Homo Electric, Part 2: Comment rendre l’électricité encore plus performante

La révolution éolienne et solaire

Cet article est le deuxième d'une série en quatre parties.

Partie 1: L'épreuve du temps de billion de dollars, ici
Partie 3: Nous allons avoir besoin d’un meilleur vélo, par ici
Partie 4: La somme de nos choix, ici

Pensons l'impensable, faisons l'impardonnable. Préparons-nous à nous débattre avec l'ineffable lui-même et voyons si nous pouvons l'effacer après tout.
Douglas Adams, l’agence de détective holistique de Dirk Gently

Il y a quelques mois, la capacité totale mondiale d'énergie éolienne et solaire a franchi le cap historique de 1 000 GW. Ce qui semble assez excitant. Mais qu'est-ce que cela signifie exactement?

Vous vous souviendrez peut-être à l'école que le watt est une mesure d'énergie et que nous savons que 1 000 watts correspondent à 1 kilowatt, 1 000 kilowatts à 1 mégawatt et 1 000 mégawatts à 1 gigawatt (des années d'utilisation de disques flash et de disques durs nous sont familiers avec ce genre de math). Mais aucun de ces mots ne nous donne une idée de l'échelle. Il est difficile de comprendre ce que fait réellement 1 gigawatt ou ce à quoi il ressemble, alors voici un aperçu de la situation (merci à Mike Mueller et Mikayla Rumph de m’avoir permis de leur extorquer de façon flagrante):

1 GW =

3,125 millions de panneaux solaires

431 éoliennes

100 millions de LED

Basé sur une lampe LED A19 typique de 78 lumens par watt

3 millions de chevaux

Dans De nouveau au futur II, le DeLorean a besoin de 1,21 GW pour déformer le continuum espace-temps

Le barrage Hoover a une capacité de 2 GW

Le barrage des Trois Gorges en Chine, 22 GW

La plus grande centrale électrique au monde et la plus grande structure en béton de la planète

Il existe également une différence entre la quantité de puissance que peut produire quelque chose lorsqu’elle tourne à plein régime et la quantité de puissance qu’elle produit réellement. Dans la vidéo ci-dessus, le fleuve Yangtsé est en pleine activité, mais cela ne se produit que quelques jours par an. Ces 3.125 millions de panneaux solaires qui composent une centrale solaire de 1 GW? Ils ne fonctionnent que lorsque le soleil brille, ce qui signifie que même dans un endroit où le soleil brille 12 heures par jour, toute l’année, ils ne produisent plus d’énergie que la moitié du temps. Le facteur de capacité moyen de ce système serait de 50%.

Pour obtenir une mesure plus utile, nous utilisons donc ce qu’on appelle un gigawatt heure, une mesure de la quantité d’énergie produite dans le temps. En un an, par exemple, nos 3,125 millions de panneaux solaires produiraient (ne vous inquiétez pas, c’est la première et la dernière équation de cet article):

1 GW (capacité) x 12 (heures d'ensoleillement) x 365 (jours par an)
= 4 380 GWh (gigawattheures / an)

Si nous effectuons un zoom arrière, la consommation énergétique mondiale totale en 2017 équivaut à 157 millions de GWh, ce qui signifie que si nous parvenons à tout convertir en électricité, nous aurions besoin de 36 000 de ces centrales solaires hypothétiques pour alimenter la planète. Je dis hypothétique, car dans le monde réel, c’est beaucoup plus compliqué. D'une part, les facteurs de capacité pour l'énergie éolienne et solaire peuvent être supérieurs ou inférieurs en fonction de leur emplacement, de la demande en énergie qui augmente et diminue, puis il y a tous ces milliards de personnes, de voitures et de chauffages qui seront mis en ligne. aussi. D'autre part, contrairement aux combustibles fossiles, les énergies éolienne, solaire, géothermique et marémotrice sont beaucoup plus efficaces, car l'énergie est directement transformée en électricité, sans produire de grandes quantités de chaleur perdue.

Le point ici n'est pas les chiffres spécifiques. Le but est d'essayer de donner une idée de l'échelle en cause.

Le fait que nous ayons réussi à construire 1 000 GW de capacité d’énergie propre au cours de la dernière décennie est un exploit extraordinaire. Et pourtant, si nous devons assainir l’ensemble du système énergétique mondial, nous devrons le faire 30 à 40 fois encore… et nous n’avons que jusqu’en 2050.

Pouvons-nous le faire?

Peut être.

Crédit d'image: Revista Eólica y del Vehículo Eléctrico
Il n'y a rien de nouveau sous le soleil, mais il y a de nouveaux soleils.
Octavia E. Butler, Filou

Veux monter mon vélo (énergie propre)

Tandis que nos journaux et nos écrans sont remplis de pantalons quotidiens de politiciens prétentieux, une révolution tranquille a eu lieu sur le terrain, motivée non pas par l’environnementalisme ou l’altruisme, mais par la logique sans tache sanglante du marché.

En 2017, les investissements mondiaux dans les énergies renouvelables ont facilement dépassé les investissements combinés des centrales au charbon, du gaz et du nucléaire. Nous avons dépensé 280 milliards de dollars en énergie propre et avons utilisé cet argent pour construire 178 GW d'énergies renouvelables en une seule année; les installations solaires ont atteint à elles seules 98,9 GW. Et la plupart de ces événements se sont produits dans les pays en développement, qui ont ajouté en 2017 une capacité de production totale sans émission de carbone de 114 GW, dont 94 GW éoliens et solaires, un autre record.

