Un pivot des combustibles fossiles aux technologies d'énergie propre d'ici 2060 améliorerait la sécurité énergétique et réduirait les risques commerciaux pour la plupart des nations, selon une étude de Changement climatique de la nature.
Le lithium, le nickel, le cobalt, le cuivre et les minéraux de terres rares sont parmi les matériaux prisés pour les pays et les sociétés qui courent pour sécuriser les fournitures pour les systèmes énergétiques qui n'ajoutent pas de gaz à effet de serre à notre atmosphère. Contrairement aux combustibles fossiles, les réserves naturelles de ces matériaux sont les plus concentrées dans le Sud mondial, mélangeant la géopolitique de l'énergie et du commerce mondial.
« La plupart des gens se concentrent sur les nouvelles choses qui pourraient être un problème, et ne pas vraiment considérer les avantages de la sécurité de s'éloigner des combustibles fossiles », a déclaré Steve Davis, auteur principal de l'étude et professeur de science du système de terre à la Stanford Doerr School of Sustainability.
« Pour la plupart des pays dans un système d'émissions net-zéro à l'avenir, l'échange de la dépendance réduite à l'égard des combustibles fossiles importés et une dépendance accrue à l'égard de ces nouveaux matériaux est en fait une victoire pour la sécurité énergétique. »
Même pour les États-Unis, qui possède certaines des plus grandes réserves de combustibles fossiles au monde, mais seulement un ruban de dépôts minéraux critiques, la décarbonisation pourrait stimuler la sécurité énergétique, surtout si le pays cultive de nouveaux partenaires commerciaux, selon les chercheurs.
Depuis 2020, les États-Unis ont exporté plus de pétrole brut et de produits pétroliers qu'il ne l'a importé, mais il importe toujours des millions de barils par jour, principalement du Canada, du Mexique, de l'Arabie saoudite, de l'Irak et de la Colombie.
« La production d'électricité avec l'énergie solaire et l'éolien nécessitera plus d'importations que d'utiliser de nombreuses ressources de gaz et de charbon aux États-Unis, mais une dépendance réduite à l'égard du pétrole étranger sera un gros avantage car le transport est électrifié », a déclaré Davis.
Les pays riches en pétrole, y compris la Russie et l'Arabie saoudite, font partie de la minorité de pays qui verraient la sécurité énergétique baisser dans les scénarios nets zéro, même avec des réseaux commerciaux élargis.
Analyse systématique et un nouvel indice de risque commercial
Pour parvenir à leurs conclusions, les scientifiques ont systématiquement analysé la gamme des nouvelles vulnérabilités potentielles de chaque pays en vertu de la décarbonisation par rapport à celles associées à une dépendance continue à l'égard des combustibles fossiles.
En première étape, l'auteur principal Jing Cheng, un érudit postdoctoral du laboratoire Solutions Sustainable Solutions de Davis à Stanford, a construit une base de données de pays avec des réserves de pétrole, de gaz, de charbon, d'uranium, de biocarburants et de 16 matériaux qui sont critiques pour les technologies d'énergie propre, ainsi que les flux commerciaux de ces ressources entre les pays.
Les chercheurs ont calculé la part de ces ressources nécessaires pour répondre à la demande d'énergie dans chacun des 236 pays dans 1 092 scénarios différents pour atteindre les émissions de carbone nettes dans le monde d'ici 2060.
Modélisé par le panneau intergouvernemental sur le changement climatique ou le GIEC, les scénarios couvrent un large éventail de changements possibles dans le mélange d'énergie à travers le monde et dans les pays individuels. Certains dépendent davantage de l'énergie nucléaire, par exemple, tandis que d'autres intègrent plus d'énergie solaire ou éolienne.
Pour les milliers de combinaisons de relations commerciales et de besoins en ressources, l'équipe a estimé le niveau de risque dans les secteurs du transport et de l'électricité de chaque pays et le système énergétique global.
Ils ont quantifié ces risques à l'aide d'un nouvel «indice des risques commerciaux» en fonction de la disponibilité des réserves intérieures, de la part de la demande d'un carburant ou d'un matériau donné par les importations, de la valeur économique des importations et d'une mesure de la concentration du marché largement utilisée pour quantifier la sécurité énergétique.
Les pays bénéficient de coupes plus profondes à la dépendance aux combustibles fossiles
Les chercheurs ont constaté que si tous les pays maintiennent leurs réseaux actuels, les risques liés au commerce pour la sécurité énergétique diminueraient en moyenne de 19% dans des scénarios nets zéro. Si les pays élargissent leurs réseaux et se négocient avec tous les propriétaires de ressources, les risques commerciaux en moyenne baisseraient de moitié.
La réduction du besoin de matériaux vierges importés – que ce soit en faisant durer des technologies plus longtemps, en augmentant le recyclage ou en développant moins de conceptions à forte intensité de matériaux – est une autre façon pour les pays pauvres en minéraux de minimiser les risques commerciaux tout en éliminant les combustibles fossiles.
Selon l'étude, les risques commerciaux baissent en moyenne de 17% – et de plus de 50% pour les États-Unis – avec un quadruplement des maigres taux de recyclage d'aujourd'hui pour les minéraux critiques tels que le lithium, le nickel et l'indium.
Les auteurs ont trouvé un mélange d'énergie américain composé d'environ 70 à 75% d'énergies renouvelables comme l'énergie solaire, le vent et la biomasse; 15 à 20% de combustibles fossiles; Et 10% de nucléaire minimiseraient les risques commerciaux du pays dans tous les scénarios modélisés pour atteindre le net-zéro d'ici 2060, bien que d'autres mélanges puissent offrir des avantages tels que des coûts inférieurs ou moins de pollution atmosphérique.
Aujourd'hui, les États-Unis s'appuient sur des combustibles fossiles pour environ 83% de ses besoins énergétiques, l'énergie nucléaire et les énergies renouvelables fournissant des actions à peu près égales du reste.
Par rapport à l'énergie solaire, le vent devrait offrir de plus grands avantages de sécurité énergétique aux États-Unis – du moins, avec les relations commerciales qui existaient au moment de l'étude. Les matériaux nécessaires pour construire des turbines ces dernières années proviennent d'un nombre relativement important de partenaires commerciaux, a expliqué Cheng.
« Cependant, l'avancement des technologies de fabrication solaire photovoltaïque avec des sources de silicium plus largement disponibles et en étendant les réseaux commerciaux avec des pays riches en réserves de silicium et de manganèse, pourrait encore renforcer considérablement la sécurité énergétique du pays », a-t-elle déclaré.
La clé, comme toujours, est d'éviter de mettre tous les œufs dans un seul panier. « Si vous importez une grande fraction de ce dont vous avez besoin, c'est une vulnérabilité. Si tout provient d'une seule autre partie, il y a beaucoup de risques qu'une catastrophe naturelle ou un conflit géopolitique puisse perturber cette offre », a déclaré Davis. « Vous voulez diversifier les importations parmi autant de sources que possible. »
Les avantages de sécurité de la diversification ont cependant des limites. Les résultats de l'étude indiquent que le maintien des combustibles fossiles dans le mélange entraîne généralement la sécurité énergétique des nations.
« Il est finalement encourageant que les risques commerciaux de la plupart des pays diminuent dans les scénarios nets-zéro », concluent les auteurs « et que les plus grandes améliorations se produisent souvent dans les pays qui réduisent le plus radicalement leur dépendance à l'égard des combustibles fossiles. »
