous considérions également la possibilité d'un échec à 10%.

Sans plus tarder, passons aux questions.

100% d'un réseau électrique peut-il fonctionner avec de l'énergie renouvelable ?

Oui. Cinq pays obtiennent déjà 100% de leur électricité à partir de sources d'énergie renouvelables.

Éthiopie, Islande, Bhoutan, Paraguay et l'Albanie obtiennent tous 100% de leur électricité à partir de sources d'énergie renouvelables. Tous obtiennent la majorité de leur électricité à partir de l'hydroélectricité.

100% d'un réseau électrique peut-il fonctionner avec de l'énergie éolienne et solaire ?

Nous ne savons pas. Nous sommes arrivés au plus près à 49%.

En 2020, le Danemark a obtenu 45,4% de son électricité à partir de l'énergie éolienne et 3,4% supplémentaires à partir du solaire. Alors que l'énergie éolienne s'est développée rapidement au Danemark au cours des deux dernières décennies, en 2020, elle n'a pas continué de croître.

Passer de 0 à 50% d'énergie éolienne et solaire peut être plus facile que de passer de 50 à 100%. La raison en est que l'énergie éolienne et solaire sont intermittentes - lorsque le soleil ne brille pas et que le vent ne souffle pas, d'autres sources d'énergie sont nécessaires en tant que secours. Le Danemark a résolu ce problème jusqu'à présent en se reposant sur les combustibles fossiles (18%) ainsi que sur l'électricité importée (19%). Se débarrasser complètement des combustibles fossiles pourrait être réalisé en augmentant la quantité d'électricité importée - rendant effectivement le Danemark partie d'un plus grand réseau qui fait face lui-même aux mêmes défis de fonctionnement uniquement avec du vent et du solaire. L'autre solution est une expansion du stockage d'énergie.

Le problème est que le Danemark n'a pratiquement aucune capacité de stockage d'énergie à ce moment. Il y a deux autres pays qui en ont - le Portugal a un stockage qui pourrait durer environ 9 heures compte tenu de la consommation moyenne d'électricité, et celui de la Lituanie pourrait durer environ 8 heures. Cela n'est probablement pas suffisant pour soutenir un réseau fonctionnant à 100% avec du vent et du solaire. Mais c'est une base significative sur laquelle construire.

Des deux, le Portugal est le plus éolien et solaire - générant un total de 26% de son électricité. Le taux de croissance au Portugal est plus lent qu'au Danemark. La part de l'électricité qui provenait de sources à faible émission de carbone en 2020 était en fait inférieure à celle de 2014.

100% d'un réseau électrique peut-il fonctionner avec de l'énergie nucléaire ?

Probablement. Le record est de 87%.

La France a obtenu 67% de son électricité à partir de l'énergie nucléaire en 2020. La part la plus élevée qu'elle ait jamais obtenue du nucléaire était de 79%, en 2006. La Lituanie détient le record mondial - en 1993, elle a obtenu 87% de son électricité à partir de l'énergie nucléaire. Il n'y a aucune raison que je sache pour laquelle on ne pourrait pas passer de 79% ou 87% à 100%, ou au-delà (l'électricité excédentaire pourrait être utilisée pour les exportations, et pour permettre une électrification supplémentaire de l'économie).

Faut-il choisir entre le nucléaire ou les renouvelables ?

Non. Trois pays obtiennent déjà 90% de leur électricité ou plus à partir d'une combinaison d'énergie nucléaire et de renouvelables.

La Suisse (99% d'électricité à faible émission de carbone) et la Suède (98%) obtiennent toutes deux environ un tiers de leur électricité du nucléaire et le reste des renouvelables. La France obtient également son électricité à partir d'une telle combinaison, mais le nucléaire représente une part beaucoup plus importante (67%).

Une grande économie peut-elle compter sur de l'électricité à faible émission de carbone ?

Oui. La septième plus grande économie du monde le fait déjà.

La France est la septième plus grande économie du monde (classée par PIB nominal). Son électricité est basée à 91% sur des sources à faible émission de carbone. Il convient également de mentionner d'autres économies significatives, comme le Canada et le Brésil (tous deux 83% d'électricité à faible émission de carbone).

Une économie moderne peut-elle fonctionner sans combustibles fossiles ?

Nous ne savons pas. Cela n'a pas été fait.

L'électricité ne constitue qu'une partie de notre consommation totale d'énergie. En fait, la plus grande partie de l'énergie que nous utilisons est sous forme de combustibles fossiles utilisés directement dans l'industrie, l'agriculture, le transport, le chauffage, etc. Passer à une économie à faible émission de carbone exige que nous atteignions non seulement 100% d'électricité à faible émission de carbone, mais aussi que nous électrifions ces autres secteurs.

À l'échelle mondiale, seulement 17% de l'énergie que nous utilisons se présente sous forme d'électricité. Mais certains pays sont plus électrifiés que d'autres. Les pays qui obtiennent la part la plus élevée de leur énergie de l'électricité sont la Norvège (49%), le Paraguay (47%), le Tadjikistan (46%) et le Bhoutan (43%). Il se trouve que ces quatre pays obtiennent également 93 à 100% de leur électricité à partir de sources à faible émission de carbone. Donc, au total, ils obtiennent près de 50% de leur énergie totale de sources à faible émission de carbone. Plutôt impressionnant. Mais toujours loin d'atteindre l'objectif d'alimenter 100% d'une économie sans combustibles fossiles.

Peut-on décarboniser la production d'électricité en réduisant la demande ?

Oui. Un pays l'a fait.

En 1987, 39% de l'électricité en Corée du Nord provenait de sources à faible émission de carbone (tous issus de l'hydroélectricité). C'était très proche de la moyenne mondiale à l'époque (36%). En 2019, 87% de l'électricité en Corée du Nord provenait de sources à faible émission de carbone - un succès impressionnant en matière de décarbonisation. Comment l’a-t-elle fait ? En réalité, la production d'hydroélectricité n'a pas du tout augmenté pendant cette période. Au lieu de cela, ils ont réduit la production totale d'électricité - passant de 35 TWh en 1989 à 16 TWh en 2019.

Des 26 autres pays qui obtiennent actuellement 80% ou plus de leur électricité à partir de sources à faible émission de carbone, aucun d'entre eux n'a réussi en réduisant la demande. Tous sont parvenus à cet objectif en investissant dans la production d'électricité à faible émission de carbone.

Il est également important de noter que seulement 9% de l'offre totale d'énergie de la Corée du Nord est électrifiée. Alors que la Corée du Nord montre qu'il est possible de décarboniser votre réseau électrique en réduisant la demande, elle ne montre pas que vous pouvez décarboniser l'approvisionnement en énergie dans son ensemble sans investir dans des sources d'énergie à faible émission de carbone. Pour arriver à 100% d'énergie à faible émission de carbone sans développer des sources à faible émission de carbone, la Corée du Nord devrait à la fois tout électrifier et réduire la consommation totale d'énergie d'environ 90%.