Que pouvons-nous apprendre sur la décarbonation à partir des expériences passées ?

Je développe ce site depuis presque deux ans. Cela a commencé par ma propre curiosité sur l'état de la décarbonation dans le monde. Je voulais savoir combien de notre électricité provient de sources à faibles émissions de carbone, comment cela varie d'un pays à l'autre et comment cela a évolué au fil du temps. Au-delà de satisfaire ma curiosité, ce site vise à rendre les données sur la décarbonation et l'électricité plus accessibles à un large public. J'espère que cela pourra contribuer à un débat plus rationnel et humble sur les politiques énergétiques futures.

Dans le débat sur la politique énergétique, de nombreuses affirmations sont émises avec beaucoup de certitude et peu de nuances. Lorsque j'entends parler de construire une certaine quantité d'une source d'énergie en un temps donné, ou passer d'un pourcentage d'électricité à faible émission de carbone à un plus élevé en quelques années, ou que tout ce qu'il faut pour atteindre un certain objectif est la volonté politique – ma première question est : quelqu'un d'autre a-t-il déjà atteint cet objectif ? Notre planète est gouvernée par environ 200 gouvernements différents, chacun avec des politiques énergétiques différentes, ce qui est en bien des façons 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 tente de répondre à certaines des questions les plus importantes concernant les efforts de décarbonation, en se référant à nos réalisations passées et présentes. Je vise à clarifier la distinction entre ce que nous savons être possible, parce que cela a déjà été réalisé – et ce que nous ne savons pas, car cela n'a pas encore été fait.

Bien sûr, le fait que quelque chose n'ait pas encore été fait ne signifie pas qu'elle ne peut pas être réalisée. Cela signifie simplement que nous ne savons pas encore que c'est réalisable. 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 une place pour la défense 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 que notre approche favorite réussisse, le risque du changement climatique exige que nous considérions aussi la possibilité de 10% d'échec.

Sans plus tarder, passons aux questions.

Un réseau électrique peut-il fonctionner à 100% avec des énergies renouvelables ?

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

L'Éthiopie, l'Islande, le Bhoutan, le Paraguay et l'Albanie obtiennent tous 100% de leur électricité de sources d'énergie renouvelables. Tous obtiennent la majeure partie de leur électricité de l'hydroélectricité.

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

Nous ne savons pas. Le plus proche que nous ayons atteint est 49%.

En 2020, le Danemark a obtenu 45% de son électricité de l'énergie éolienne et 3% supplémentaire de l'énergie solaire. Bien que l'énergie éolienne se soit développée rapidement au Danemark ces deux dernières décennies, en 2020, sa croissance n'a pas continué.

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 est intermittente – quand le soleil ne brille pas et que le vent ne souffle pas, d'autres sources d'énergie sont nécessaires en guise de secours. Le Danemark a résolu ce problème jusqu'à présent en se reposant sur des combustibles fossiles (18%) ainsi que sur l'électricité importée (19%). Éliminer complètement les combustibles fossiles pourrait se faire en augmentant la quantité d'électricité importée – ce qui ferait effectivement du Danemark une partie d'un réseau plus large qui fait face aux mêmes défis de fonctionner uniquement sur l'éolien et le solaire. L'autre solution est une expansion du stockage de l'énergie.

Le problème est que le Danemark n'a actuellement pratiquement aucune capacité de stockage d'énergie. Deux autres pays, le Portugal et la Lituanie, ont des capacités de stockage qui pourraient durer environ 9 heures et 8 heures, respectivement, compte tenu de la consommation moyenne d'électricité. Ce n'est probablement pas suffisant pour soutenir un réseau fonctionnant à 100% sur l'énergie éolienne et solaire. Mais c'est une base significative sur laquelle construire.

Parmi les deux, le Portugal est celui qui a le plus d'énergie éolienne et solaire – générant au total 26% de son électricité. Le taux de croissance au Portugal est plus lent qu'il ne l'a été au Danemark. La part de l'électricité provenant de sources à faibles émissions de carbone en 2020 était en fait inférieure à celle de 2014.

Un réseau électrique peut-il fonctionner à 100% avec de l'énergie nucléaire ?

Probablement. Le record est de 87%.

La France a obtenu 67% de son électricité de l'énergie nucléaire en 2020. La plus grande part 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 de l'énergie nucléaire. Je ne sais pas pourquoi on ne pourrait pas passer de 79% ou 87% à 100%, voire au-delà (l'excès d'électricité pourrait être utilisé pour l'exportation et pour permettre une électrification accrue de l'économie).

Faut-il choisir entre nucléaire ou les énergies renouvelables ?

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

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

Une grande économie peut-elle se reposer sur une 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 faibles émissions de carbone. D'autres économies significatives méritent d'être mentionnées, comme le Canada et le Brésil (tous deux à 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 réalisé.

L'électricité ne représente qu'une partie de notre consommation énergétique totale. En fait, la plupart 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 n'atteignions pas seulement 100% d'électricité à faible émission de carbone, mais aussi que nous électrifions ces autres secteurs.

Globalement, seulement 17% de l'énergie que nous utilisons est sous forme d'électricité. Mais certains pays sont plus électrifiés que d'autres. Les pays qui obtiennent la plus grande part 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 93-100% de leur électricité de sources à faibles émissions de carbone. Ainsi, ils obtiennent près de 50% de leur énergie totale à partir de sources à faibles émissions de carbone. Plutôt impressionnant. Mais encore loin d'atteindre l'objectif d'alimenter 100% d'une économie sans combustibles fossiles.

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

Oui. Un pays a fait cela.

En 1987, 39% de l'électricité en Corée du Nord provenait de sources à faibles émissions de carbone (toutes issues de l'hydroélectricité). Cela était très proche de la moyenne mondiale de l'époque (36%). En 2019, 87% de l'électricité en Corée du Nord provenait de sources à faibles émissions de carbone – un succès formidable en matière de décarbonation. Comment cela a-t-il été fait ? La production hydroélectrique n'a en fait pas du tout augmentée pendant cette période. Au lieu de cela, ils ont réduit la production totale d'électricité - de 35 TWh en 1989 à 16 TWh en 2019.

Parmi les 26 autres pays qui obtiennent actuellement 80% ou plus de leur électricité de sources à faibles émissions de carbone, aucun n'a atteint son succès en réduisant la demande. Tous y sont parvenus en investissant dans la production d'électricité à faibles émissions de carbone.

Il est également important de noter que seulement 9% de l'approvisionnement énergétique total de la Corée du Nord est électrifié. Bien que la Corée du Nord montre qu'il est possible de décarboner son réseau électrique en réduisant la demande, elle ne montre pas que l'on peut décarboner l'ensemble de l'approvisionnement en énergie sans investir dans des sources d'énergie à faibles émissions de carbone. Pour atteindre 100% d'énergie à faibles émissions de carbone sans élargir les sources à faibles émissions de carbone, la Corée du Nord devrait à la fois tout électrifier et réduire la consommation totale d'énergie d'environ 90%.