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10 octobre 2018

L’industrie américaine de l’électricité utilise près de la moitié de toute l’eau du pays. Les centrales électriques utilisent de l’eau pour refroidir et créer de la vapeur pour faire tourner les turbines, qui produisent ensuite de l’électricité. Mais pendant les sécheresses et les pénuries d’eau, ces plantes peuvent mettre à rude épreuve l’ensemble du système d’eau.

Dans un article publié récemment dans Energy Policy, Haibo Zhai et Ed Rubin, professeurs d’ingénierie et de politique publique de l’Université Carnegie Mellon, et des collègues de l’Université de gestion de Singapour, ont étudié ce conflit et en sont ressortis avec un aperçu: les mandats gouvernementaux visant à réduire les émissions de CO2 pourraient réduire la consommation d’eau dans l’industrie énergétique.

« Ces politiques gouvernementales encouragent la production d’électricité à faible émission de carbone par de multiples voies, telles que les énergies renouvelables et le gaz naturel », a déclaré Zhai. « Cela pourrait réduire les impacts négatifs sur les écosystèmes aquatiques, améliorer la disponibilité de l’eau pour de multiples secteurs et promouvoir le développement durable. »

Différentes centrales électriques utilisent l’eau à des degrés différents. Les énergies renouvelables, par exemple, comme l’énergie éolienne et solaire, n’utilisent pas d’eau, tandis que le charbon et le nucléaire utilisent beaucoup d’eau pour le refroidissement. Le fait d’avoir un parc mixte de sources d’énergie atténue la consommation élevée d’eau, mais la réduction de la dépendance au charbon est l’une des variables les plus importantes de l’équation. Zhai et Rubin ont constaté que le retrait des centrales à charbon en échange de gaz naturel et de sources d’énergie renouvelables réduit souvent le prélèvement d’eau.

Pour déterminer comment les normes de réduction du carbone affectent l’utilisation de l’eau dans l’industrie de l’énergie, l’équipe a étudié l’industrie de l’énergie du Texas gérée par l’Electric Reliability Council of Texas (ERCOT) à titre d’exemple. Ils ont constaté que, sans réglementation sur les émissions de CO2, la volatilité du marché, en particulier les prix du gaz naturel, déterminait la quantité d’émissions de CO2. Si les prix du gaz naturel restaient inférieurs à 3 $ /MBTU, les émissions de CO2 diminueraient en raison d’un plus grand nombre d’usines utilisant du gaz naturel moins cher et plus propre. Cependant, les prix élevés du gaz naturel peuvent inverser la trajectoire des émissions.

Avec la réglementation sur les émissions de CO2, l’équipe a constaté que la production d’électricité dépend davantage du gaz naturel et des énergies renouvelables. La transition réglementée vers un réseau électrique à faible émission de carbone pourrait garantir les co-avantages de la réduction des émissions et de l’utilisation de l’eau. Dans ce cas, le réseau électrique pourrait soutenir durablement la croissance démographique et l’évolution de la demande tout en libérant des quantités considérables d’eau pour d’autres secteurs, comme l’agriculture.

Le passage du secteur de l’électricité au gaz naturel et aux énergies renouvelables n’est qu’une des nombreuses options à faible émission de carbone. Rubin souligne que le captage et le stockage du carbone (CSC) peuvent être installés dans les centrales électriques au charbon et au gaz pour réduire le tonnage de CO2 rejeté dans l’atmosphère. Le CSC élimine 90% des émissions de CO2, bien qu’il augmente considérablement les besoins en eau de refroidissement.

« Mais la technologie CSC n’est pas compétitive avec le gaz naturel bon marché et les énergies renouvelables sous des contraintes de carbone modérées », a déclaré Zhai. « Pour dompter de manière significative les émissions de charbon, le CSC doit être modernisé sur les centrales électriques existantes, ce qui réduit leur viabilité économique. L’adaptation de certains CSC à des centrales au gaz pourrait également être envisagée afin de promouvoir l’apprentissage technologique et de réduire davantage les émissions de carbone. »

En fin de compte, l’équipe conclut que pour que les États-Unis atteignent leurs objectifs de réduction du CO2, les réglementations qui fixent un prix sur les émissions de carbone offrent une voie stable. Des politiques soigneusement élaborées peuvent fournir des incitations et un soutien pour aider l’industrie de l’énergie à réduire les émissions afin d’atténuer le changement climatique et de réduire l’utilisation de l’eau.