Tout l'intérêt de l'énergie renouvelable est qu'elle provient d'une source que nous ne pouvons pas épuiser. Prenez simplement le solaire et le vent - le soleil n'arrêtera pas de briller, et le vent n'arrêtera pas de souffler. (Si c'était le cas, nous aurions des problèmes bien plus importants que de trouver comment alimenter nos appareils.) les gaz à effet de serre qui réchauffent l'atmosphère émis par les combustibles fossiles.
Mais certaines énergies renouvelables sont un peu plus délicates et le changement climatique pourrait rendre nos ressources renouvelables préférées beaucoup plus difficiles à exploiter. Une récente augmentation des sécheresses nous montre à quel point cela pourrait être dévastateur pour notre utilisation de l'hydroélectricité.
Vous pouvez théoriquement exploiter l'énergie cinétique de l'eau qui se précipite ou qui tombe sans utiliser l'eau elle-même, ce n'est donc pas une source d'énergie limitée comme les combustibles fossiles. En 2021, il a généré environ 260 milliards de kilowattheures (kWh) d'électricité aux États-Unis, ce qui représentait environ 6,3 % de la production totale à grande échelle du pays. C'est la deuxième source d'énergie renouvelable la plus utilisée à travers le pays et produit plus de deux fois plus d'énergie que l'énergie solaire.
"L'hydroélectricité est une partie vraiment essentielle du portefeuille d'énergie renouvelable pour cette région et pour de nombreuses régions du monde", déclare Dave White, directeur du Global Institute of Sustainability and Innovation de l'Arizona State University.
Mais les barrages nécessaires peuvent avoir un impact négatif sur l'environnement. La fermeture des lacs et des réservoirs peut nuire à la vie aquatique et peut même entraîner une augmentation des émissions de gaz à effet de serre en piégeant les plantes et autres matières organiques lors de leur décomposition.
Cela nécessite également une bonne quantité d'eau au même endroit, ce qui devient un problème à l'ère du changement climatique. Nous voyons déjà cela se produire sur la côte ouest, mais à mesure que les sécheresses deviennent plus dramatiques dans différents coins du monde, l'avenir de la façon dont nous gérons l'eau pour la consommation, l'agriculture et l'énergie hydroélectrique devra éventuellement changer.
"Sans planification ni investissement, un paysage infernal s'annonce", déclare Rich Sorkin, PDG de la société d'analyse des risques climatiques Jupiter.
L'ouest des États-Unis connaît actuellement la pire sécheresse depuis 1 200 ans, déclenchant tout, des incendies de forêt à la perte de neige extrême en passant par l'émergence de vieux cadavres de plans d'eau toujours plus vides. Aujourd'hui, le lac Powell, le deuxième plus grand réservoir des États-Unis, est sur le point de s'assécher.
L'eau du réservoir géant alimente le barrage de Glen Canyon, qui fournit de l'électricité à environ cinq millions de personnes dans de nombreux États, mais se situe actuellement à environ un quart du niveau d'eau nécessaire pour soutenir autant de production d'énergie. Sans oublier que le lac Powell et le barrage de Glen Canyon font partie du système du fleuve Colorado, qui fournit de l'eau à 40 millions de personnes (soit plus de 10 % de la population américaine) et soutient des milliards de dollars d'agriculture. Plus d'un quart du fleuve est actuellement dans des conditions de "sécheresse extrême", ce qui signifie que les pertes de récoltes et de pâturages sont considérables, ainsi que les pénuries d'eau et les restrictions.
"Il est presque difficile d'imaginer à quel point un immense réservoir de réserve d'eau est important en Arizona, l'un des endroits les plus arides du pays et du monde", déclare Mona Tierney-Lloyd, responsable de la politique publique américaine du groupe d'énergie propre Enel North America. . "Mais c'est l'un des principaux endroits pour fournir de l'électricité à près de sept États."
Plus tôt ce mois-ci, les responsables ont annoncé un plan visant à retenir les rejets d'environ 480 000 acres-pieds d'eau dans le lac Powell qui vont généralement en Arizona, au Nevada et en Californie, ce que Tanya Trujillo, secrétaire adjointe à l'eau et à la science du Bureau of Reclamation des États-Unis , dit pourrait maintenir l'hydroélectricité pendant encore un an environ. "Nous n'avons jamais franchi cette étape auparavant dans le bassin du fleuve Colorado, mais les conditions que nous voyons aujourd'hui et les risques potentiels que nous voyons à l'horizon exigent que nous prenions des mesures rapides", a déclaré Trujillo à Associated Press. .
Selon White, ce problème n'est pas seulement dû au fait que l'eau s'assèche plus rapidement. La demande en eau augmente également à mesure que la sécheresse persiste.
