Pourquoi nous devons transformer notre monde en une planète électrique durable

Pourquoi nous devons transformer notre monde en une planète électrique durable

Je veux que vous imaginiez une autoroute exclusivement consacrée à fournir l'énergie du monde.

Chaque voie est réservée aux camions qui transportent l'une des sept sources d'énergie primaire à grande échelle au monde: charbon, pétrole, gaz naturel, nucléaire, hydraulique, solaire et éolien.

Notre sécurité énergétique actuelle a un prix, les émissions de dioxyde de carbone des camions dans les trois voies les plus fréquentées: celles pour le charbon, le pétrole et le gaz naturel.

Nous ne pouvons pas simplement dresser des barrages routiers du jour au lendemain pour arrêter ces camions; ils transportent la grande majorité de l'approvisionnement énergétique mondial.

Mais que se passe-t-il si nous développons la production d'électricité propre transportée par les camions dans les voies solaire et éolienne - trois ou quatre fois plus - dans un avenir d'énergie propre économiquement efficace?

Pensez aux voitures électriques plutôt qu'aux voitures à essence. Pensez aux usines électriques plutôt qu'aux usines à mazout. Plus propre et moins cher à utiliser. Une transition ordonnée axée sur la technologie. Problèmes provoqués par la technologie, résolus par la technologie.

Ne vous y trompez pas, ce sera le plus grand défi d'ingénierie jamais entrepris. Le système énergétique est énorme, et même avec un effort international et ciblé, la transition prendra plusieurs décennies.

Cela nécessitera également une planification et un recyclage respectueux pour garantir que les personnes et les communautés touchées, qui ont alimenté notre progrès énergétique depuis des générations, soient soutenues tout au long de la transition.

Comme Tony, un travailleur d'une centrale électrique au charbon de Gippsland, l'a fait remarquer programme Q + A de cette semaine:

La main-d'œuvre est très innovante, nous sommes prêts à relever le défi, nous nous adapterons à tout ce qui nous attend et nous l'avons prouvé par le passé.

Ceci nous rappelle que si les gouvernements, l'industrie, les communautés et les individus partagent une vision, une transition positive peut être réalisée.

Les progrès technologiques étonnants dont j'ai été témoin au cours des dix dernières années me rendent optimiste.

L'énergie renouvelable est en plein essor dans le monde entier et est désormais livrée à un coût nettement plus bas que jamais.

En Australie, le coût de production de l’électricité éolienne et solaire est désormais 50 $ par mégawatt-heure.

Même lorsque la variabilité se raffermit avec le stockage, la prix de l'électricité solaire et éolienne est inférieure à la production d'électricité au gaz existante et similaire à la nouvelle production d'électricité au charbon.

Cela a entraîné une forte consommation d'électricité solaire et éolienne en Australie et, surtout, des projections d'une 33% de réduction des émissions dans le secteur de l'électricité d'ici 2030, par rapport aux niveaux de 2005.

Et cette tendance des prix ne fera que se poursuivre, un récent rapport des Nations Unies notant que, au cours de la seule dernière décennie, le coût de l'électricité solaire a chuté de 80%et devrait encore baisser.

Nous sommes donc en route. Nous pouvons le faire. Nous avons maintes et maintes fois démontré qu’aucun défi à l’humanité n’est au-delà de l’humanité.

En fin de compte, nous devrons compléter le solaire et l'éolien avec une gamme de technologies telles que des niveaux de stockage élevés, une transmission longue distance et une bien meilleure efficacité dans la façon dont nous utilisons l'énergie.

Mais alors que ces technologies se développent, nous avons besoin aujourd'hui d'un compagnon énergétique capable de réagir rapidement aux changements de la production solaire et éolienne. Un compagnon énergétique qui est lui-même relativement faible en émissions, et qui ne fonctionne qu'en cas de besoin.

