Le paradoxe de Biden : un réseau vert peut-il coexister avec un essor industriel ?

De l’Arizona à la Géorgie et au Kansas, des dizaines de nouvelles usines sont en cours de construction à travers le pays pour atteindre l’objectif du président Joe Biden d’établir une chaîne d’approvisionnement nationale pour tout, des batteries de véhicules électriques aux puces informatiques en passant par les modules solaires.

Ce boom, motivé en partie par les incitations de la loi sur la réduction de l’inflation et de la loi CHIPS et Science, devrait créer des dizaines de milliers de nouveaux emplois dans le secteur manufacturier et produire quelque chose de jamais vu depuis deux décennies : une croissance de la demande d’énergie industrielle. Cela s’ajoute aux milliards de dollars d’énergie sans carbone destinés à remplacer les centrales vieillissantes à combustibles fossiles et aux besoins croissants en électricité provenant de nouveaux centres de données et d’une flotte toujours plus grande de véhicules électriques.

En réponse, les services publics prévoient des investissements records dans les énergies renouvelables et le stockage par batteries. Mais un nombre croissant de personnes proposent également des milliers de mégawatts de nouvelle production alimentée au gaz naturel, ce qui va à l’encontre de leurs plans visant à atteindre les objectifs de zéro émission nette.

L’intersection des tendances soulève la question suivante : le pays peut-il verdir son réseau et le développer en même temps ?

« Il ne fait aucun doute qu’il y a un défi », a déclaré Eric Gimon, chercheur principal à Energy Innovation, un groupe de réflexion sur les politiques énergétiques et climatiques, qui a étudié le dilemme. « Il allait déjà être déjà assez difficile d’atteindre un (réseau) propre à 80 % d’ici 2030. Nous devons maintenant construire davantage » d’infrastructures électriques.

Gimon pense qu’il est possible de répondre à l’augmentation attendue de la demande d’électricité sans augmenter la production de combustibles fossiles, mais cela nécessite une réflexion innovante et la volonté collective des services publics, des régulateurs et des décideurs politiques.

« Vous pourriez soit voir cette réaction du genre : ‘Eh bien, construisons des trucs plus sales, vous savez, levez la main' », a-t-il déclaré dans une interview. « Ou il pourrait également y avoir une réaction du genre : ‘Allons trouver cette capacité propre, là où elle se trouve, et profitons-en.' »

L’Institut de recherche sur l’énergie électrique à but non lucratif, basé à Palo Alto, en Californie, a examiné de près l’impact de la croissance de la demande industrielle sur l’économie dans un livre blanc de juillet.

L’EPRI a constaté qu’en mars, plus de 155 usines de fabrication nouvelles ou agrandies avaient été annoncées ou avaient commencé leur construction ou leur exploitation depuis 2021, ce qui représente au moins 13 térawattheures de nouvelle charge annuelle.

Dans le contexte d’une consommation annuelle d’électricité de 4 000 TWh dans l’ensemble de l’économie américaine, l’augmentation est insignifiante, a déclaré Rob Chapman, vice-président senior pour la fourniture d’énergie et les solutions clients chez EPRI. Mais le défi est qu’une grande partie de la nouvelle demande viendra en grande quantité, très concentrée dans des régions spécifiques comme le Sud-Ouest et le Sud-Est.

Les services publics affirment que le besoin d’une nouvelle production d’électricité au gaz est lié à la capacité, c’est-à-dire à la capacité de fournir de l’électricité chaque fois que cela est nécessaire.

De nombreux experts en réseaux, dont Chapman, conviennent qu’une dépendance croissante à l’égard des énergies renouvelables liées aux conditions météorologiques nécessitera un certain niveau d’énergie « ferme » distribuable qui pourra être disponible sur demande.

« Si nous voulons gérer un réseau dont peut-être 70 % du système sera constitué d’énergies renouvelables, nous devons nous assurer que nous disposons d’autres technologies distribuables et à faible émission de carbone pour soutenir cela », a-t-il déclaré.

Même si des technologies telles que l’hydrogène, le captage et la séquestration du carbone, les petites centrales nucléaires modulaires et les batteries de longue durée pourraient potentiellement combler le vide dans les années à venir, aucune n’est économiquement viable à grande échelle aujourd’hui.

Les services publics disent qu’ils n’ont pas le temps d’attendre. De nouvelles sources de demande importantes, qui peuvent rivaliser avec les besoins énergétiques d’une petite ville, peuvent se matérialiser rapidement, obligeant les planificateurs des services publics à se démener pour suivre le rythme.

