Publié le 4 octobre 2024 14h25. La demande d’électricité dans le Tri-Cities, dans l’État de Washington, devrait doubler d’ici 25 ans, posant un défi majeur pour répondre à ce besoin tout en réduisant les émissions de gaz à effet de serre. L’avenir énergétique de la région se joue entre énergies renouvelables, nucléaire et optimisation des infrastructures existantes.
- La demande d’électricité est tirée par l’électrification des transports, du chauffage et de l’industrie, ainsi que par l’essor des centres de données et de l’intelligence artificielle.
- L’hydroélectricité, bien que rentable, ne peut plus être développée significativement dans le nord-ouest des États-Unis.
- Le nucléaire, avec ses avancées en matière de sécurité et de modularité, pourrait jouer un rôle crucial pour répondre à la demande croissante.
Dans les 25 prochaines années, la région du Tri-Cities, dans l’État de Washington, et l’ensemble des États-Unis devraient assister à une augmentation spectaculaire de leur consommation d’électricité. Cette hausse est principalement due à une tendance de fond : l’électrification progressive de nombreux secteurs d’activité. Transports, chauffage, industrie, mais aussi l’explosion des centres de données et des systèmes d’intelligence artificielle contribuent à cette demande croissante.
Historiquement, les efforts de conservation de l’énergie ont permis de contenir l’augmentation de la consommation, en améliorant l’efficacité énergétique des véhicules, de l’éclairage et des systèmes industriels. Entre 2000 et 2023, la quantité d’énergie nécessaire pour produire une richesse donnée a diminué de 41 % aux États-Unis, et ce, d’un facteur trois sur les 70 dernières années. Cette efficacité accrue a permis à l’économie américaine de croître de 2,7 fois entre 2000 et 2023, sans pour autant entraîner une augmentation significative de la consommation énergétique globale.
L’Administration américaine de l’information énergétique (EIA) prévoit que la consommation énergétique totale des États-Unis continuera de stagner ou de diminuer jusqu’en 2050, grâce à cette tendance à la réduction de l’intensité énergétique. Cependant, la demande d’électricité devrait doubler, en raison de l’électrification des secteurs mentionnés précédemment. Répondre à cette demande croissante représente un défi majeur, d’autant plus que la réduction des émissions de gaz à effet de serre liées à la production d’électricité est devenue une priorité pour lutter contre le changement climatique.
L’hydroélectricité reste la source d’électricité la plus rentable et la plus fiable, avec la possibilité d’ajuster la production en fonction de la demande. Toutefois, son potentiel de développement est limité dans le nord-ouest des États-Unis. Les énergies éolienne et solaire peuvent être compétitives en termes de coûts lorsque le vent souffle et que le soleil brille, mais leur stockage pour une disponibilité continue est plus onéreux (entre 0,2 et 0,4 dollar par kWh pour le stockage par batteries, contre 0,1 dollar par kWh pour la production). De plus, ces sources d’énergie présentent une faible inertie, ce qui rend difficile la stabilisation des fluctuations de production.
Les technologies d’amélioration du réseau électrique peuvent atténuer ces fluctuations, mais les besoins de stockage pour pallier une semaine ou plus de calme, de ciel nuageux et de froid sont prohibitifs si l’on compte uniquement sur l’éolien et le solaire. En Californie, l’éolien et le solaire représentent 38 % de la production d’électricité, mais à un coût significativement plus élevé que celui de l’électricité produite dans l’État de Washington.
Diverses méthodes de stockage d’énergie (mécaniques, thermiques, chimiques et électrochimiques) sont disponibles ou en développement, chacune présentant des avantages et des inconvénients en termes de coût, de rendement et de fiabilité. Les méthodes les plus courantes sont le stockage par pompage-turbinage et les batteries. L’éolien et le solaire se combinent bien avec la production hydroélectrique, qui peut être ajustée en fonction des variations de l’éolien et du solaire, à condition que ces variations soient inférieures à la capacité d’ajustement de l’hydroélectricité.
L’État de Washington n’est pas particulièrement favorable à l’énergie éolienne. Les vents sont forts dans le Columbia River Gorge, mais l’installation de turbines éoliennes y est interdite en raison du statut de zone pittoresque nationale. Le site de Hanford est connu pour ses « vents terminaux », mais cela est davantage dû à la poussière qu’au vent lui-même.
En 2024, les turbines à gaz naturel ont produit 18 % de l’électricité de l’État de Washington. Elles peuvent fournir de l’électricité à moindre coût à la demande, mais, selon Rick Dunn, directeur général de Benton PUD, la loi sur la transformation énergétique propre (CETA) de Washington commencera à pénaliser cette électricité à 84 dollars par mégawatheure (le prix de Benton PUD pour l’électricité en gros est de 40 dollars par MWh) à partir de 2030. Benton PUD
Indépendamment de la CETA, les turbines à gaz sont actuellement en rupture de stock, avec un délai de six ans. Par conséquent, si le gaz naturel jouera un rôle, celui-ci se limitera principalement à une utilisation plus fréquente des turbines existantes au cours des six prochaines années, puis à un coût plus élevé.