À court terme, comme l'ont indiqué le Premier ministre Scott Morrison et le ministre de l'Énergie Angus Taylor précédemment indiqué, le gaz naturel jouera ce rôle essentiel.

En fait, le gaz naturel permet déjà aux pays de passer à un approvisionnement en électricité fiable et à émissions relativement faibles.

Regardez la Grande-Bretagne, où la production d'électricité au charbon a chuté de 75% en 1990 à seulement 2% en 2019.

Cela a été provoqué par une augmentation de l'énergie solaire, éolienne et hydraulique, passant de 2% à 27%. Dans le même temps, et cela est essentiel à la fourniture d'un approvisionnement électrique fiable, l'électricité à partir du gaz naturel est passée de pratiquement zéro en 1990 à plus de 38% en 2019.

Je sais que la construction de nouveaux générateurs de gaz naturel peut être vu comme problématique, mais pour l'instant supposons qu'avec l'énergie solaire, éolienne et gazière, nous atteindrons un approvisionnement en électricité fiable et à faibles émissions.

Est-ce assez? Pas vraiment.

Nous avons toujours besoin d'une source de carburant transportable à haute densité pour les camions lourds longue distance.

Nous avons encore besoin d'une autre matière première chimique pour fabriquer l'ammoniac utilisé pour produire des engrais.

Nous avons encore besoin d'un moyen pour transporter l'énergie propre d'un continent à un autre.

Entrez le héros: l'hydrogène.

L'hydrogène est abondant. En fait, c'est l'élément le plus abondant de l'Univers. Le seul problème est qu'il n'y a nulle part sur Terre où vous pouvez forer un puits et trouver de l'hydrogène gazeux.

Pas de panique. Heureusement, l'hydrogène est lié à d'autres substances. Celui que nous connaissons tous: l'eau, le H dans H₂O.

Nous avons deux moyens viables d'extraire l'hydrogène, avec des émissions presque nulles.

Tout d'abord, nous pouvons diviser l'eau dans un processus appelé électrolyse, en utilisant de l'électricité renouvelable.

Deuxièmement, nous pouvons utiliser le charbon et le gaz naturel pour diviser l'eau, capturer et enterrer en permanence le dioxyde de carbone émis en cours de route.

Je sais que certains peuvent être sceptiques, car la capture et le stockage permanent du carbone n'ont pas été commercialement viables dans l'industrie de la production d'électricité.

Mais le processus de production d'hydrogène est nettement plus rentable, pour deux raisons cruciales.

Premièrement, étant donné que le dioxyde de carbone est laissé comme partie résiduelle du processus de production d'hydrogène, il n'y a pas d'étape supplémentaire et peu de frais supplémentaires pour son extraction.

Et deuxièmement, parce que le processus fonctionne à une pression beaucoup plus élevée, l'extraction du dioxyde de carbone est plus économe en énergie et plus facile à stocker.

Revenant à la voie de la production d'électrolyse, nous devons également reconnaître que si l'hydrogène est produit exclusivement à partir de l'énergie solaire et éolienne, nous exacerberons la charge sur les voies renouvelables de notre autoroute énergétique.

Pensez un instant aux vastes quantités d'acier, d'aluminium et de béton nécessaires pour soutenir, construire et entretenir les structures solaires et éoliennes. Et le cuivre et les métaux des terres rares nécessaires aux fils et aux moteurs. Et le lithium, le nickel, le cobalt, le manganèse et d'autres matériaux de batterie nécessaires pour stabiliser le système.

Il serait donc prudent de se prémunir contre toute limitation potentielle des ressources avec une autre source d'énergie.

Eh bien, en produisant de l'hydrogène à partir de gaz naturel ou de charbon, en utilisant le captage et le stockage permanent du carbone, nous pouvons ajouter deux voies supplémentaires à notre route énergétique, en nous assurant d'avoir quatre sources d'énergie primaires pour répondre aux besoins de l'avenir: solaire, éolien, hydrogène du gaz naturel et de l'hydrogène du charbon.

