L’Europe bénéficie d’une transition accélérée vers les énergies renouvelables

Les tensions géopolitiques récurrentes et les limitations des importations d’énergie ont fait grimper les prix de l’énergie dans toute l’Union européenne (UE), mettant en évidence un déficit d’approvisionnement énergétique et des vulnérabilités en matière de sécurité énergétique. Alors que les prix de l’énergie ne montrent aucun signe de retour aux niveaux d’avant 2020, une réévaluation critique des stratégies de transition énergétique de l’UE est impérative.

Une équipe de recherche interdisciplinaire et internationale dirigée par des scientifiques de l’Institut Max Planck de chimie (MPIC) a utilisé des modèles d’évaluation intégrée pour évaluer comment différentes réponses à la hausse et à la volatilité des prix des combustibles fossiles peuvent affecter la structure énergétique, le développement économique, la qualité de l’air, le climat et la santé.

« L’évaluation intégrée aide à expliquer pourquoi et comment l’expansion des énergies renouvelables peut être bénéfique au-delà de la simple fermeture d’un déficit d’approvisionnement énergétique », explique le Dr Wenjun Meng, premier auteur de l’étude et chef de projet au Département de chimie des aérosols du MPIC. « En adoptant une approche holistique, nous avons combiné WILIAM, un modèle de dynamique des systèmes récemment développé, avec le modèle bien établi GAINS des interactions entre gaz à effet de serre et pollution atmosphérique, pour évaluer l’impact sociétal et économique global de différentes mesures à court terme et stratégies à long terme. »

Les énergies renouvelables peuvent combler les déficits d’approvisionnement énergétique et offrir des avantages plus larges

La nouvelle étude s’appuie sur une trajectoire énergétique développée par l’Institut international pour l’analyse des systèmes appliqués (IIASA) et reflète la législation actuelle. Les résultats montrent que les stratégies à long terme intégrant une expansion plus rapide et à grande échelle des énergies renouvelables peuvent combler efficacement le déficit d’approvisionnement énergétique tout en apportant des bénéfices d’atténuation du changement climatique et en améliorant la santé publique. Cela crée des avantages sociétaux et économiques substantiels qui dépassent les coûts de l’expansion des énergies renouvelables.

La loi européenne sur le climat introduite en 2021 vise la neutralité climatique d’ici 2050. En raison de la hausse des prix de l’énergie, il s’est avéré que l’abandon plus rapide des combustibles fossiles et la réalisation anticipée des objectifs initialement fixés pour 2050 apportent des avantages plus importants que prévu. Par exemple, l’accélération de l’expansion des énergies renouvelables pour atteindre des émissions nettes nulles 10 ans plus tôt devrait générer des avantages nets à l’échelle de l’UE de l’ordre d’environ 100 à 600 milliards d’euros selon les scénarios étudiés reflétant les niveaux de prix des combustibles observés au cours des années 2021-2023. Ces avantages comprennent la réduction des coûts des combustibles fossiles, l’évitement des coûts sociaux du CO₂ (avantages climatiques), les bénéfices monétisés pour la santé publique grâce à l’amélioration de la qualité de l’air et la réduction des dépenses liées aux mesures de contrôle des émissions. Ensemble, ils dépassent les coûts liés aux centrales électriques, aux infrastructures et aux équipements finaux.

Les coûts dynamiques de l’électricité rendent l’évaluation plus réaliste

L’évaluation intégrée tient compte du fait qu’atteindre plus tôt les objectifs énergétiques de 2050 nécessiterait une expansion rapide de la production d’électricité renouvelable, augmentant le besoin de flexibilité, de stockage, de gestion du réseau et de mesures visant à réduire le délestage. Ces contraintes du système peuvent influencer le coût actualisé de l’électricité (LCOE), c’est-à-dire le coût moyen de production d’électricité sur la durée de vie d’un système énergétique.

« L’énergie renouvelable offre des avantages substantiels à long terme, mais la transition doit encore être soigneusement planifiée. Considérer les changements dynamiques des coûts de l’électricité est une étape importante vers des projections plus réalistes pour une expansion rapide des énergies renouvelables et soutient le développement de stratégies efficaces et durables pour relever les grands défis de la transition énergétique renouvelable et du changement global », explique le professeur Yafang Cheng, directeur du Département de chimie des aérosols du MPIC et auteur correspondant de l’étude. « Nos résultats démontrent que les voies énergétiques plus propres deviennent plus attrayantes dans la planification et la prise de décision du système énergétique lorsque les prix et les instruments politiques reflètent plus complètement les coûts climatiques, sanitaires et économiques associés aux combustibles fossiles. »

Perspectives interdisciplinaires et pertinence mondiale

Bien que les investigations aient été centrées sur l’UE, les résultats sont également pertinents pour d’autres régions confrontées à la hausse et à la volatilité des prix des combustibles fossiles, à la dépendance aux importations d’énergie et aux pressions des politiques climatiques. En particulier pour les économies émergentes où les systèmes énergétiques sont en expansion, les choix d’aujourd’hui peuvent avoir des implications durables pour le développement de voies plus propres ou plus dépendantes des combustibles fossiles. Alors que de nombreuses régions du monde cherchent à renforcer leur sécurité énergétique tout en accélérant les transitions énergétiques plus propres, l’étude souligne qu’il est possible de répondre simultanément aux objectifs de sécurité énergétique, de qualité de l’air, de santé publique et de climat tout en générant des avantages sociétaux et économiques plus larges.