L’énergie géothermique avancée présente un grand potentiel dans tout l’ouest des États-Unis. En forant deux puits à plusieurs kilomètres de profondeur et en les reliant par un conduit horizontal, il est possible de produire de l’électricité de manière fiable avec une empreinte superficielle minimale. La startup Fervo, spécialisée dans l’énergie géothermique avancée, a utilisé des techniques de forage développées et perfectionnées dans l’industrie du fracking pétrolier et gazier pour forer deux puits à 7700 pieds de profondeur et un connecteur horizontal de 3250 pieds au Nevada, produisant 3,5 mégawatts d’électricité. Plus récemment, elle a foré un système géothermique avancé à trois miles de profondeur dans l’Utah en seulement 16 jours. Le Département américain de l’énergie estime que l’énergie géothermique avancée pourrait répondre à 16 % des besoins en électricité des États-Unis. Cela aidera, mais il en faudra plus.
Il reste la question du nucléaire. La fusion n’a pas encore atteint un stade de déploiement pratique, tandis que la fission a fait ses preuves en matière de production et d’innovation. Le nucléaire représente actuellement 19 % de la production d’électricité aux États-Unis, avec un excellent bilan en matière de sécurité et de fiabilité. Le principal problème est le coût. Les nouvelles conceptions intègrent des mécanismes de sécurité passifs, des combustibles améliorés, une réduction des déchets, des cycles de combustible prolongés et des fluides de refroidissement améliorés (sels fondus, métaux liquides).
Ces nouvelles conceptions sont développées en petites configurations modulaires, ce qui réduit les délais de construction, permet des améliorations plus rapides et des réductions des coûts, ainsi que la possibilité d’une production de masse et d’un déploiement plus rapide en fonction de l’augmentation de la demande d’électricité, plutôt que de s’appuyer sur des projections sur dix ans. La Chine et la Russie ont déjà construit et déployé avec succès certaines de ces conceptions, dotées des caractéristiques de sécurité que nous intégrons, à la moitié du coût et dans la moitié du temps prévu aux États-Unis.
Comme pour toute nouvelle technologie, les premières centrales nucléaires américaines seront les plus chères. Amazon a commandé quatre unités initiales à Energy Northwest pour être construites et exploitées à proximité. Les connaissances acquises par Energy Northwest lors de la construction de ces unités pourront être utilisées pour réduire les coûts et les délais de construction des commandes ultérieures.
Les déchets nucléaires sont inoffensifs s’ils sont correctement isolés et stockés, comme l’a démontré le projet pilote d’isolement des déchets (WIPP) au Nouveau-Mexique depuis 26 ans, où ils sont stockés en toute sécurité pour les déchets d’armes. Le site WIPP a été conçu et construit pour accepter tous les types de déchets nucléaires. Tous les déchets nucléaires ensemble ne rempliraient pas un terrain de football de lycée. Le stockage en fûts secs, comme il est pratiqué actuellement pour le combustible usé des réacteurs commerciaux, est adapté à plus de 160 ans. Les déchets résultants peuvent être facilement transférés dans de nouveaux fûts si nécessaire. Les composants les plus chauds des déchets se désintègrent en 300 ans, après quoi les déchets sont aussi chauds que le minerai d’où provenait l’uranium. On pourrait le tenir dans sa main. L’isoler pendant ce laps de temps est facile. Ensuite, ces déchets peuvent être stockés dans un endroit comme WIPP, où l’eau met un milliard d’années à parcourir un pouce.
Pour en savoir plus sur l’énergie nucléaire, assistez à une projection gratuite du film « Nuclear Now » le mardi 28 octobre à 17h30 à la bibliothèque publique de Richland.
Quelles mesures spécifiques le gouvernement peut-il et doit-il prendre ?
Premièrement, le processus d’autorisation pour toutes les formes d’électricité devrait être accéléré, en réduisant le délai de prescription pour la soumission de recours, qui est actuellement de six ans. Bien que la période de cinq mois prévue par le projet de réforme de l’autorisation de 2024 ait été trop courte pour être acceptable par suffisamment de membres du Congrès pour que le projet de loi soit adopté, le Congrès devrait rechercher un compromis qu’il puisse adopter.
Deuxièmement, il existe une marge de manœuvre pour une déréglementation exécutive qui garantisse le développement sûr des infrastructures électriques tout en accélérant le déploiement de l’énergie nucléaire, des lignes de transmission et des parcs éoliens. L’ordonnance exécutive de l’administration Trump sur l’énergie nucléaire accélérera les évaluations des licences nucléaires et modifiera probablement la culture de la Commission de réglementation nucléaire, en passant d’une aversion extrême au risque à une perspective plus équilibrée qui tient compte à la fois des avantages et des risques.
Troisièmement, bien que la loi One Big Beautiful Bill adoptée par le Congrès mette fin aux subventions pour l’énergie éolienne et solaire, elle maintient les crédits d’investissement et de production pour l’énergie nucléaire, l’énergie géothermique, le stockage sur batterie et l’hydroélectricité jusqu’en 2034.
Quatrièmement, dans l’État de Washington, une partie des recettes de la loi sur l’engagement climatique devrait être allouée à l’énergie nucléaire, car elle a une empreinte carbone significativement plus faible.
Ensemble, ces mesures peuvent garantir un approvisionnement abondant en électricité pour répondre aux besoins croissants du Tri-Cities, de l’État de Washington et des États-Unis.
Jim Conca est un scientifique de longue date résidant dans le Tri-Cities et un contributeur scientifique à Forbes. Le sénateur Matt Boehnke représente le 8e district législatif. Et le climatologue à la retraite Steve Ghan dirige le chapitre du Tri-Cities Washington de Citizens Climate Lobby.