Pour mettre cela en perspective, il y a dix ans, la capacité solaire du monde était de 8 GW, la plupart sur les toits des survivants grisonnants et des environnementalistes mangeurs de lentilles. Depuis lors, le nombre d'installations a été multiplié par 57, le solaire ayant dépassé à petite échelle en 2014. Le prix de l'énergie produite par les centrales solaires a diminué de 86% depuis 2009. Le prix le plus bas pour l'énergie solaire l'an dernier est le prix le plus élevé maintenant, et le prix devrait encore être réduit de moitié d’ici 2020.

Source: BNEF (2017)

Nous améliorons également la technologie tout le temps. Des innovations techniques intelligentes, telles que l'utilisation de fil de diamant pour découper des tranches de silicium en plaques de plus en plus maigres, permettent d'obtenir des rendements plus élevés avec moins de matière première. Les cellules sont également de plus en plus petites et flexibles, grâce à de nouvelles techniques de fabrication nécessitant de moins en moins de ressources. Petit comment? Essayez moins que la largeur d'un cheveu humain. En juin 2017, des scientifiques sud-coréens ont créé des cellules photovoltaïques solaires d'une épaisseur d'un micromètre. Les cellules produisent à peu près autant de puissance que les cellules PV plus épaisses, bien qu’elles puissent, dans les essais, couvrir un rayon aussi petit que 1,4 millimètre.

Nous utilisons également de nouveaux matériaux, comme la pérovskite, un minéral abondant et naturel qui pourrait rendre les cellules solaires encore moins chères à l’avenir. Aujourd'hui, la plupart des cellules solaires commerciales sont fabriquées à partir de silicium cristallin, dont le rendement est d'environ 22%. Cependant, bien que le silicium soit abondant, son traitement a tendance à être complexe et à augmenter les coûts de fabrication, rendant le produit fini coûteux. La pérovskite offre une solution plus abordable. Selon le professeur Yabing Qi, de l'Université normale du Shaanxi en Chine, «la recherche sur les cellules pérovskites est très prometteuse. En seulement neuf ans, l'efficacité de ces cellules est passée de 3,8% à 23,3%. Plus de 30 années de recherche ont été nécessaires pour atteindre le même niveau. »Jusqu'à récemment, le plus gros talon d'Achille de la perovskite était qu'il se dégradait lorsqu'il était exposé à l'air, mais au début de 2018, le Laboratoire national des énergies renouvelables du Département de l'Énergie des États-Unis a rapporté que avec les entrailles de la cellule, ils ont pu l'exposer à l'air sans protection pendant 1 000 heures et ils ont conservé 94% de leur efficacité de conversion.

Ces types de technologies sont encore extrêmement coûteux et le resteront pendant un certain temps. La plupart sont en développement depuis moins de dix ans. Compte tenu de l'explosion des investissements dans cet espace, ils finiront par trouver leur place sur les marchés et commenceront à se développer. Et avec l’échelle, les coûts diminuent. C’est un point crucial: les baisses de prix dans l’industrie solaire se produisent non seulement à cause de l’innovation dans la technologie des panneaux, mais également à cause de l’innovation qui réduit le coût de fabrication des panneaux, réduit les coûts d’installation et permet un apprentissage pur par Faire.

Cette courbe d'apprentissage a en fait un nom. C’est la loi de Swanston et c’est l’un des phénomènes les plus célèbres du monde de l’énergie. Il dit que le prix de l'énergie solaire est fonction de l'échelle. Chaque fois que vous doublez la quantité d’énergie solaire produite, le prix baisse de 28%. Et chaque fois que vous doublez la taille d'un projet solaire à grande échelle, les prix baissent de 15%. Cela est resté vrai jusqu'aux premiers panneaux solaires utilisés dans le programme spatial américain dans les années 1970. C’est une fonction exponentielle.

L'éolien a également une courbe d'apprentissage, avec une réduction des coûts de 10,5% pour chaque doublement de la capacité. Bien que ce soit moins impressionnant que le solaire, ce n’est qu’une partie de l’histoire. L'énergie éolienne devient également plus efficace. Le facteur de capacité moyen de l'éolien terrestre est passé de 20% environ en 2000 à 42,5% pour les projets construits en 2016. Si cette tendance se maintient, les meilleurs sites atteindront 60% de facteur de capacité d'ici 2025, atteignant des niveaux de fiabilité de base.

Les nouvelles turbines ont des pales plus grandes et plus larges et leurs tours sont plus hautes, ce qui les élève dans un air moins turbulent. Les algorithmes qui les calibrent sont plus sophistiqués, la modélisation informatique les positionne plus efficacement dans le paysage et ils sont équipés de davantage de capteurs, générant des données qui améliorent les performances opérationnelles et contribuent au développement de la prochaine génération de machines. Selon un rapport publié en 2017 par Goldman Sachs, les éoliennes génèrent aujourd'hui la même puissance, avec des vents de 18 km / h, que les éoliennes il y a dix ans nécessitaient des vents de 36 km / h.

Les éoliennes sont vraiment passionnantes lorsque vous les déplacez de la terre vers la mer. L'éolien offshore présente trois avantages essentiels par rapport à l'éolien terrestre. Tout d’abord, la plupart des habitants du monde vivent près de la côte, vous n’avez donc pas à transmettre l’énergie aussi loin. Deuxièmement, les vents océaniques étant plus stables, ils fournissent une puissance moins variable que leurs homologues terrestres. Les parcs éoliens terrestres peuvent avoir des facteurs de capacité moyenne d’environ 40%, mais les meilleures nouvelles turbines offshore atteignent déjà 50% et pourraient éventuellement atteindre 70% ou plus. Plus important encore, en mer, avec des terres à peine visibles, la seule limite de taille est l’ingénierie. En conséquence, les turbines offshore grossissent encore plus vite que les turbines terrestres au cours de la dernière décennie.

