Les entreprises qui s’efforcent d’avoir un impact climatique neutre trouvent les stratégies communes d’approvisionnement en énergie propre largement inefficaces aux États-Unis, selon une étude menée par Princeton. Cependant, une approche de contrepartie horaire – consistant à fournir de l’énergie propre en temps réel pour correspondre à la consommation – réduit considérablement les émissions, contrairement à la stratégie de contrepartie annuelle commune qui n’a pas d’impact sur les émissions à long terme.
Dans leur quête d’un impact neutre sur le plan climatique, de nombreuses entreprises choisissent d’acheter davantage d’électricité provenant de sources d’énergie renouvelables. Cette stratégie vise à contrecarrer les émissions produites par le recours au réseau actuel, qui est actuellement majoritairement alimenté par des combustibles fossiles.
Pourtant, certaines des stratégies les plus courantes d’achat d’énergie propre ont peu d’impact sur la réduction des émissions de carbone à long terme aux États-Unis, selon une étude menée par Princeton. Cependant, une approche selon laquelle les entreprises achètent de l’énergie propre toutes les heures pour correspondre à leur consommation d’énergie en temps réel peut avoir un effet substantiel.
L’approche, connue sous le nom d’appariement temporel, d’appariement horaire ou Approvisionnement en électricité sans carbone 24h/24 et 7j/7était la seule stratégie qui réduisait systématiquement les émissions à l’échelle du système parmi celles étudiées par l’équipe de Princeton, dont l’analyse a été publiée le 11 janvier dans Joule.
D’un autre côté, l’équipe a constaté que la stratégie d’approvisionnement la plus courante aujourd’hui – connue sous le nom de contrepartie volumétrique ou annuelle – s’est révélée presque totalement inefficace pour réduire les émissions à long terme aux États-Unis. Dans une approche de contrepartie volumétrique, les entreprises peuvent revendiquer une décarbonisation totale en simple calculer leur consommation annuelle totale d’énergie et se procurer suffisamment d’énergie propre pour correspondre à cette consommation annuelle, quel que soit le moment où elle est réellement produite.
“Les entreprises sont de plus en plus confrontées à des exigences de déclaration plus strictes pour étayer leurs déclarations d’émissions”, a déclaré Jesse Jenkins, professeur adjoint de génie mécanique et aérospatial au Centre Andlinger pour l’énergie et l’environnement.
Jenkins a noté un Loi californienneadoptée en 2023, qui obligera toutes les entreprises gagnant plus d’un milliard de dollars de revenus à déclarer l’intégralité de leur empreinte d’émissions, y compris les émissions provenant de l’électricité achetée, à partir de 2026. De nouveaux crédits d’impôt fédéraux obligeront également les producteurs de hydrogène propre et carburants d’aviation durables de démontrer de manière crédible leurs empreintes d’émissions. « La comptabilisation des gaz à effet de serre commence à avoir de réelles ramifications juridiques et financières », a-t-il déclaré. “Il ne s’agit plus seulement de faire des allégations marketing.”
Une autre stratégie d’approvisionnement en plein essor, connue sous le nom de compensation des émissions ou de carbone, dans laquelle de l’énergie propre est achetée dans le but de compenser les émissions totales de carbone résultant de la consommation d’électricité d’un acheteur, n’a également eu que peu ou pas d’effet sur la réduction à long terme. émissions aux États-Unis
“Avant de nous engager dans une approche d’approvisionnement, nous devons effectuer une analyse pour garantir qu’elle est efficace dans la réduction des émissions”, a déclaré le premier auteur Qingyu Xu, chercheur à l’Institut de recherche sur l’Internet énergétique de l’Université Tsinghua, qui a réalisé une grande partie de la recherche en travaillant avec Jenkins en tant que chercheur postdoctoral. “Dans cette étude, nous avons testé si certaines des approches d’approvisionnement couramment proposées pouvaient ou non étayer leurs allégations en matière d’émissions.”
