Le parc éolien de Brazos, près de Fluvanna, au Texas. Une étude de l’université de Rice montre que la construction d’une fraction des projets éoliens et solaires déjà proposés au Texas pourrait éliminer les dernières centrales à charbon de l’État et leurs émissions. Crédit : Wikipedia
Une étude de l’université Rice montre que les projets proposés pourraient éliminer le besoin de charbon et réduire considérablement la pollution.
Le Texas peut être un modèle pour la nation sur la façon de remplacer efficacement le charbon par l’éolien et le solaire pour les besoins énergétiques de l’État tout en respectant les objectifs environnementaux, selon une nouvelle recherche des ingénieurs de l’Université Rice.
Les nouveaux travaux menés par l’ingénieur en environnement Daniel Cohan et l’étudiant en informatique Richard Morse de l’école d’ingénierie George R. Brown de Rice utilisent la modélisation par optimisation pour identifier les combinaisons les moins coûteuses de projets éoliens et solaires proposés susceptibles de remplacer la production d’électricité au charbon au Texas.
Comme l’indiquent les auteurs dans l’article, qui paraît dans le journal Renewables : Wind, Water, and Solar, “Pour faire simple, il n’y a pas toujours du vent et pas toujours du soleil, mais il y a presque toujours du vent ou du soleil quelque part au Texas.”
Cohan a déclaré que cela pourrait permettre à l’éolien et au solaire de remplacer la quasi-totalité de la production de charbon, en particulier si les projets éoliens et solaires sont situés dans des endroits qui fournissent une production complémentaire. Le nouveau document s’appuie sur une étude de 2018 de son laboratoire.
“Ce document porte vraiment sur la façon dont nous pouvons effectuer une transition vers l’abandon du charbon aussi rapidement que possible”, a déclaré Cohan, professeur associé de génie civil et environnemental. “Le Texas brûle toujours plus de charbon et émet plus de gaz à effet de serre. de dioxyde de soufre et d’autres polluants que tout autre État. Même si une transition est inévitable, il est urgent que nous abandonnions le charbon le plus rapidement possible pour améliorer la qualité de l’air et la santé.”
“L’assainissement de l’énergie que nous utilisons pour alimenter la société est l’une des choses les plus importantes que nous devons faire”, a déclaré M. Morse, qui a remporté le prix de l’environnement. Concours d’affiches commémoratif Malcolm Verdict à la conférence de l Sommet de l’énergie du Texas en 2020 pour son travail sur le projet. “Le professeur Cohan l’a annoncé comme un projet de penchant mathématique, et c’est ma formation, donc pouvoir aider à un projet d’intégration d’énergie propre était très intéressant pour moi.”
Plusieurs grandes centrales à charbon du Texas ont fermé en 2018, et la plupart des centrales restantes ont fonctionné bien en deçà de leur capacité, notamment à l’ami… pannes pendant le gel de février 2021.. Les recherches de l’équipe ont révélé qu’un tiers seulement des projets éoliens et solaires déjà proposés au Electric Reliability Council of Texas d’ici juin 2020 pourrait remplacer la quasi-totalité de la production de charbon de l’État. Depuis juin 2020, des dizaines de ces projets ont été construits, et la file d’attente des projets solaires proposés a doublé.
La clé du succès pour l’éolien et le solaire sera l’expansion des lignes de transmission reliant les parties les plus venteuses et les plus ensoleillées de l’État aux villes.
“Au Texas, c’est le plus grand goulot d’étranglement qui ralentit la croissance de l’éolien et du solaire”, a déclaré M. Cohan. “Le projet de loi bipartisan sur les infrastructures adopté l’année dernière est un bon début, mais il ne prévoit pas suffisamment de fonds pour la transmission. De plus, en ne se connectant pas à d’autres réseaux, le Texas a raté des occasions de vendre des surplus d’énergie éolienne et solaire à d’autres États.”
Cohan a noté que le gaz naturel continuera d’être essentiel à la fiabilité électrique du Texas à court terme, en particulier lorsque l’ERCOT s’efforcera de se remettre du gel de 2021. Cependant, l’implantation complémentaire de parcs éoliens et solaires peut réduire le besoin de gaz naturel et de stockage et éliminer le besoin de charbon, a-t-il dit. L’étude montre que l’énergie éolienne de l’ouest du Texas a tendance à atteindre son maximum pendant la nuit, tandis que l’énergie éolienne du sud du Texas atteint son maximum avec les brises de mer les après-midi et les soirées d’été. Avec l’énergie solaire de jour, ces sources complémentaires peuvent couvrir la plupart des heures de l’année, mais pas toutes.
“Même avec des sites complémentaires, il y aura toujours des heures où le soleil ne brillera pas et où le vent ne soufflera pas”, a déclaré Cohan. “Historiquement, le principal défi a été les après-midi d’été, lorsque les climatiseurs fonctionnaient à plein régime, et les gelées occasionnelles. L’énergie solaire et les vents côtiers donnent de bons résultats pendant les pics de l’été, mais peuvent avoir des accalmies certains soirs où nous aurons besoin d’autre chose pour intervenir.”
Selon lui, éliminer le charbon du réseau texan n’est qu’une question de temps. “Je pense qu’aucune des compagnies d’électricité ne veut exploiter des centrales au charbon à long terme”, a déclaré Cohan. “Leur exploitation est plus sale et plus coûteuse que la construction de projets éoliens et solaires à partir de zéro,et la plupart des entreprises de services publics ont maintenant des plans pour atteindre des émissions nettes de carbone nulles d’ici 2050, voire avant.
“C’est peut-être pour cette raison qu’elles n’ont pas investi dans la modernisation de leurs centrales au charbon, dont beaucoup ont plus de 40 ans et ne sont pas très efficaces”, a-t-il déclaré.
Référez-vous ànce : “Can wind and solar replace coal in Texas ?” par Richard Morse, Sarah Salvatore, Joanna H. Slusarewicz et Daniel S. Cohan, 14 mars 2022, Les énergies renouvelables : Le vent, l’eau et le soleil.
DOI: 10.1186/s40807-022-00069-2
Les co-auteurs de l’article sont Sarah Salvatore, étudiante de premier cycle en génie civil à l’université Rice, et Joanna Slusarewicz, étudiante diplômée à l’université Carnegie Mellon.
La Fondation pour l’énergie a soutenu la recherche.
