LES ASPECTS NÉGATIFS DE L'ENERGIE ÉOLIENNE


Les centrales éoliennes vont impacter l'environnement plus que prévu.

Léa Burrows - SEAS Communications
4 Octobre 2018
Traduction Française : Michèle & Dominique Bruchet




Quand il s'agit de la production énergétique, malheureusement on n'a rien sans rien.
Alors que le monde commence sa transition à grande échelle vers des sources d'énergie à faible teneur de CO2,  il est essentiel que les avantages et les inconvénients de chaque type soient bien compris et  que  les impacts sur l'environnement des énergies renouvelables, même si petits  comparés au charbon et au gaz, soient pris en considération.

Dans deux articles publiés aujourd'hui dans les journaux : « Environmental Research Letters » et « Joule » - les chercheurs de l'Université de Harvard ont remarqué que la transition  vers l'énergie éolienne ou solaire aux Etats-Unis nécessiterait  de 5 à 20 fois plus de terres que l'on avait prévues , et si de telles centrales éoliennes à grandes échelles étaient installées , cela réchaufferait en moyenne les températures de l'Amérique de 0,24°C.

L'énergie éolienne est le gagnant par rapport au charbon en ce qui concerne toutes réglementations environnementales, mais cela ne veut pas dire que ces impacts sont négligeables, explique David Keith, Professeur de physiques appliquées à l'université de Harvard .
«  Nous devons rapidement sortir de  l 'énergie fossile pour stopper les émissions de CO2. En agissant ainsi, nous devons faire des choix entre des technologies variées à faibles émissions de CO2 , dont toutes ont des conséquences environnementales et sociales. »

Une des premières démarches pour comprendre l'impact environnemental des technologies renouvelables est de comprendre l'espace qu'il faut pour satisfaire les futures demandes en énergie des Etats-Unis.
Même en prenant les demandes en énergie actuelles, la superficie des terres et les densités de puissance associées nécessaires ont depuis longtemps fait l'objet de débats avec des experts en énergie.

Dans une rapport précédent, Keith et ses collaborateurs ont fait la démonstration de la capacité de production de grandes centrales éoliennes et ont conclu que la production éolienne dans la réalité a été  surestimée parce qu'ils ont négligé de prendre en compte de manière très précise les interactions entre les turbines et l'atmosphère.


Les impacts directs sur le climat sont immédiats , alors que les bénéfices de la réduction des émissions de CO2 s'accumulent lentement. ( David Keith)

Dans un rapport de 2013, Keith décrit la manière dont chaque éolienne crée derrière elle un sillage tourbillonnaire où l'air a été ralenti par les pales de l'éolienne.
Aujourd'hui, dans les grandes centrales, les éoliennes sont espacées pour réduire les impacts de ces sillages tourbillonnaires, mais étant donné que l'on s'attend à plus de centrales éoliennes, parce que la demande en production d'électricité augmente, les interactions et les impacts climatiques associés sont inévitables.


Cependant ce qui manquait dans ce rapport, c'était les observations pour appuyer cette démonstration. Alors, il y a quelques mois, une étude américaine a publié les emplacements des 57636 éoliennes aux Etats-Unis. En  utilisant ces données, ainsi que celles du gouvernement, Keith et Lee Miller, ont pu quantifié la densité de puissance de 411 centrales éoliennes et 1150 centrales photovoltaïques en opération aux US en 2016.

« En ce qui concerne le vent, nous avons constaté que la densité de puissance moyenne (c'est à dire, le taux de production divisée par la zone englobante de la centrale éolienne) était jusqu'à 100 fois inférieure à l'estimation des experts les plus éminents en énergie »  a expliqué Lee Miller, qui est le premier rédacteur des deux articles.
« La plupart de ces estimations n'ont pas prit en compte l'interaction turbine-atmosphère. Pour une éolienne isolée, l'interaction est faible, mais lorsque les centrales éoliennes ont une étendue de plus de 5  kilomètres jusqu'à 10 kilomètres, ces interactions ont des conséquences importantes sur la densité de puissance »

Ces observations basées sur la densité de puissance éolienne sont bien plus basses que les estimations du Département américain de l’énergie et du panel intergouvernemental sur le changement climatique.