Vestas, par exemple, vient de lancer une turbine offshore de 9,5 MW «deux à trois fois plus grande que les turbines standard d'il y a quelques années seulement». Et en mars 2018, GE Renewable Energy a annoncé qu'elle investirait 400 millions de dollars pour développer nouveau monstre de 12 MW: la Haliade-X, la plus grande, la plus haute et la plus puissante éolienne du monde. Il sera aussi haut que la Tour Eiffel, et chacune de ses lames plus longues que la Statue de la Liberté. Son facteur de capacité moyen sera de 63% et les premières unités devraient être livrées en 2021.

Prenez tout cela ensemble et vous obtiendrez l'un des redressements les plus rapides et les plus étonnants de l'histoire de l'énergie. Nous avons maintenant bien dépassé le point où la construction de nouvelles centrales éoliennes et solaires est moins chère que la construction de nouvelles centrales au charbon ou au gaz. Selon la dernière édition d'une étude d'évaluation très influente réalisée par une société financière appelée Lazard, le coût de la production d'un GWh d'énergie solaire est maintenant de 50 000 dollars, tandis que celui du charbon revient à 102 000 dollars.

Source: Lazard (2017)

Encore plus étonnant, cette même étude indique que les coûts du cycle de vie complet de la construction et de l’exploitation de projets basés sur des énergies renouvelables ont été inférieurs aux coûts d’exploitation des technologies de production conventionnelles telles que le charbon ou le nucléaire. Cela signifie qu’il ya des endroits dans le monde où il est maintenant moins cher de coller des turbines et des panneaux que de continuer à extraire du charbon du sol.

«Nous avons atteint un point d'inflexion dans lequel, dans certains cas, il est plus rentable de construire et d'exploiter de nouveaux projets d'énergie de substitution que de maintenir les centrales de production conventionnelles existantes.»
George Bilicic, responsable mondial du groupe Énergie, énergie et infrastructures, Lazard

L'économie fait ce que les politiciens ne pourraient pas. Aucune force politique sur Terre ne peut contenir longtemps la pression de la baisse des prix. C'est pourquoi Christiana Figueres, ancienne secrétaire exécutive de la Convention-cadre des Nations Unies sur le changement climatique, a déclaré: «Je ne suis plus inquiète pour l'électricité.» C'est pourquoi Sebastian Henbest, président du BNEF Europe, a déclaré: «Le solaire et l'éolien ont déjà gagné la course à l'électricité bon marché et en vrac - elle n'a pas encore fini de jouer. "

Et parmi les quatre plus grands émetteurs de carbone du monde, l’Europe, l’Inde, les États-Unis et la Chine, cette puissante combinaison de progrès scientifique, de capacité technologique et de réalité économique commence à se faire sentir.

L'Europe 

La première centrale électrique au monde alimentée au charbon a été construite à Londres en 1882. Aujourd'hui, dans la cinquième économie mondiale et le berceau de la première révolution industrielle, le charbon est en voie d'extinction. Elle n’a fourni que 1,3% de l’électricité au deuxième trimestre de 2018 et, en septembre, le réseau électrique britannique a franchi une «étape majeure», la capacité totale de production d’électricité renouvelable ayant dépassé de loin les combustibles fossiles. La capacité totale disponible en éolien, solaire, biomasse, hydroélectricité et autres énergies renouvelables a atteint un record de 42 GW entre juillet et septembre, dépassant les 40,6 GW disponibles à partir de combustibles fossiles. La rapidité et l'ampleur de la transition énergétique au Royaume-Uni ont été ahurissantes: au cours des cinq dernières années, la capacité en énergie propre a triplé, tandis qu'un tiers de la capacité de production de combustibles fossiles s'est retiré. Les émissions ont atteint leur niveau le plus bas depuis 1890, alors que la reine Victoria était encore sur le trône.

Le premier pays au monde à développer une centrale au charbon pourrait être l’un des premiers à y mettre fin.

De l'autre côté de la Manche, des forces similaires sont en jeu. Il existe plus de 280 centrales électriques au charbon en Europe, représentant une capacité de 160 GW. La détérioration de la situation économique et la mise en place de politiques climatiques plus strictes les en empêchent. Plus de 200 de ces centrales ont 30 ans ou plus, ce qui les rend susceptibles de fermer lorsqu'elles sont confrontées à de nouveaux objectifs de réduction des émissions de l'UE et 11 pays européens ont soit fermé leur parc de charbon, soit annoncé leur fermeture d'ici une date précise, dont la France. d'ici 2023, l'Italie et le Royaume-Uni d'ici 2025, et le Danemark et les Pays-Bas d'ici 2030. Cela représente environ un cinquième de la production totale d'électricité de l'UE. Un autre tiers viendra d’Allemagne, le plus grand consommateur de charbon d’Europe, une fois que celle-ci aura fixé sa date de fin en 2019.

https://www.vox.com/energy-and-environment/2018/6/6/17427030/coal-plants-map-china-india-us-eu

La logique de ces décisions est assez simple. Plus de la moitié des centrales thermiques au charbon européennes sont actuellement en perte de production et le seront presque toutes d’ici 2030. Les services publics du continent ont réagi en conséquence. En 2017, les 28 États membres de l'Union européenne ont franchi une nouvelle étape dans la transition vers une source d'énergie renouvelable: pour la première fois, leur électricité provenait davantage du soleil, du vent et de la biomasse (20,9%) que du charbon (20,6%). ou gaz (19,7%). C’est un progrès incroyable, étant donné qu’il ya cinq ans, la production de charbon était plus de deux fois supérieure à celle des énergies renouvelables.

