Installation de panneaux solaires sur le toit d'un magasin Walmart à Mountain View en Californie à 2010. Par le biais de 2016, la société avait installé des mégawatts 140 de production solaire sur toiture dans ses magasins. Walmart, CC BY

Lorsque les cadres des services publics prennent des décisions concernant la construction de nouvelles centrales électriques, beaucoup de choix sont à leur disposition. Selon leur taille et leur type, les nouvelles installations de production coûtent des centaines de millions ou même des milliards de dollars. Ils vont généralement courir pour 40 ou plus d'années - termes présidentiels américains 10. Beaucoup de choses peuvent changer pendant ce temps.

Aujourd'hui, l'un des plus grands dilemmes auxquels sont confrontés les régulateurs et les planificateurs de l'industrie de l'électricité est de prédire à quel point les limites futures des émissions de gaz à effet de serre seront strictes. Les politiques futures auront une incidence sur la rentabilité des investissements d'aujourd'hui. Par exemple, si les États-Unis adoptent une taxe sur le carbone 10 ans à partir de maintenant, il pourrait rendre les centrales électriques qui brûlent des combustibles fossiles moins rentables, voire insolvables.

Ces choix d'investissement affectent également les consommateurs. En Caroline du Sud, les services publics ont été autorisés à facturer à leurs clients des tarifs plus élevés pour couvrir les coûts de construction de deux nouveaux réacteurs nucléaires, qui ont été abandonné en raison des retards de construction et de la faible demande d'électricité. À l'avenir, si les services publics dépendent des centrales au charbon plutôt que de l'énergie solaire et éolienne, il leur sera beaucoup plus difficile et plus coûteux d'atteindre les objectifs d'émissions futurs. Ils répercuteront les coûts liés à la réalisation de ces objectifs sur les clients sous la forme de prix plus élevés de l'électricité.

Avec autant d'incertitude sur la politique future, combien devrions-nous investir dans la production d'électricité non-carbone dans la prochaine décennie? Dans un récent étude, nous avons proposé des stratégies optimales d'investissement dans l'électricité à court terme afin de couvrir les risques et de gérer les incertitudes inhérentes à l'avenir.

Nous avons constaté que pour un large éventail d'hypothèses, 20 à 30 pour cent de la nouvelle génération dans la prochaine décennie devrait provenir de sources non-carbone telles que l'énergie éolienne et solaire. Pour la plupart des fournisseurs d'électricité américains, cette stratégie impliquerait d'accroître leurs investissements dans les sources d'énergie non-carbone, quelle que soit la position de l'administration actuelle sur le changement climatique.

Couverture contre les risques

De nombreuses sources d'électricité non-carbone - y compris l'énergie éolienne, solaire, nucléaire et du charbon ou du gaz naturel avec capture et stockage du carbone - sont plus chères que les centrales au charbon et au gaz naturel conventionnelles. Même l'énergie éolienne, souvent qualifiée de compétitive, est en réalité plus coûteuse les coûts tels que la génération de sauvegarde et le stockage d'énergie pour s'assurer que la puissance est disponible lorsque la puissance du vent est faible.

Au cours de la dernière décennie, les incitatifs fiscaux fédéraux et les politiques publiques visant à promouvoir les sources d'électricité propre ont incité de nombreux services publics à investir dans des sources autres que le carbone. Maintenant, l'administration Trump réoriente la politique fédérale vers la promotion des combustibles fossiles. Mais il peut toujours être économiquement logique pour les compagnies d'électricité d'investir dans des technologies non-carbone plus coûteuses si l'on considère l'impact potentiel des futures politiques.

Combien les entreprises devraient-elles investir pour se prémunir contre les futures limites de gaz à effet de serre? D'un côté, s'ils investissent trop dans la production non-carbone et que le gouvernement fédéral n'adopte que des politiques climatiques faibles tout au long de la période d'investissement, les services publics vont trop dépenser pour des sources d'énergie coûteuses.

D'autre part, s'ils investissent trop peu dans la production non-carbone et que les futures administrations adoptent des objectifs d'émissions stricts, les services publics devront remplacer les sources d'énergie à haute teneur en carbone par des substituts plus propres, ce qui pourrait être extrêmement coûteux.

Modélisation économique avec incertitude

Nous avons effectué une analyse quantitative pour déterminer comment équilibrer ces deux préoccupations et trouver une stratégie d'investissement optimale étant donné l'incertitude quant aux limites d'émissions futures. C'est un choix de base que les compagnies d'électricité doivent prendre lorsqu'elles décident quels types de centrales construire.

D'abord, nous avons développé un modèle de calcul cela représente les secteurs de l'économie américaine, y compris l'énergie électrique. Ensuite, nous l'avons intégré dans un programme informatique qui évalue les décisions prises dans le secteur de l'énergie électrique en raison de l'incertitude politique.