Pour l énergie solaire, la densité de puissance moyenne ( mesurée en watts par mètres carrés) est 10 fois plus importante que celle des éoliennes, mais aussi bien plus faible que les estimations faites par les plus grands experts en énergie.

Cette recherche  indique que non seulement les centrales éoliennes nécessitent plus de surface pour atteindre les objectifs proposés en énergie renouvelable, mais aussi à une si grande échelle, qu'elles vont aussi jouer un rôle important dans le système climatique.

La question suivante, examinée par le journal « Joule », portait sur la manière dont des telles centrales éoliennes à grande échelle auraient des incidences sur le système climatique.

« Si votre perspective est les 10 prochaines années, l'énergie éolienne a en fait , à certains égards, plus d'incidences sur le climat que le charbon ou le gaz. Si votre perspective est les 1000 prochaines années, alors l'énergie éolienne à largement moins d'incidences sur le climat que le charbon ou le gaz. » ( David Keith)

Pour estimer les impacts de l'énergie éolienne , Keith et Miller ont créé une ligne de référence du climat aux Etats-Unis pour les années 2012-2014. ils ont utilisé un modèle standard de prévision météo. Ensuite, ils ont couvert 1/3 des Etats-Unis continentaux avec suffisamment d'éoliennes pour satisfaire la demande électrique actuelle des Etats Unis. Les chercheurs ont pensé que ce scénario allait réchauffer la température de surface des Etats-Unis de 0,24°C, avec des changements plus importants la nuit avec une augmentation de surface jusqu'à 1,5°C . Ce réchauffement est le résultat des éoliennes en action qui combinent l'air proche du sol et en hauteur au moment où simultanément elles mettent les masses d'air en mouvement.

Cette recherche s'appuie sur plus de 10 autres études observant le réchauffement proches des centrales éoliennes opérationnelles aux Etats-Unis. Miller et Keith ont comparé leurs simulations aux études d'observation satellite au nord du Texas et ont remarqué des augmentations de températures constantes.

Miller et Keith indiquent rapidement l'improbabilité de produire autant d'énergie éolienne comme dans leur simulation, mais le réchauffement localisé apparaît même dans des représentations moins importantes.
La question subsidiaire, est alors de comprendre quand les avantages croissants de la réduction des gaz à effet de serre seront à peu près égaux aux conséquences immédiates de l'énergie éolienne.

Les chercheurs de Harvard ont découvert que le réchauffement dû aux éoliennes aux Etats-Unis continentaux, était en fait plus important que les effets sur la réduction des émissions CO²  pendant le premier siècle d'exploitation.
C'est parce que le réchauffement est en grande partie local à la centrale éolienne, alors que les concentrations de gaz à effet de serre doivent être réduits de manière globale avant d'en obtenir des bénéfices.

Miller et Keith ont refait les calculs pour l'énergie solaire et ont découvert que les impacts climatiques étaient environ 10 fois inférieurs à ceux du vent.

« Les conséquences directes des éoliennes sur le climat sont immédiates, alors que les bienfaits de la réduction des émissions de CO² s'accumulent lentement », explique Keith. « Si votre perspective se situe dans les 10 prochaines années, l'énergie éolienne, à certains égards, a plus d’impacts sur le climat que le charbon ou le gaz. Si votre perspective est les 1000 prochaines années, alors l'éolien a beaucoup moins d'incidences climatiques que le charbon et le gaz. »

« Ce travail ne doit pas être vu comme une critique fondamentale de l'énergie éolienne », explique t-il. « Un certain nombre d’impacts sur le climat seront bénéfiques – plusieurs études au niveau global montrent que l'énergie éolienne refroidit les régions polaires. Au contraire, ce travail doit être considéré comme la première étape pour analyser plus sérieusement ces impacts en ce qui concerne toutes les énergies renouvelables. Notre espoir est que notre étude, associée à des observations récentes, marque un tournant où les conséquences climatiques de l'énergie éolienne commencent à recevoir une considération sérieuse pour des décisions stratégiques sur la dé carbonisation du système énergétique.



Cette recherche a été financée par «  The Fund for Innovative Climate and Energy Research.

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