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Les détracteurs de l’éolien et du solaire soulèvent régulièrement des inquiétudes quant à la quantité de terres qui seraient nécessaires pour décarboner le secteur électrique américain. Heureusement, la réponse est relativement peu. Une étude récente du National Renewable Energy Laboratory (NREL) montre qu’il faudrait moins de 1% des terres dans le Lower 48 – c’est une zone comparable ou même plus petite que l’empreinte actuelle de l’industrie des combustibles fossiles. Et lorsque les projets éoliens et solaires sont implantés de manière responsable, les impacts sur l’environnement et la santé publique seraient bien moins nocifs que ceux de l’extraction, de la production et de la combustion de combustibles fossiles.
Un rôle clé pour l’éolien et le solaire
Selon l’Intergouvernemental Groupe d’experts sur l’évolution du climat (GIEC). Reconnaissant que les États-Unis sont l’un des principaux contributeurs aux émissions de carbone, l’administration Biden s’est engagée à réduire les émissions américaines de 50 à 52 % en dessous des niveaux de 2005 d’ici 2030. La plupart des études montrent que la réalisation de ces objectifs nécessitera une augmentation sans précédent de l’énergie éolienne et solaire pour décarboner le secteur de l’électricité et répondre à la demande croissante d’électricité zéro carbone pour remplacer les combustibles fossiles dans les secteurs du bâtiment, de l’industrie et des transports.
Une étude NREL de 2022 a révélé que, pour atteindre l’objectif du président Biden de produire 80% d’électricité sans carbone d’ici 2030 et 100% d’ici 2035, nous devrons augmenter l’énergie éolienne et solaire d’environ 14% du mix électrique américain en 2022 à entre 60 et 75 % d’ici 2035 selon les principaux scénarios. Combinées à de modestes augmentations de la capacité géothermique et hydroélectrique des barrages non alimentés existants et à la modernisation des installations existantes, les énergies renouvelables fourniraient 70 à 85 % de la production totale d’électricité aux États-Unis d’ici 2035. Le NREL prévoit que la majeure partie de la production restante proviendrait des centrales nucléaires existantes. et une petite quantité provenant des usines à gaz, du captage et du stockage du carbone, de l’hydrogène et du biogaz.
Le NREL a également constaté que répondre à la demande croissante d’électricité sans carbone signifie que la capacité de production globale des États-Unis devrait à peu près tripler entre 2020 et 2035, y compris une capacité combinée de 2 000 gigawatts (GW) éolien et solaire. Cela nécessiterait des taux de croissance de l’ordre de 43 à 90 GW par an pour le solaire et de 70 à 145 GW par an pour l’éolien d’ici la fin de la décennie, ce qui signifierait plus que quadrupler les taux de déploiement annuels actuels pour chaque technologie.
Bien que l’implantation, l’autorisation et l’accélération de la fabrication pour l’ensemble de cette nouvelle production éolienne et solaire seront difficiles dans ce laps de temps, l’étude de NREL et d’autres études suggèrent que cela est techniquement et économiquement faisable. Par exemple, environ 930 GW de capacité éolienne et solaire et 420 GW de projets de stockage attendent maintenant l’approbation pour se connecter au réseau de transport, selon Lawrence Berkeley National Lab. Cette année seulement, les développeurs prévoient d’installer 29 GW d’énergie solaire à grande échelle. C’est plus du double du record actuel et représente plus de la moitié de toute la nouvelle capacité américaine, selon les récentes données de l’Energy Information Administration (EIA). L’EIA prévoit également que la capacité de stockage des batteries aux États-Unis fera plus que doubler en 2023.
La loi fédérale sur la réduction de l’inflation (IRA) fera également une grande différence en mettant à disposition des centaines de milliards de dollars de nouvelles incitations pour ces technologies. L’étude des scénarios standard 2022 du NREL a révélé que ces incitations fédérales accéléreraient le déploiement de l’éolien et du solaire, contribuant ainsi à réduire les émissions de dioxyde de carbone du secteur électrique américain à 80 % en dessous des niveaux de 2005 d’ici 2030.
Encombrement relativement faible
Le NREL a constaté que la superficie terrestre directement occupée par les infrastructures éoliennes et solaires d’ici 2035 représenterait moins de 1 % des terres dans 94 % du pays et moins ou égale à 7 % de la superficie totale des terres dans seulement trois États. L’une des principales raisons pour lesquelles une quantité relativement petite de terres est nécessaire est que seulement 2 % de la superficie totale d’un parc éolien est occupée par des infrastructures éoliennes, tandis que les 98 % restants sont disponibles pour l’agriculture, le pâturage ou d’autres utilisations. Les éoliennes offshore ont également une empreinte relativement faible et peuvent utiliser des turbines beaucoup plus grandes que les projets terrestres. Le déploiement solaire sur les toits, quant à lui, ne nécessite aucun terrain.
Bien sûr, pour acheminer toute cette énergie propre des régions riches en vent du Midwest et des États des Plaines vers les principaux centres de charge de l’Est, il faudra également de nombreuses lignes de transmission supplémentaires. Le NREL a constaté que la capacité de transmission totale des États-Unis devrait augmenter de 1,3 à 2,9 fois les niveaux actuels d’ici 2035. Cela nécessiterait 1 400 à 10 100 milles de nouvelles lignes à grande capacité par an, en supposant que la nouvelle construction commence en 2026.