Le produit d’un paysage énergétique en évolution
Wilson Ricks, co-auteur de l’étude et étudiant diplômé en génie mécanique et aérospatial, a déclaré que les résultats de l’équipe reflètent la récente baisse des coûts des technologies d’énergie propre telles que l’énergie solaire et éolienne terrestre. Grâce aux incitations politiques continues et au soutien des premiers acheteurs volontaires, a déclaré Ricks, les projets d’énergie solaire et éolienne comptent désormais parmi les options les plus économiques pour les nouvelles constructions énergétiques – compétitifs et souvent surpassant les sources d’énergie à base de combustibles fossiles.
Bien qu’il s’agisse d’une victoire pour le statut des technologies d’énergies renouvelables, les énergies renouvelables bon marché ont pour effet secondaire que les nouveaux accords d’entreprise ou institutionnels visant à acheter de l’énergie provenant de projets solaires et éoliens ont un impact de plus en plus limité sur la réduction des émissions à long terme à l’échelle du système.
Ces accords volontaires étaient efficaces lorsque les nouveaux projets solaires et éoliens étaient plus coûteux que les projets énergétiques basés sur les combustibles fossiles, car le soutien d’une entreprise permettait de construire un projet d’énergie propre là où les combustibles fossiles auraient été l’option par défaut. Cependant, alors que les projets d’énergie propre deviennent de plus en plus l’option énergétique par défaut, il est difficile de prouver que le soutien d’une entreprise a eu un impact transformationnel.
Le coauteur Wilson Ricks, étudiant diplômé en génie mécanique et aérospatial, se tient devant le panneau solaire de l’Université de Princeton. Crédit : Bumper DeJesus, Centre Andlinger pour l’énergie et l’environnement
“L’hypothèse générale derrière les approches traditionnelles d’approvisionnement en énergie propre est que lorsque vous achetez une quantité donnée d’énergie propre, vous compensez effectivement une quantité similaire d’énergie fossile”, a déclaré Ricks. « Mais à mesure que l’énergie propre continue d’être moins chère et plus compétitive sur le marché, cette hypothèse devient de moins en moins vraie. Au lieu de cela, vous avez des projets solaires qui ne concurrencent pas l’énergie basée sur les combustibles fossiles, mais d’autres projets solaires qui auraient pu être construits à leur place.
Dans le cadre d’une approche d’appariement volumétrique, par exemple, l’approche la plus rentable pour qu’une entreprise revendique zéro émission nette repose presque entièrement sur l’achat de suffisamment d’énergie solaire ou éolienne bon marché pour correspondre à sa consommation énergétique annuelle. Pourtant, si l’on avait imaginé un autre calendrier dans lequel l’entreprise n’aurait jamais soutenu ces projets d’énergie propre, la plupart de ces projets auraient trouvé un acheteur alternatif et auraient été construits de toute façon, simplement parce que l’énergie solaire et l’éolien sont devenus les options disponibles les moins chères pour les nouveaux projets énergétiques.
L’appariement des émissions se heurte aux mêmes obstacles que l’approche volumétrique. Dans le cadre de l’appariement des émissions, au lieu d’associer la consommation d’énergie à l’approvisionnement en énergie propre sur une base mégawattheure par mégawattheure, une entreprise s’alignerait sur la base de l’impact des émissions de carbone de chaque mégawattheure de production ou de consommation. Par exemple, si la demande énergétique d’une entreprise provoquait le démarrage d’un générateur au gaz naturel en Californie, elle pourrait soutenir un projet éolien dans le Wyoming qui « annulerait » une quantité équivalente d’émissions en évitant d’avoir à allumer une centrale électrique au charbon. usine.
Même si cela semble logique à première vue, Jenkins a déclaré que, tout comme l’approche volumétrique, l’approche de correspondance des émissions ne prend pas en compte le scénario contrefactuel dans lequel le projet éolien aurait été construit de toute façon en raison de ses faibles coûts. En conséquence, l’entreprise ne contribuerait pas à un approvisionnement supplémentaire en énergie propre, mais déplacerait plutôt ce qui était susceptible de devenir un parc éolien.
« Une stratégie d’adaptation des émissions basée sur les impacts opérationnels à court terme ne vous dit rien sur l’impact à long terme de vos décisions », a déclaré Jenkins. « Cela ne vous dit pas comment votre production d’énergie propre va changer les décisions d’investissement et de retraite dans l’ensemble du système. Si vous souhaitez simplement affirmer qualitativement que vous avez un impact positif sur le monde, cela pourrait être une bonne voie à suivre. Mais si vous voulez affirmer quantitativement et valablement que votre impact sur les émissions en tant qu’entreprise est nul, alors c’est une stratégie assez discutable.