Cela n'a pas encore eu beaucoup d'effet sur les émissions, grâce au retrait de beaucoup d'énergie nucléaire et à une énergie hydroélectrique inférieure aux prévisions, mais cela changera rapidement avec l'objectif européen de réduction des émissions de 40% à l'horizon 2030 (par rapport à 1990). ) commence à fonctionner. En Allemagne, la plus grande économie du continent, les combustibles fossiles les plus sales ont déjà de gros problèmes. La part de marché du lignite et de la houille a chuté de 10% en un an et les énergies renouvelables l’ont maintenant dépassée pour la première fois. Entre janvier et septembre 2018, l’énergie propre représentait 38% de l’ensemble de l’électricité en Allemagne, soit une augmentation de trois points de pourcentage par rapport à l’année précédente, selon l’association de services publics BDEW.

En mai, les turbines éoliennes en Écosse ont généré une production suffisante pour approvisionner 100% ou plus des maisons écossaises en 11 jours sur 31. Les émissions de carbone de l’Écosse ont maintenant été réduites de moitié depuis 1990 et ses dirigeants ont annoncé un nouvel objectif de réduction de 90% de leurs niveaux d’ici à la moitié du siècle. La Suède est en passe d'atteindre son objectif 2030 pour les énergies renouvelables avec 12 ans d'avance grâce à la montée en puissance de l'énergie éolienne. Et la Turquie a connu la croissance la plus rapide des installations solaires, sa capacité augmentant de 1,79 GW (l'Allemagne était la deuxième avec 1,75 GW et le Royaume-Uni, la troisième).

Inde

L’Inde est le troisième pollueur de carbone dans le monde et le dernier espoir des entreprises charbonnières dans le monde. En 2010, le pipeline de charbon de l’Inde atteignait bien plus de 600 GW, une statistique qui mettait tous les dirigeants de l’industrie charbonnière du monde en pâture. Alors que les nations du monde se réunissaient à Paris en 2015, l’Inde insistait toujours sur le fait que, pour sortir de la pauvreté des centaines de millions de citoyens, elle entendait continuer sur cette voie.

En décembre 2016, un revirement complet avec l’annonce d’un nouveau plan énergétique visant à utiliser plus de la moitié de l’électricité indienne produite à partir d’énergies renouvelables d’ici 2027. Selon le gouvernement, l’énergie au charbon est désormais une option risquée et onéreuse. Au total, 695 GW de capacité de production d'électricité à partir de charbon ont été suspendus ou annulés en Inde depuis 2010, soit plus de trois fois sa capacité d'exploitation de 219 GW. Le bassin de projets énergétiques au charbon restants au stade de la pré-construction a diminué de 25%, soit 24 GW, au cours des six derniers mois seulement.

La demande en électricité ayant augmenté plus lentement que prévu et les énergies renouvelables mises en ligne plus rapidement que prévu, les centrales à charbon du pays ne fonctionnent plus qu’environ la moitié de leur capacité totale. Les deux tiers de la production actuelle de charbon en Inde (94 GW) sont maintenant vendus aux services publics à des taux supérieurs au coût des nouveaux systèmes solaire et éolien, et 40 GW des centrales au charbon du pays ont été jugés soumis à des difficultés financières. Les maintenir déjà en place coûte à l'Inde des milliards de dollars de gaspillage chaque année.

Et les dirigeants du secteur du charbon sont sur le point d’empirer. Lors de la récente Conférence mondiale sur la pollution de l'air et la santé, organisée par l'Organisation mondiale de la santé, Satyendra Kumar, sous-secrétaire du ministère indien de l'Environnement, des Forêts et du Changement climatique, a annoncé que l'Inde réduirait la pollution atmosphérique par les particules fines de 20 à 30% d'ici 2024 dans les années à venir. 102 villes qui enfreignent régulièrement les normes de pollution de l'air. À mesure que ces normes seront abaissées au cours des huit prochaines années, les coûts d'exploitation des stations continueront à augmenter, à réduire encore leurs marges de profit extrêmement maigres et à en réduire davantage.

Ce truc commence à mordre. La plupart des unités de la centrale de Mundra, par exemple (la plus grande centrale au charbon du pays) ont été éteintes, car il est moins coûteux d’entraîner une pénalité pour non-respect du contrat d’achat d’électricité que de perdre de l’argent en le maintenant. On s'inquiète de plus en plus de ce que ces types d'actifs de charbon échoués pourraient présenter un risque pour le système bancaire indien. Les analystes de Bank of America Merrill Lynch estiment que les banques indiennes sont confrontées à des pertes de 38 milliards de dollars US sur des créances irrécouvrables dans le secteur de l’électricité alimentée au charbon. En conséquence, la Central Electricity Authority de l’Inde a proposé de fermer près de 50 GW de capacité de charbon d’ici 2027 et le gouvernement a annoncé un moratoire sur l’approbation de nouvelles centrales à charbon jusqu’en 2027.