Prenez le service public Evergy, basé à Kansas City, dans le Missouri, qui a mis à jour en juin son plan énergétique à long terme pour inclure plus de 1 300 mégawatts de nouvelle production au gaz au cours des cinq prochaines années. Un an plus tôt, le plan de ressources intégré du service public ne prévoyait aucune nouvelle production fossile au cours de la prochaine décennie.

Qu’est ce qui a changé? L’ajout prévu de certains grands clients avides d’énergie, mis en avant par l’usine de batteries pour véhicules électriques de Panasonic Energy, d’une valeur de 4 milliards de dollars, en construction à De Soto, au Kansas.

Par l’intermédiaire d’un porte-parole, les responsables d’Evergy ont refusé d’être interviewés. Mais dans un témoignage déposé cette année auprès des régulateurs du Kansas, Kayla Messamore, vice-présidente de la stratégie et de la planification à long terme, a déclaré que la consommation électrique de l’usine Panasonic devrait être deux fois plus élevée que celle du plus gros client existant d’Evergy Kansas Central, un service public desservant une grande partie de la moitié orientale de l’État.

« Au-delà de l’ampleur de la charge et du facteur de charge, le calendrier de construction de Panasonic et, par conséquent, ses besoins énergétiques, sont planifiés selon un calendrier très agressif », a déclaré Messamore. « Alors que les besoins énergétiques commencent à augmenter en 2024 et les besoins à pleine charge d’ici 2026, il est urgent d’acquérir de la capacité et de l’énergie. »

La volte-face de la demande

La résurgence du secteur manufacturier et la croissance projetée de la consommation industrielle d’énergie à l’échelle nationale représentent un revirement radical par rapport aux perspectives auxquelles étaient confrontés les PDG des services publics il y a moins de dix ans.

La demande d’électricité, qui a été durement touchée lors de la Grande Récession il y a 15 ans, a stagné en grande partie grâce à l’amélioration de l’efficacité énergétique. Pendant ce temps, les clients commençaient à installer un plus grand nombre de panneaux solaires sur leurs maisons, réduisant ainsi les revenus nécessaires à l’entretien du réseau.

Aujourd’hui, le pendule a basculé.

Plus tôt ce mois-ci, l’Arizona Public Service, le service public basé à Phoenix qui vend de l’électricité à 1,4 million de clients, a déposé son plan de ressources intégré (IRP) auprès des régulateurs de l’État, citant le besoin d’un « prodigieux » 19 000 MW de nouvelles ressources – à la fois pour la production d’électricité. et réduction de la demande – pour répondre à la demande prévue au cours des 15 prochaines années.

Le niveau de nouvelle offre, nécessaire pour alimenter les centres de données, deux nouvelles usines de semi-conducteurs et une population croissante, rivalise avec l’ensemble de la flotte d’un autre service public de Mountain West : Xcel Energy dans le Colorado.

Georgia Power, basée à Atlanta, a également mis à jour son IRP fin octobre, moins d’un an après son dernier plan tel qu’approuvé. Le service public a déclaré que la demande d’électricité dans sa zone de service devrait augmenter de 6 600 MW sur sept ans – un niveau 17 fois supérieur à celui estimé lorsque les planificateurs de l’entreprise élaboraient l’IRP 2022.

« Le développement économique en Géorgie s’est accéléré au cours des deux dernières années et contribue à une croissance extraordinaire de la consommation d’électricité, qui est nettement supérieure aux niveaux historiques », a déclaré Chris Womack, PDG de la société mère Southern Co., aux analystes et aux investisseurs au début du mois.

Pour répondre à l’augmentation attendue de la demande, le service public prévoit d’ajouter 10 000 MW d’énergies renouvelables d’ici 2035, ainsi que des batteries et de l’énergie distribuée, mais il demande également l’approbation de la Commission de la fonction publique pour 1 400 MW de turbines de pointe à gaz dans une centrale existante et cherche à conclure un contrat pour plus de 200 MW de capacité alimentée au gaz provenant d’une centrale de Floride. Georgia Power cherche à conclure un contrat pour 750 MW de capacité non spécifiée auprès de sa filiale Mississippi Power.

Comme dans d’autres États où les services publics proposent de nouvelles centrales à gaz pour répondre à la demande croissante, les défenseurs de l’environnement du Sud-Est remettent en question la nécessité des centrales à gaz recherchées par Georgia Power et estiment que des options moins chères et plus propres sont disponibles pour répondre à la demande accrue.

Jennifer Whitfield, avocate principale au Southern Environmental Law Center, a déclaré que la demande d’augmentation de la capacité de production doit être considérée dans le contexte de nombreux autres facteurs, y compris la marge de réserve hivernale actuelle de 30 % du service public ainsi que la marge de réserve hivernale de la société mère Southern Co. pour 2050. objectif zéro émission nette.