Il est temps de trouver une meilleure alternative
Au-delà de leur incapacité à stimuler un approvisionnement supplémentaire en énergie propre, les approches volumétriques et d’émission ne parviennent pas non plus à remédier aux défauts inhérents aux ressources énergétiques propres telles que le solaire et l’éolien : le soleil ne brille pas toujours et le vent ne souffle pas toujours.
Dans le même temps, les centres de données et les installations consomment généralement de l’énergie 24 heures sur 24. Et lorsque les entreprises continuent de fonctionner en l’absence de production d’énergie solaire ou éolienne, l’option de secours consiste généralement en un mélange de combustibles fossiles.
Cependant, l’approche volumétrique néglige l’inadéquation quotidienne entre la production et la consommation d’énergie propre, car l’approvisionnement en énergie propre a lieu chaque année. Par conséquent, les entreprises pourraient se procurer l’énergie solaire et éolienne disponible la moins chère pour correspondre à leur consommation d’énergie annuelle et revendiquer zéro émission nette, tout en ne prenant pas en compte les oscillations quotidiennes et saisonnières de la production solaire et éolienne.
“Avec une stratégie d’approvisionnement en énergie propre 24h/24 et 7j/7, vous prétendez en fait que vous êtes un réseau entièrement décarboné”, a déclaré Jenkins. « Si tel est le cas, vous avez alors besoin du portefeuille de ressources dont un réseau entièrement décarboné aurait besoin. Et il ne s’agit pas seulement de l’énergie éolienne et solaire. Il s’agit également de choses comme le stockage d’énergie de longue durée et les technologies énergétiques propres et fermes comme la géothermie avancée ou le nucléaire.
L’approche d’appariement temporel étudiée par les chercheurs a systématiquement réussi à réduire les émissions à l’échelle du système, car elle corrige l’inadéquation temporelle entre la production et la consommation d’énergie propre. En obligeant les entreprises à se procurer leur énergie propre en même temps qu’elles consomment de l’énergie, cette approche stimule les investissements au-delà de l’éolien et du solaire pour inclure le stockage d’énergie et les technologies d’énergie propre des entreprises.
“Lorsqu’une entreprise doit adapter sa consommation d’énergie à de l’énergie propre toutes les heures, elle s’attaque aux moments de la nuit où les ressources fossiles seraient le choix de repli sur le marché de l’énergie”, a déclaré Ricks. « Il n’est plus possible de soutenir uniquement des projets solaires et éoliens bon marché et de se considérer comme au carré. »
Les chercheurs ont reconnu que l’appariement temporel est nettement plus coûteux que les autres approches, mais ont déclaré qu’en fin de compte, les entreprises en ont pour leur argent. Même si l’adaptation des volumes et des émissions peut être réalisée avec des primes de coût proches de zéro, elles entraînent également des réductions d’émissions à long terme quasi nulles. L’appariement temporel, en revanche, peut entraîner des surcoûts dépassant 20 dollars par mégawattheure dans certaines régions, mais cet surcoût permet aux entreprises d’affirmer quantitativement qu’elles réduisent leurs émissions.
« Il est difficile de parvenir à un système d’alimentation électrique 100 % propre 24 heures sur 24. Cela prendra beaucoup de temps et d’argent », a déclaré Ricks. « L’idée qu’une entreprise puisse venir et prétendre être 100 % propre en 2024 sans surcoût supplémentaire semble un peu suspecte, tout comme les systèmes de comptabilisation des émissions qui permettraient que cela se produise. S’il était aussi simple de décarboner le monde, le problème serait déjà résolu. »
Référence : « Impacts au niveau du système des stratégies volontaires d’approvisionnement en électricité sans carbone » par Qingyu Xu, Wilson Ricks, Aneesha Manocha, Neha Patankar et Jesse D. Jenkins, 11 janvier 2024, Joule.
DOI: 10.1016/j.joule.2023.12.007
2024-02-18 17:29:21
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