Les sciences économiques ont inversé l'équation. Les coûts des énergies renouvelables ont chuté de 50% en deux ans et devraient continuer à baisser rapidement. Les nouvelles éoliennes et solaires coûtent maintenant 20% moins cher que le prix de gros moyen de l’électricité pour les centrales au charbon existantes. L’année fiscale qui s’est terminée en mars 2017 a été la première fois que les installations d’énergies renouvelables dépassent la construction d’électricité au charbon. Pour l’exercice suivant, d’avril 2017 à mars 2018, les installations de charbon ont été de 4,2 GW (en baisse de 46%). l’année) et l’ajout de plus d’énergie solaire que toutes les autres technologies combinées, avec un total de 10,4 GW.

Les investissements dans les énergies propres en Inde ont augmenté de 22% au premier semestre de 2018 par rapport à la même période l'an dernier. En juin 2018, l'Inde a relevé son objectif déjà ambitieux en matière d'énergie propre à 227 GW, soit une augmentation stupéfiante de 28%. Le ministre de l'Énergie, RK Singh, a annoncé la possibilité d'un programme d'appels d'offres solaires de 100 GW, ainsi que de passer à l'éolien offshore, avec une capacité installée totale de 30 GW d'ici 2030. À ce rythme, l'Inde devrait dépasser la Chine et devenir le marché des énergies propres en plus forte croissance d’ici la fin des années 2020.

États Unis

En 2008, la moitié de l'électricité des États-Unis était produite à partir de charbon. Puis vint le boom du schiste, libérant un flot de gaz naturel bon marché et moins polluant. Depuis lors, la part du gaz naturel dans la production d’électricité est passée de 22% à 34%, devenant la plus grande source de combustible pour les centrales électriques du pays. Pendant ce temps, l’Américain moyen utilise près de 8% moins d’énergie qu’il ya 10 ans, grâce à l’amélioration de l’efficacité énergétique. Le résultat? Les émissions de dioxyde de carbone du secteur de l'énergie électrique aux États-Unis ont diminué de 28% depuis 2005. Les émissions du secteur de l'énergie électrique se sont élevées à 1 744 millions de tonnes métriques en 2017, soit le niveau le plus bas depuis 1987. En d'autres termes, une transition énergétique aux États-Unis est déjà en cours. en progres.

Cependant, si le gaz est plus propre que le charbon, il n’est pas exempt de carbone. Le nucléaire ne va pas aider non plus. Cinq des centrales nucléaires du pays ont été fermées au cours de la dernière décennie. Sur les 99 restants, au moins une douzaine d’autres pourraient fermer au cours de la prochaine décennie. Entre-temps, les efforts pour construire de nouveaux réacteurs nucléaires dans ce pays ont été annulés ou assaillis par des retards importants et des dépassements de coûts. Il n'y a pas d'argent dans le nucléaire - ce qui signifie qu'il est peu probable que nous voyions de nouvelles innovations ou des changements de politique susceptibles de fournir un répit au secteur dans un avenir proche.

C’est la bonne nouvelle que les énergies renouvelables se faufilent derrière. Un an après que Celui qui n’aura pas été nommé a annoncé son intention de retirer les États-Unis de l’Accord de Paris, les industries éolienne et solaire sont en train de faire des ravages, tous les États américains ont resserré leurs politiques en matière d’énergie propre et de lutte contre le changement climatique. Selon Ernst & Young , les États-Unis se classent désormais au deuxième rang, derrière la Chine, en termes d'attractivité pour les investissements dans les énergies propres.

https://www.eia.gov/energyexplained/index.php?page=electricity_in_the_united_states#tab2

En 2017, le pays a généré 39 fois plus d'énergie solaire qu'en 2008. Le solaire représente désormais plus de 10% de l'électricité dans cinq États - la Californie, Hawaii, le Nevada, le Vermont et le Massachusetts - et représente 2,4% de la production totale. 55% de la capacité nouvellement installée au cours du premier semestre de 2018. D'autres prévisions sont également annoncées: 8,5 GW d'énergie solaire photovoltaïque ont été annoncés au cours du premier semestre de 2018 seulement. C’est plus de PV à échelle d’utilité qu’en 2014 et 2015 réunis. Le gazoduc actuel représente 23,9 GW, «le plus haut niveau de l’histoire de l’industrie solaire aux États-Unis».

L’énergie éolienne a également connu une croissance spectaculaire, multipliée par cinq depuis 2008. Les coûts d’installation d’un parc éolien ont été réduits des deux tiers, ce qui signifie que les États-Unis disposent du deuxième plus grand parc éolien au monde, avec 90 GW en juin 2018. Ces ressources éoliennes sont situées dans des endroits intéressants. Le Texas, par exemple, est le premier État éolien, avec près de trois fois le montant de son concurrent le plus proche, l’Iowa. Quatre des onze plus grands parcs éoliens du monde se trouvent dans la région de Sweetwater, une vieille ville en ruine pétrolière, où les producteurs d’éoliennes aiment à dire que le dynamisme des éoliennes est le son de l’argent.

En 2017, l'utilisation du charbon a non seulement chuté de 2,5%, mais pour la première fois, le gaz naturel a également diminué de 1,4%. Une fois que vous avez pris en compte le retrait des anciennes centrales à combustibles fossiles, 94,7% de l’énergie ajoutée au réseau américain l’année dernière provenait d’énergies renouvelables. Mieux encore, en mars 2018, les États-Unis ont franchi une étape importante. Pour la première fois depuis les années 1960, les sources d’énergie renouvelables (biomasse, géothermie, énergie hydroélectrique, solaire et éolienne) fournissent désormais une plus grande part de la production électrique du pays que l’énergie nucléaire.