« Leur besoin de croissance projeté est énorme, absolument énorme par rapport à la taille de leur système », a-t-elle déclaré. Dans la mesure où il y a un besoin futur, a-t-elle ajouté, « ce que nous voulons, c’est que Georgia Power s’adresse au marché et fasse preuve de créativité pour aller au-delà de cette proposition du 20e siècle. Ils n’ont pas fait ça ici.

Whitfield a déclaré que l’impact sur les consommateurs doit également être pris en compte. Georgia Power a obtenu plus tôt cette année l’autorisation d’augmenter la facture du client résidentiel type de 16 dollars par mois afin de couvrir les coûts de carburant plus élevés. Cela s’ajoute à d’autres augmentations récentes, dont une pour couvrir les 30 milliards de dollars de Plant Vogtle.

« Nous avons été stupéfaits lorsque nous avons vu qu’ils demandaient à la commission de les aider à investir encore plus massivement dans le gaz à la suite de cette augmentation des prix », a-t-elle déclaré.

Les responsables de Georgia Power ont refusé de discuter de leurs projets dans une interview.

En général, les propositions des services publics monopolistiques d’investir dans de nouvelles capacités de production méritent d’être examinées, ne serait-ce que pour des raisons financières, a déclaré Steve Cicala, professeur agrégé au département d’économie de l’Université Tufts et chercheur non-résident à l’Energy Policy Institute. à l’Université de Chicago.

En fait, les investissements dans le transport pour accéder à l’électricité excédentaire et à faible coût dans les zones voisines sont souvent plus économiques que les services publics construisant leurs propres centrales électriques, mais ils sont moins rentables pour les actionnaires.

« S’ils sont des producteurs marchands, qui mettent leur propre argent en jeu, et s’ils pensent toujours qu’ils peuvent gagner de l’argent, c’est peut-être une autre histoire », a-t-il déclaré dans une interview. « Mais je serais sceptique quant aux affirmations des services publics concernant combien de capacités ils doivent renforcer parce qu’ils n’ont jamais voulu renforcer leurs capacités.

Des centrales électriques virtuelles à l’efficacité

En fin de compte, dans des États comme l’Arizona, la Géorgie et le Kansas, où les services publics sont propriétaires des centrales électriques, des lignes de transport et distribuent l’électricité aux clients, la décision appartient aux régulateurs des services publics de l’État.

Ce sont ces régulateurs, nommés par le gouverneur ou élus, qui décideront en fin de compte de la manière dont les services publics répondent à la demande croissante.

Les experts en réseau et les défenseurs du climat affirment que la transition du réseau vers des ressources sans carbone et la prise en compte de nouvelles sources importantes de demande, qu’il s’agisse de véhicules électriques ou d’usines qui fabriquent des batteries pour les alimenter, nécessitent des solutions innovantes qui prennent également en compte les impacts sur le système de transport.

Les solutions doivent également tenir compte à la fois des impacts climatiques croissants sur le réseau, mais également de l’évolution des technologies énergétiques distribuées telles que l’énergie solaire sur les toits, les batteries, les véhicules électriques et les pompes à chaleur. Une idée consiste à exploiter collectivement les ressources finales sous forme de « centrales électriques virtuelles » pour aider à compenser la demande d’électricité pendant les heures de pointe.

Gimon, d’Energy Innovation, a déclaré qu’une autre solution potentielle consisterait à relocaliser de nouvelles opérations industrielles dans des zones rurales riches en ressources renouvelables afin d’éliminer le besoin de transport à haute tension. Cela pourrait revitaliser les communautés rurales et contribuer à réduire les émissions.

Mais la première option pour les services publics, les régulateurs et les décideurs politiques, alors qu’ils cherchent à répondre à la demande croissante d’électricité et à réduire les émissions de gaz à effet de serre, est peut-être la moins chère et la plus propre : l’efficacité énergétique.

Ce sont les gains d’efficacité énergétique, plus encore que le gaz naturel ou le déploiement des énergies renouvelables, qui ont poussé les centrales à charbon les plus anciennes et les plus sales hors du réseau.

Aujourd’hui, dit Gimon, une attention renouvelée à la réduction de la consommation d’énergie peut contribuer à éviter la construction de nouvelles centrales à combustibles fossiles.

« Je pense que la première flèche de l’arsenal doit être de revenir à l’efficacité énergétique », a-t-il déclaré. «Il y a toujours des fruits à portée de main.»