Mais la grande nouvelle est que NREL a découvert que la superficie totale de terrain nécessaire d’ici 2035 pour atteindre nos objectifs d’énergie propre avec des lignes de transmission éoliennes, solaires et longue distance (19 700 milles carrés) serait :
équivalent à la superficie actuellement occupée par les chemins de fer (18 500 milles carrés)
moins de la moitié la zone des concessions pétrolières et gazières actives (40 500 milles carrés)
moins d’un tiers de la surface actuellement nécessaire à la production d’éthanol (59 500 milles carrés), et
seulement un peu plus que la superficie terrestre historiquement perturbée pour l’extraction du charbon (13 100 milles carrés).
De plus, le scénario principal « Toutes les options » de NREL prévoit environ 250 000 éoliennes aux États-Unis, ce qui est considérablement moins que les 1,5 million de puits de pétrole et de gaz du pays.
MODÉLISATION DE L’UTILISATION DES TERRES NREL La superficie totale occupée par les éoliennes et les infrastructures solaires photovoltaïques (boîtes de couleur unie) est à peu près égale à la superficie occupée par les chemins de fer. (Carte fournie avec l’aimable autorisation de NREL : Denholm et al. 2022. Examining Supply-Side Options to Achieve 100 % Clean Electricity by 2035.)
Avantages pour l’environnement et la santé publique
Le plus important, cependant, est peut-être le fait que le remplacement des combustibles fossiles par l’éolien et le solaire réduira considérablement la quantité de terres nécessaires à l’exploitation minière, au forage, au transport, à la production et à l’utilisation des combustibles fossiles. Les terres utilisées pour ces activités – et pour l’élimination des cendres de charbon et d’autres déchets – créent souvent d’importants problèmes environnementaux et de santé publique à long terme pour les communautés locales.
En revanche, les impacts sur l’utilisation des terres des projets éoliens et solaires ont tendance à être à court terme et réversibles. Comme mentionné ci-dessus, 98 % des terres nécessaires à un parc éolien sont disponibles pour l’agriculture, le pâturage ou d’autres utilisations productives. Les systèmes solaires et agricoles colocalisés, ou « agrivoltaïques », peuvent rendre l’agriculture plus durable en améliorant à la fois la production d’énergie et de nourriture. Des projets solaires à grande échelle peuvent également être construits sur des terrains précédemment perturbés et contaminés qui ont été assainis pour être réutilisés, y compris les friches industrielles, les décharges, les terrains miniers abandonnés, les terrains touchés par les espèces envahissantes, les gravières et les carrières, la loi sur la conservation et la récupération des ressources (RCRA) et Sites Superfund et sites de centrales électriques au charbon et au gaz naturel à la retraite.
Et, contrairement aux combustibles fossiles, l’électricité produite par l’énergie éolienne et solaire n’utilise pas d’eau ni ne produit d’émissions ou de déchets susceptibles de contaminer l’air, la terre ou les cours d’eau. Lorsque les projets éoliens et solaires atteignent la fin de leur durée de vie utile, ils peuvent être supprimés et le terrain peut être facilement restauré.
Cela dit, l’extraction de certains minéraux essentiels pour les éoliennes, les panneaux solaires et les batteries peut avoir des impacts importants sur l’utilisation des terres. Des politiques et des garanties strictes sont nécessaires pour éviter, minimiser et atténuer ces impacts. La plupart de ces activités minières se déroulent actuellement dans d’autres pays, mais l’IRA et la loi sur les infrastructures prévoient toutes deux des incitations à s’approvisionner davantage en minerais au niveau national. De plus, plusieurs efforts sont en cours pour recycler et réutiliser les composants des éoliennes, les panneaux solaires et les batteries au lieu de les jeter dans des décharges. (Voir plus sur ces questions dans ces récents blogs UCS.)
Site responsable requis
La transition vers une économie d’énergie propre qui repose fortement sur l’éolien et le solaire est une entreprise importante et d’une importance vitale. La minimisation des impacts sur l’utilisation des terres nécessitera une localisation responsable des projets éoliens et solaires qui évite l’utilisation de terres et d’eaux sensibles ou autrement inappropriées.
Heureusement, la modélisation de NREL en tient compte en grande partie dans son rapport et la vidéo associée :
Pour l’énergie éolienne, NREL exclut les terres protégées (telles que les parcs nationaux et d’État, les zones de conservation et les plans d’eau), les zones urbaines et les terrains montagneux ou difficiles. Il prend également en compte les reculs des États et des comtés ainsi que les ordonnances de hauteur et exclut les terrains qui entrent en conflit avec d’autres infrastructures existantes, telles que les bâtiments, les routes, les chemins de fer et les radars.
Pour le solaire à grande échelle, NREL exclut également les terres cultivées et les terres agricoles «primes» ou «importantes» telles que désignées par le ministère de l’Agriculture des États-Unis. Cela limite également les nouvelles installations solaires photovoltaïques potentielles aux sites situés à moins de 12,4 miles de la transmission existante dans la plupart des scénarios.
Lorsque ces hypothèses sont prises en considération, environ 29 % des terres des 48 États inférieurs sont disponibles pour le développement éolien et 39 % pourraient être utilisées pour le développement solaire dans la plupart des scénarios du NREL.
Le NREL ne tient pas compte des changements dans les modes d’utilisation des terres, y compris les impacts du changement climatique sur la disponibilité des terres. Mais ses implications sont claires et encourageantes : si nous développons la production éolienne et solaire de manière responsable et durable, les demandes d’utilisation des terres sont gérables et les avantages pour l’environnement, la santé publique et l’utilisation des terres du remplacement des combustibles fossiles seront énormes.
Publié à l’origine par l’Union of Concerned Scientists, The Equation. Par Steve Clemer
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