Crédit image: Fortune

L’un des trucs préférés des médias américains ces dernières années a été de visiter un pays houiller et de rapporter des personnes dont les emplois sont en jeu. Le fourrage ne manque pas. L'année dernière, 7,3 GW de centrales au charbon ont été retirés, et cette année, leur nombre doublera. Le nombre d'emplois dans les mines de charbon a diminué à 60 000 et les communautés dans des endroits comme la Virginie-Occidentale en ressentent les effets. Une semaine de visite d’un journaliste dans les anciennes communautés des mines de charbon des Appalaches, accompagnée d’un photographe, constitue un récit épique, qui plaira aux lecteurs qui semblent fâchés contre tout.

Il y a eu beaucoup moins de reportages de l'autre côté de l'histoire. Les changements climatiques pourraient être une question controversée dans les États rouges et bleus, divisés en partisans, mais l’énergie propre ne l’est pas, pour une raison simple. Emplois. L'emploi dans le secteur des énergies renouvelables augmente 12 fois plus vite que le reste de l'économie. En 2017, le Bureau of Labor Statistics des États-Unis a déclaré s'attendre à ce que les techniciens en éoliennes représentent la deuxième profession en croissance la plus rapide en Amérique, le nombre total d'employés ayant plus que doublé, passant à plus de 200 000 d'ici 2026.

Le travail qui connaît la croissance la plus rapide aux États-Unis aujourd'hui?

Installateur de panneaux solaires.

L’industrie solaire américaine emploie actuellement plus de 260 000 personnes dans le pays. Comme le souligne Andrea Luecke, directeur exécutif de la Solar Foundation, «il y a plus de travailleurs que Apple, Google, Facebook et Amazon réunis». De plus, ces emplois sont trouvés de manière disproportionnée dans les États rouges, tels que l'Iowa, le Kansas, l'Oklahoma, et le Texas - des États qui bénéficient également d’une électricité moins chère pour les foyers et les entreprises. C’est peut-être pour cette raison qu’une écrasante majorité d’Américains estiment que le gouvernement devrait encourager les énergies propres, y compris 80% des républicains. Même le Kentucky Coal Museum est maintenant passé à l'énergie solaire. Ces histoires ne font pas partie de la presse grand public, parce qu’elles ne retiennent pas l’attention de la même manière, mais elles se produisent toujours, à la loupe, et transforment lentement mais inexorablement le paysage du secteur de l’électricité américain.

Chine

La plus grande histoire économique et la plus grande histoire climatique du XXIe siècle se déroulent dans le même pays: à partir de l’an 2000 environ, l’économie de la Chine a basculé, alimentée presque entièrement par le charbon. En 2017, sa capacité de charbon atteignait 935 GW, soit la moitié du total mondial. Lorsque les négociateurs du pays sont arrivés à Paris en 2015, une autre 515GW attendait toujours, une véritable bombe à retardement au carbone. Naturellement, lorsque Beijing a promis que ses émissions atteindraient leur maximum avant 2030, très peu d'observateurs les ont prises au sérieux.

Cependant, la Chine est un pays où la science et l’ingénierie sont toujours très appréciées. Ses dirigeants comprennent que la construction d'une économie sobre en carbone est la seule manière viable d'assurer l'avenir et que les pays qui y parviendront en premier gagneront beaucoup d'argent. L'énergie propre a été placée au centre de leur stratégie industrielle. L'intensité des émissions de carbone au cours du douzième plan quinquennal (2011-2015) a diminué de 21,8%. Ils sont sur le point de perdre 18% supplémentaires dans le 13ème Plan quinquennal (2016-2020). Les émissions globales ont diminué pour la première fois en 2015, étaient stables en 2016, avaient légèrement augmenté en 2017 et devraient encore diminuer en 2018. Cela signifie que l'engagement majeur de la Chine au titre de l'Accord de Paris sera désormais respecté dix ans plus tôt que prévu .

A l'instar de l'Inde, la Chine est aux prises avec une capacité excédentaire de production de charbon. Entre 2006 et 2018, la Chine a mis en service 70% (715 GW) de la nouvelle capacité mondiale alimentée au charbon. C’est maintenant contre les ambitieux objectifs du pays en matière d’énergie renouvelable. Le taux d'utilisation moyen des centrales thermiques est tombé sous la barre des 50% en 2015, là où il est resté, ce qui signifie que les bénéfices des centrales électriques chinois sur le charbon s'érodent rapidement. Afin de limiter la surcapacité croissante, le gouvernement central chinois a commencé à mettre en place une série de propositions en 2016 visant à ralentir le rythme de la construction de nouvelles centrales au charbon.

Ces propositions totalisaient 430 GW à différents stades de développement - comparables à l’ensemble des flottes américaine et indienne. Aujourd'hui, le pipeline de charbon neuf s'élève à 76 GW et tombe chaque jour. En 2018, moins de 2 GW de nouvelles capacités de charbon ont été proposés en Chine. La quantité de capacité de production de charbon en phase de pré-construction a également diminué. Au premier semestre de 2018, les capacités proposées ont diminué de 20%, passant de 447 GW à 364 GW. Dans l'ensemble, le pipeline de pré-construction a diminué des deux tiers depuis 2015, année où il atteignait 1 090 GW.

