2?00?igawatts d'energie solaire necessaires pour une production 100? renouvelable

Des chercheurs de Stanford ont élaboré un plan visant à équilibrer 2 000 GW de capacité solaire et 2 300 GW d'énergie éolienne avec 3 300 GW de capacité de batterie et une importante charge flexible. Les consommateurs économiseraient 64 % sur leur facture énergétique totale, notamment grâce à l'électrification des transports et du chauffage.

Selon une étude, les États-Unis auraient besoin de 1 500 GW d'énergie solaire à grande échelle et de 500 GW d'énergie solaire sur les toits pour atteindre 100 % d'énergie renouvelable d'ici 2050.plan Développé par Mark Jacobson, professeur d'ingénierie à Stanford, et sept co-auteurs, ce système offrirait une capacité de batterie de 3 300 GW, permettant d'équilibrer les énergies solaire et éolienne, grâce à une charge flexible moyenne annuelle de 512 GW.

Plusieurs États ont adopté un objectif politique visant à produire 100 % d'électricité renouvelable d'ici 2050. Cependant, le plan de Stanford irait plus loin en électrifiant l'ensemble des transports et du chauffage. La flexibilité de la charge, permettant d'équilibrer les énergies renouvelables variables, comprendrait des cas d'utilisation tels que le stockage du froid, le stockage de la chaleur, la gestion de la demande et la production d'hydrogène pour les camions alimentés par des piles à combustible.

Les auteurs affirment qu'il faut stopper 80 % des émissions de combustibles fossiles d'ici 2030 pour éviter un réchauffement climatique de 1,5 °C, citant une étude antérieure. Atteindre 80 % de l'objectif ultime d'énergie solaire des États-Unis d'ici 2030, à partir du niveau actuel d'environ75 GWdc nécessiteraient un taux de croissance annuel composé de 36 % des installations solaires, sur la base d'un réseau DC-ACratio de 1,33 . Ce taux de 36 % est nettement plus agressif que la croissance annuelle de 18 %ciblépar l'Association des industries de l'énergie solaire.

Atteindre 80 % des 3 300 GW de capacité de batterie prévus par Stanford d'ici 2030, à partir du niveau actuel de1 GW nécessiterait un taux de croissance annuel composé d'un peu plus de 100 %. À titre de comparaison, une association de stockage d'énergiepostecitantTom Leyden, directeur principal d'EDF Renewables Amérique du Nord, a déclaré : « Au cours des 3 à 5 prochaines années, nous allons assister à une croissance considérable » du stockage, car « certains consultants estiment qu'il y aura une croissance de 14 fois au cours des quatre ou cinq prochaines années », alors qu'un délai de 3 ans représenterait un taux de croissance annuel des installations de 100 %.

Grâce à ce plan, les consommateurs économiseraient 64 % sur leurs factures énergétiques annuelles en 2050, par rapport à un scénario de statu quo, grâce aux faibles coûts de l'énergie solaire et éolienne, ainsi qu'aux économies réalisées grâce aux pompes à chaleur économes en énergie, aux véhicules électriques et aux véhicules à pile à combustible. Les économies réalisées, compte tenu des décès et des maladies évités dus à la pollution atmosphérique et des avantages climatiques, sont plus importantes : les coûts sont inférieurs de 87 % à ceux du scénario de statu quo.

Le plan identifie plusieurs procédés industriels qui peuvent largement fonctionner en période de forte production d'énergie renouvelable, offrant ainsi une charge flexible : « liquéfaction de l'air ; métallurgie par induction et en poche ; pompage de l'eau avec variateurs de vitesse ; et production par électrolyse de l'aluminium, du chlore-alcali, de l'hydroxyde de potassium, du magnésium, du chlorate de sodium et du cuivre. » D'autres recherches ont identifié un moyen de fonctionnementdessalementcomme charge flexible également.

La feuille de route, qui comprend des plans pour chaque région du monde, nécessiterait « seulement 0,17 % et 0,48 % de terres pour l'empreinte et l'espace, respectivement » à l'échelle mondiale, affirment les auteurs.

Pour mener leur analyse, les chercheurs de Stanford ont utilisé le modèle LOADMATCH, qui « fait correspondre l'offre variable d'énergie avec la demande variable, le stockage et la réponse à la demande... toutes les 30 secondes dans chaque région de 2050 à 2052 », comme l'illustre cet ensemble complexe de graphiques, que l'article explique :

La modélisation reposait sur l'hypothèse simplificatrice d'une « transmission parfaite », c'est-à-dire sans congestion. L'article citait des recherches antérieures montrant que si la congestion des transmissions longue distance posait problème, « l'augmentation de la capacité de transmission permettrait de la soulager avec une légère augmentation des coûts ».

Le document de l'équipe de Stanford, « Impacts des plans énergétiques du Green New Deal sur la stabilité du réseau, les coûts, l'emploi, la santé et le climat dans 143 pays », a été publié.publiédans la revue One Earth et est également disponible en PDF.

Citations de PV-Magazine du 6 janvier 2020