« Dans l’ensemble, l’étude souligne que les effets sociétaux et économiques de la sécurité énergétique, du changement climatique et de la santé publique devraient être évalués ensemble, et que l’air pur mérite d’être considéré comme un objectif de développement durable », ajoute le professeur Ulrich Pöschl, co-auteur et directeur du Département de chimie des phases multiples du MPIC.

Les investigations ont été menées par une équipe interdisciplinaire comprenant des chercheurs de l’Institut Max Planck de chimie (Allemagne), de l’Université de Valladolid (Espagne), de l’Université de Groningue (Pays-Bas), de l’Institut international pour l’analyse des systèmes appliqués (Autriche), de l’University College London (Royaume-Uni), de l’Académie chinoise des sciences, de l’Université de Pékin et de l’Université Tsinghua (Chine).

Ils s’appuient sur le projet de recherche PANTHEON financé par le programme Horizon de la Commission européenne et le ministère chinois des Sciences et Technologies dans le cadre du programme phare UE-Chine pour le changement climatique et la biodiversité (CCB Flagship). PANTHEON vise à développer un cadre de modélisation d’évaluation intégrée et des feuilles de route de décarbonation pour aider l’UE et la Chine à atteindre la neutralité carbone tout en tenant compte des impacts socio-économiques et environnementaux.

« La recherche climatique dépend de plus en plus de la collaboration interdisciplinaire pour aborder les liens complexes entre l’énergie, l’environnement, la santé et la société. Cette étude met en évidence comment l’intégration de l’expertise de multiples disciplines et pays permet des voies plus réalistes et pertinentes pour les politiques vers la neutralité carbone et le développement durable », ajoute le professeur Klaus Hubacek, directeur de l’Institut de recherche sur l’énergie et la durabilité de l’Université de Groningue, co-auteur et chercheur principal du projet PANTHEON.

Les derniers développements et perspectives futures de la modélisation d’évaluation intégrée ont été présentés lors d’une récente conférence internationale connexe sur « l’avenir des modèles d’évaluation intégrée : voies vers la neutralité carbone pour le climat, l’environnement, la santé et les co-avantages socio-économiques » convoquée par les professeurs Yafang Cheng et Klaus Hubacek en collaboration avec la Fondation Wilhelm et Else Heraeus et la Société allemande de physique (DPG).

Publication originale

Wenjun Meng, Jaime Nieto, Dabo Guan, Jing Meng, Robert Sander, Ulrich Pöschl, Klaus Hubacek, Hang Su, Shu Tao, Yafang Cheng, Repenser les stratégies de transition énergétique pour l’Union européenne face à la hausse des prix de l’énergie, pnas.2609606123.

Liens supplémentaires

Projet PANTHEON « Voies vers la neutralité carbone pour le climat, l’environnement, la santé et les co-avantages socio-économiques » : https://pantheon-decarbonisation.com/

Programme phare UE-Chine pour le changement climatique et la biodiversité (CCB Flagship) : https://ec.europa.eu/info/funding-tenders/opportunities/portal/screen/opportunities/topic-details/horizon-cl5-2023-d1-02-01

Séminaire WE-Heraeus « L’avenir des modèles d’évaluation intégrée : voies vers la neutralité carbone pour le climat, l’environnement, la santé et les co-avantages socio-économiques » : https://pantheon-decarbonisation.com/the-future-of-integrated-assessment-models-why-carbon-neutral-pathways-need-humans-in-the-loop/

Modèle WILIAM : https://github.com/LOCOMOTION-h2020/WILIAM_model_VENSIM

WILIAM — le modèle d’évaluation intégrée Within Limits — est un modèle d’évaluation intégrée de dynamique des systèmes développé dans le cadre du projet LOCOMOTION coordonné par l’Université de Valladolid pour évaluer les voies de transition à long terme en reliant la démographie, la société, l’économie, la finance, l’énergie, les matériaux, les terres et l’eau, et le climat. La version WILIAM v1.3 est utilisée dans cette étude.

Modèle GAINS : https://gains.iiasa.ac.at/models/gains_models4.html

GAINS — le modèle des interactions et synergies entre gaz à effet de serre et pollution atmosphérique — est un modèle d’évaluation intégrée développé à l’Institut international pour l’analyse des systèmes appliqués (IIASA) pour évaluer les liens entre la pollution atmosphérique et la politique climatique, y compris les émissions, les coûts d’atténuation, et les impacts sur la santé et les écosystèmes. La version GAINS pour l’Europe (v4.02) est utilisée dans cette étude.

Article : Rethinking Energy Transition Strategies for the European Union amid 4 Rising Energy Prices – Journal : Proceedings of the National Academy of Sciences – Méthode : Computational simulation/modeling – DOI : Lien vers l’étude

Source : Max Planck I.