"Nous avons ces intersections des conditions environnementales, de la méga-sécheresse, des impacts du changement climatique", dit-il. « Et puis du côté de la demande, nous avons une demande croissante. Nous utilisons simplement plus d'eau dans la région que la rivière ne peut en fournir. Et nos stratégies historiques pour gérer cela principalement par le biais d'infrastructures telles que des barrages, des réservoirs et des systèmes de distribution sont désormais en quelque sorte inadaptées aux défis auxquels nous sommes confrontés. »
L'hydroélectricité est utilisée depuis les années 1800, lorsqu'elle alimentait pour la première fois une seule lampe en Angleterre avant d'entrer dans la cour des grands quatre ans plus tard dans le Wisconsin. Dans les années 1900, elle était partout.
La technologie elle-même est assez simple :l'eau dans le réservoir est poussée à travers une soupape d'admission, ce qui empêche les débris d'entrer. Ensuite, l'eau s'écoule à travers un gros tuyau, dont la force fait tourner une turbine à une vitesse sans danger pour les poissons. Ce tourbillon fait tourner un arbre de générateur en bobines de fil de cuivre dans un anneau d'aimants, créant un champ électrique - et bam, vous avez de l'électricité. Celle-ci est ensuite transformée en une tension plus élevée et envoyée à travers le réseau. L'eau se retrouve en aval dans une rivière, où elle peut théoriquement être réutilisée à d'autres fins.
Mais pour qu'un tel système fonctionne, il doit y avoir suffisamment d'eau pour pousser le liquide dans ces soupapes d'admission, explique Tierney-Lloyd. « D'après ce que j'ai compris, maintenant que les niveaux d'eau sont aussi bas, les turbines ne produisent pas autant d'électricité qu'elles le pourraient autrement », dit-elle. "Et c'est juste la nature physique de ne pas avoir assez d'eau pour pousser l'eau."
Lorsque cela se produit, nous nous trouvons devant une énigme :devons-nous canaliser l'eau de l'aval vers le réservoir pour maintenir l'électricité, ou utilisons-nous le ruissellement à d'autres fins cruciales comme la consommation et l'agriculture et permettre au réservoir de s'assécher ?
"Le fleuve Colorado, hautement géré, sera un test pour voir si la société peut réévaluer ses priorités et adapter les règles de gestion pour l'ensemble du bassin", déclare Jan Polcher, hydrologue au laboratoire LMD du CNRS, École polytechnique en France. "Certains droits sur l'eau devront être abandonnés au profit d'utilisations plus critiques de l'eau."
Bien que la sécheresse occidentale soit un excellent exemple de la façon dont l'hydroélectricité peut être capricieuse, ce n'est pas le seul endroit au monde qui sera confronté à ce problème à l'avenir, et ce n'est pas le seul endroit au monde qui verra l'hydroélectricité prendre une telle un tube. La Zambie a connu des pénuries d'électricité pour des raisons similaires, tout comme le Brésil et la Chine.
Lorsque l'énergie hydroélectrique n'est pas fiable, les gens se tournent généralement vers les combustibles fossiles, explique Brian Tarroja, chercheur en énergie à l'université de Californie à Irvine.
"Vous voulez construire de nouveaux actifs, plus d'énergie renouvelable, plus de stockage, plus de flexibilité et tout ça", dit-il. « Mais cela prend du temps. Si vous avez un déficit en ce moment, la ressource marginale est généralement le gaz naturel. »
Alors que nous renforçons notre infrastructure, ajoute Tarroja, nous devrons trouver de nouvelles techniques d'ingénierie capables de gérer les sécheresses et d'autres impacts du changement climatique. Cela pourrait signifier des plantes qui fonctionnent avec de faibles quantités d'eau. Encore plus crucial, dit-il, est de s'assurer que d'autres des sources d'énergie renouvelables sont également développées. Sinon, les lacunes de l'hydroélectricité continueront de signifier un retour à l'utilisation de combustibles fossiles.
White ajoute que les régions devraient également commencer à parler des droits à l'eau et des priorités. Alors que nous pouvions autrefois couvrir toutes sortes de besoins, le changement climatique modifie la quantité d'eau à laquelle nous pouvons nous attendre. Si nous ne travaillons pas à prioriser équitablement où limiter l'utilisation en premier, les groupes marginalisés pourraient finir par assumer le fardeau.
"Lorsque nous décidons d'investir nos ressources financières et naturelles dans la production d'un type d'avantage social, comme la productivité économique, la conservation de l'environnement ou les équipements de loisirs, nous devons équilibrer ce type de portefeuille", déclare White. « Et c'est quelque chose qui nécessitera une transition, car la pénurie d'eau affecte cette région et d'autres régions du monde. Nous devons être prêts à dialoguer sur la manière dont nous priorisons ces avantages, en particulier lorsque nous ne sommes pas en mesure de produire tous ces biens sociaux simultanément."