Le modèle explore différentes décisions d'investissement dans le domaine de l'énergie électrique dans le cadre d'une vaste gamme de limites d'émissions futures avec différentes probabilités de mise en œuvre. Pour chaque combinaison décision / politique, elle calcule et compare les coûts à l'échelle de l'économie sur deux périodes d'investissement allant de 2015 à 2030.

Nous avons examiné les coûts dans l'ensemble de l'économie, car les politiques sur les émissions imposent des coûts aux consommateurs et aux producteurs ainsi qu'aux sociétés d'électricité. Par exemple, ils peuvent entraîner une hausse des prix de l'électricité, du carburant ou des produits. En cherchant à minimiser les coûts à l'échelle de l'économie, notre modèle identifie la décision d'investissement qui produit le plus d'avantages globaux pour la société.

Plus d'investissements dans la production propre ont un sens économique

Nous avons constaté que, pour un large éventail d'hypothèses, la stratégie d'investissement optimale pour la prochaine décennie est que 20 à 30% de la nouvelle génération provient de sources non-carbone. Notre modèle a identifié cela comme étant le meilleur niveau, car il permet aux États-Unis de mieux se conformer à un large éventail de politiques futures possibles à un faible coût pour l'économie.

À partir de 2005-2015, nous avons calculé qu'environ 19 pour cent de la nouvelle génération qui était en ligne provenait de sources non-carbone. Nos résultats indiquent que les compagnies d'électricité devraient investir une plus grande part de leur argent dans des investissements non-carbone dans la prochaine décennie.

Alors que l'augmentation des investissements non-carbone d'un pourcentage 19 à un 20 à 30 pourcentage de la nouvelle génération peut sembler un changement modeste, elle nécessite en réalité une augmentation considérable des dollars d'investissement non-carbone. Cela est particulièrement vrai puisque les compagnies d'électricité devront remplacer des dizaines de vieillissement des centrales électriques au charbon qui devraient être retirés.

En général, la société supportera des coûts plus élevés si les compagnies d'électricité sous-investissent dans les technologies non-carbone que si elles surinvestissent. Si les services publics construisent trop de production non-carbone mais finissent par n'en avoir pas besoin pour respecter les limites d'émissions, ils peuvent et continueront à l'utiliser pleinement. Le soleil et le vent sont gratuits, de sorte que les générateurs peuvent produire de l'électricité à partir de ces sources avec de faibles coûts d'exploitation.

En revanche, si les États-Unis adoptent des limites d'émission strictes d'ici une décennie ou deux, ils pourraient éviter que la production à forte intensité de carbone construite aujourd'hui soit utilisée. Ces plantes deviendraient "actifs bloqués"- les investissements qui sont obsolètes bien plus tôt que prévu, et drainent l'économie.

Investir tôt dans les technologies non-carbone présente un autre avantage: il aide à développer la capacité et l'infrastructure nécessaires pour développer rapidement la production non-carbone. Cela permettrait aux compagnies d'énergie de se conformer aux futures politiques d'émissions à moindre coût.

Voir au-delà d'un président

L'administration Trump travaille à faire reculer les politiques climatiques de l'ère Obama, comme le Clean gestion de l'alimentation, et à mettre en œuvre les politiques qui favorisent la production d'énergie fossile. Mais ces initiatives devraient modifier la stratégie optimale que nous avons proposée aux compagnies d'électricité seulement si les chefs d'entreprise s'attendent à ce que les politiques de Trump persistent au cours des années 40 ou plus que ces nouvelles centrales puissent fonctionner.

Les responsables de l'énergie devraient être extrêmement confiants que les États-Unis n'adopteront que des politiques climatiques faibles, ou pas du tout, dans les décennies à venir afin de voir les investissements dans la production non-carbone comme une stratégie optimale à court terme. Au lieu de cela, ils peuvent s'attendre à ce que les États-Unis rejoignent efforts mondiaux ralentir le rythme du changement climatique et adopter des limites d'émission strictes.

Dans ce cas, ils devraient allouer leurs investissements de manière à ce qu'au moins 20 à 30% de la nouvelle génération au cours de la prochaine décennie provienne de sources non-carbone. Soutenir et accroître les investissements non-carbone dans la prochaine décennie n'est pas seulement bénéfique pour l'environnement, c'est aussi une stratégie commerciale intelligente qui profite à l'économie.

A propos de l'auteur

Jennifer Morris, chercheuse scientifique, Programme conjoint sur la science et la politique du changement planétaire, Massachusetts Institute of Technology (MIT)

Cet article a été publié initialement le The Conversation. Lis le article original.

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