De plus, une fois extrait, l'hydrogène apporte des solutions uniques aux défis qui restent à relever dans notre future planète électrique.

Premièrement, dans le secteur des transports, le plus grand utilisateur final d'Australie.

Car carburant hydrogène transporte beaucoup plus d'énergie que le poids équivalent des batteries, il fournit une alternative viable et à plus longue portée pour alimenter les bus long-courriers, les camions B-doubles, les trains qui voyagent des mines du centre de l'Australie vers les ports côtiers, et les navires qui transportent des passagers et marchandises dans le monde entier.

Deuxièmement, dans l'industrie, où l'hydrogène peut aider à résoudre certains des plus grands défis en matière d'émissions.

Prenons la fabrication d'acier. Dans le monde d'aujourd'hui, l'utilisation du charbon dans la fabrication de l'acier est responsable d'une 7% des émissions de dioxyde de carbone.

La persistance de cette forme de production d'acier entraînera une augmentation frustrante de ce pourcentage alors que nous progressons dans la décarbonisation d'autres secteurs de l'économie.

Heureusement, l'hydrogène propre peut non seulement fournir l'énergie nécessaire pour chauffer les hauts fourneaux, mais il peut également remplacer le carbone du charbon utilisé pour réduire l'oxyde de fer en fer pur à partir duquel l'acier est fabriqué. Et avec l'hydrogène comme agent réducteur, le seul sous-produit est la vapeur d'eau.

Cela aurait un impact révolutionnaire sur la réduction des émissions mondiales.

Troisièmement, l'hydrogène peut stocker de l'énergie, non seulement pour un jour de pluie, mais aussi pour transporter le soleil de nos côtes, où il est abondant, vers les pays où il est nécessaire.

Permettez-moi d'illustrer ce point. En décembre de l'année dernière, j'ai eu le privilège d'assister au lancement du premier navire transporteur d'hydrogène liquéfié au monde au Japon.

Alors que le navire glissait dans l'eau, je l'ai vu non seulement comme le lancement du premier navire de ce type à être construit, mais comme le lancement d'une nouvelle ère dans laquelle l'énergie propre sera systématiquement transportée entre les continents. Soleil d'expédition.

Et, enfin, parce que l'hydrogène fonctionne de manière similaire au gaz naturel, nos générateurs de gaz naturel peuvent être reconfigurés à l'avenir pour fonctionner à l'hydrogène - transformant proprement un héritage potentiel en bonus supplémentaire.

Économie de l'hydrogène

Nous sommes vraiment à l'aube d'une nouvelle industrie florissante.

Il y a presque Un marché mondial de 2 billions de dollars pour l'hydrogène en 2050, en supposant que nous pouvons faire baisser le prix de la production d'hydrogène à un niveau sensiblement inférieur à 2 dollars australiens le kilogramme.

En Australie, nous avons les terres disponibles, les ressources naturelles, les technologies intelligentes, les réseaux mondiaux et l'expertise de l'industrie.

Et nous avons maintenant l'engagement, avec le Stratégie nationale sur l'hydrogène adopté à l'unanimité lors d'une réunion par les gouvernements du Commonwealth, des États et des territoires à la fin de l'année dernière.

En effet, alors que je réfléchis à mon mandat de scientifique en chef, au cours de ma dernière année, présider à l'élaboration de cette stratégie a été l'une de mes plus grandes réalisations.

Les résultats complets ne seront pas visibles du jour au lendemain, mais ils ont semé les graines, et si nous continuons à les entretenir, ils deviendront un tout nouveau domaine d'applications pratiques et de possibilités inimaginables.

Ceci est un extrait édité d'un discours au National Press Club of Australia le 12 février 2020. Le discours complet est disponible ici.La Conversation

A propos de l'auteur

Alan Finkel, scientifique en chef de l'Australie, Bureau de l'expert scientifique en chef

Cet article est republié de La Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

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