Keisuke Sadamori, directeur de l'AIE pour les marchés de l'énergie et la sécurité, a déclaré lors d'une conférence téléphonique à l'intention des journalistes: «Il est clair que la décennie d'or du charbon est terminée en Chine. Nous voyons la demande de charbon en Chine en déclin structurel et lent. »En grande partie, c’est parce que le smog étouffe les grandes villes chinoises, une crise sanitaire croissante qui oblige le gouvernement à s’attaquer de plus en plus au charbon. Mais c’est aussi parce que la Chine est une puissance montante, de plus en plus confiante dans son rôle géopolitique au cours du siècle à venir. Le rang chinois le plus élevé parmi ceux qui pensent qu'un monde entièrement renouvelable est important.

C’est la raison pour laquelle le gouvernement s’engage pour le cuir à énergie propre. En 2012, la puissance installée de la Chine en énergie éolienne et solaire était de 61 GW et de 3,4 GW, respectivement, et générait 2,1% de l’électricité. En 2017, les énergies éolienne et solaire étaient passées à 168,5 GW et 130,06 GW respectivement, et généraient 5,3% de l'approvisionnement total en électricité. Les États-Unis ont investi trois dollars par dollar investi l'année dernière par la Chine. L’assainissement de son bouquet énergétique est un objectif politique essentiel et, comme environ deux tiers de l’électricité provient de la combustion du charbon, il reste beaucoup de place pour de nouveaux investissements.

Combien de temps les hommes peuvent-ils s'épanouir entre des murs de briques, marcher sur des trottoirs d'asphalte, respirer les émanations de charbon et de pétrole, croître, travailler, mourir, avec à peine une pensée de vent, de ciel et de champs de céréales, ne voyant que la beauté faite à la machine , la qualité de vie minérale?
Charles Lindbergh

La mort du charbon

L'ère du charbon, notre source d'électricité dominante, dure depuis plus d'un siècle. Cette époque touche à sa fin. Le charbon est éliminé et la transition énergétique est en cours. Six des pays du monde ont complètement éliminé l’électricité d'origine charbon et 17 autres ont annoncé des dates d'élimination progressive d'ici 2030 ou plus tôt, dont trois des économies du G7. Il y a cinq ans, il n'y en avait pas. Aux États-Unis, la production d'électricité à partir de charbon a diminué d'environ un tiers entre 2010 et 2017, et dans l'Union européenne, la production de charbon noir a diminué à peu près dans les mêmes proportions en quatre ans seulement.

La Powering Past Coal Alliance, une initiative mondiale des gouvernements britannique et canadien, est maintenant soutenue par plus de 50 pays, régions et entreprises. Plus du quart des 1 675 entreprises qui possédaient ou développaient une capacité de production d'électricité à partir de charbon depuis 2010 ont entièrement quitté le secteur de l'industrie du charbon. L’AIE estime que l’investissement mondial dans le charbon a atteint un sommet et diminue rapidement. Le dernier rapport mondial sur le charbon de CoalSwarm montre que la croissance du charbon ralentit rapidement; il estime que la capacité mondiale en charbon pourrait atteindre son maximum dès 2022.

Pour les entreprises charbonnières, le dernier espoir restait était que le relâchement de la part de la Chine et de l’Inde soit remplacé par une demande accrue de la part des autres parties du monde. Ces espoirs commencent à s'effondrer. Parmi les nouvelles qui auraient fait peur au cœur noir des responsables du charbon du monde entier, les pays en développement ont mis en ligne le moins de nouvelles capacités de production d'électricité à partir de charbon l'année dernière depuis au moins 2006, avec une nouvelle construction de charbon réduite de 38% par rapport à 2016 , à 48GW. Ce chiffre, explique BloombergNEF, représente non seulement la moitié de ce qui avait été ajouté en 2015 lorsque le marché avait atteint un pic de 97 GW, mais presque la moitié de la quantité de pays en développement dotés d'une capacité éolienne et solaire en 2017. Les coûts de l'énergie éolienne et solaire continuant de baisser, le point de basculement où les nouvelles énergies renouvelables sous-cotent les centrales à charbon existantes totalement amorties n’est pas loin.

Le bassin de clients potentiels se réduit. L’Indonésie, qui a construit le troisième plus grand nombre de nouvelles centrales au charbon après l’Inde et la Chine au cours de ce siècle, a annoncé qu’elle ne lancerait aucun nouveau projet de production de charbon. Cette démarche n’est guère surprenante - une analyse du groupe de réflexion financier indépendant Carbon Tracker a conclu qu’il est maintenant moins coûteux de construire de nouvelles capacités d’énergie solaire photovoltaïque et éolienne terrestre en Indonésie, au Vietnam et aux Philippines que de continuer à exploiter des centrales au charbon existantes. Le Vietnam est un coup particulièrement dur pour les sociétés charbonnières: il dispose actuellement du troisième plus grand projet de charbon au monde, totalisant 46 GW, dont seulement 11 GW sont en cours de construction. Selon Alex Perea, directeur adjoint de l’énergie au World Resources Institute, «le gouvernement investit de plus en plus dans la modification de sa trajectoire. Le Vietnam offre une combinaison intéressante et importante de conditions pouvant permettre une transition significative vers une énergie propre: les engagements du gouvernement en matière d'énergies renouvelables et un secteur privé désireux d'atteindre des objectifs de plus en plus stricts en matière d'énergie propre. ”

Jusqu'à récemment, la Turquie envisageait également d'étendre son parc de charbon, mais la situation économique commence à faire rage, avec seulement 1 GW sur un pipeline total de 43 GW de nouveau charbon en construction. De même, la capacité planifiée de l’Égypte est de 15 GW, mais aucune d’elle n’a dépassé les premières phases de développement. Au lieu de cela, le gouvernement se tourne vers le solaire, la région orientale du désert du Sahara bénéficiant de la meilleure lumière solaire de la planète. L’Arabie saoudite se tourne elle aussi vers le désert et envisage d’utiliser toute l’énergie électrique du pays à partir de l’énergie solaire d’ici 2030.

La plupart des pays du monde voient l’écriture sur le mur.

Peut-être plus important encore que le bilan, l’image publique du charbon a été détruite. Luke Popovich, ancien porte-parole de la National Mining Association, a déclaré que «la principale responsabilité du charbon est la perception qu’il s’agit d’une industrie révolue, et non future. Le mineur pittoresque avec une boîte à lunch bosselée et un visage noirci peut glorifier le passé industriel de l’industrie, mais cela renforce la perception selon laquelle le charbon est dangereux et sale et qu’il n’a aucun rôle à jouer à l’ère numérique, menant une économie fondée sur la connaissance ».

De plus en plus, les plus gros investisseurs et financiers du monde le voient aussi. Allianz, la plus grande compagnie d’assurances au monde en termes d’actifs, a cessé d’assurer les centrales au charbon et les mines de charbon et a interdit le nouveau charbon de son portefeuille d’investissements. Six fonds souverains représentant collectivement plus de 3 000 milliards d'actifs se sont engagés à n'investir que dans des sociétés prenant en compte les risques climatiques dans leurs stratégies. BlackRock, le plus important gestionnaire de fonds au monde, avec un actif de 5,1 milliards de dollars, a menacé de se séparer des administrateurs de sociétés qui ne parviennent pas à faire face aux risques que font peser les changements climatiques sur leurs entreprises.

Au cours de la dernière année, HSBC, Lloyds, JP Morgan Chase et Munich Re ont annoncé leur intention de cesser de financer le charbon. Le TFFD, une initiative mondiale visant à forcer les entreprises à révéler leur exposition aux risques liés au changement climatique, est passé d'un exercice théorique à un effort visant à façonner le marché, pleinement soutenu par 225 investisseurs mondiaux avec plus de 26,3 milliards de dollars d'actifs sous gestion et 237 entreprises avec capitalisation boursière de 6,3 milliards de dollars. Même BHP Billiton a déclaré qu’il se préparait maintenant à quitter l’Association mondiale du charbon pour une prise de position sur le changement climatique que le géant minier considère comme moins que constructive. Dans quelques années, toutes les sociétés cotées en bourse de la planète devront faire face à des appels d'actionnaires leur expliquant comment ils envisagent de s'ajuster à une économie en décarbonisation et à l'escalade des risques liés au climat.

Ce n’est toujours pas assez

Pour terminer le Time Trial de 1000 milliards de dollars dans les temps et limiter la planète à 2 ° C, il faut aller beaucoup plus vite. À l’heure actuelle, la capacité de charbon dans le monde est d’environ 2 000 GW et, malgré de nombreuses preuves selon lesquelles les énergies renouvelables construites en construction peuvent sous-estimer le prix des centrales au charbon neuves, 193 GW de charbon sont actuellement en construction dans les pays en développement, selon les données de Coalswarm. Certes, les nouveaux ajouts de capacité au charbon sont à leur niveau le plus bas depuis plus d'une décennie, mais la production réelle des centrales au charbon a augmenté de 4% en 2017, pour atteindre 6,4 TWh. En d’autres termes, nous réduisons lentement la consommation de charbon, mais pas assez vite.

D'ici 2020, nous ne pouvons ajouter aucune nouvelle centrale au charbon, où que ce soit. Les États-Unis et l'Europe doivent être débarrassés de leur charbon d'ici 2030 et la Chine et l'Inde environ une décennie plus tard. Presque toutes les centrales au charbon du monde devraient fermer d'ici 2040 pour rester sous le seuil. L’analyste énergétique Matt Grey souligne que cela signifierait la fermeture d’une capacité de charbon de 100 GW chaque année pendant 20 ans, soit environ une centrale au charbon par jour jusqu’en 2040.

Et tout cela reste la première moitié de la course. La deuxième partie comprend des tâches vraiment difficiles comme l'aviation, les transports longue distance et les industries du ciment et de l'acier, qui produisent du dioxyde de carbone dans le processus de fabrication lui-même. Pour assainir ces énormes secteurs de l’économie, nous aurons besoin de meilleurs outils de captage et de stockage du carbone, ainsi que de biocarburants ou de stockage d’énergie moins coûteux.

Vous pouvez commencer à voir pourquoi c'est si difficile, non? Comme l'explique Daniel Schrag, ancien conseiller en énergie auprès du président Obama, «nous devons accélérer jusqu'à 20 fois, et je ne pense pas que les gens comprennent ce que c'est, en termes d'acier, de verre et de ciment». La transition énergétique propre est vraiment le plus grand défi technologique que notre espèce ait jamais rencontré. Vous entendrez souvent dire qu’il s’agissait d’une mobilisation de la guerre, une analogie compréhensible compte tenu de l’ampleur de la tâche. Sauf que, contrairement à la guerre, qui unit un groupe de peuples à un autre, nous aurons besoin cette fois-ci de l’ensemble des 195 nations du monde réunies dans une direction unique.

Les enjeux sont le destin de notre civilisation.

Si nous y parvenons, nous modifions fondamentalement notre monde physique, ouvrons une nouvelle ère industrielle, réorganisons l'économie mondiale et révolutionnons la géopolitique.

Si nous nous trompons, nous brûlons.