Si l'on veut parvenir à la sécurité d'approvisionnement énergétique et stabiliser le climat d'ici à 2050, on doit acculer l'imagination à la recherche de stratégies capables de faciliter l'application de technologies à basse teneur en carbone. Cette transformation de l'énergie à l'échelle planétaire doit inclure tout un éventail de technologies propres, par exemple le charbon décarbonisé, la séquestration du carbone, les piles à combustible, la bioénergie et les centrales à ultra-haut rendement alimentées au gaz.

M. Lewis Milford et Mme Allison Schumacher occupent respectivement les fonctions de président et de directrice de projet de l'association Clean Energy Group, l'une des grandes associations américaines sans but lucratif visant à encourager le recours aux technologies énergétiques propres au moyen de solutions novatrices dans le domaine de la technologie, du financement et de l'action des pouvoirs publics.

Il faut innover comme jamais encore on ne l'a fait pour développer, commercialiser et mettre en application à grande échelle des technologies à faible teneur en carbone qui vont révolutionner le monde.

Le marché de l'énergie propre s'est considérablement développé ces dernières années, mais il représente une partie seulement de la solution au problème du réchauffement de la planète, solution qui passe par une transition radicale vers un avenir où le carbone fera figure de parent pauvre.

Par « énergie propre  », on entend généralement les énergies renouvelables classiques (énergie solaire, éolienne et hydro-électrique, biomasse, énergie thermique des mers, énergie marémotrice et des vagues, énergie géothermique), ainsi que les technologies telles que les piles à combustible et les technologies connexes liées au stockage et à la conversion de l'énergie.

Pour autant, il faut innover dans tous les aspects des technologies à basse teneur en carbone. Il nous faut accroître massivement le recours à ces sources renouvelables et faire progresser considérablement les options à faible teneur en carbone, tels le charbon décarbonisé, le piégeage du carbone, la production d'énergie fossile à ultra-haut rendement, les piles à combustible, la bioénergie et les produits dérivés de la génomique, de la nanotechnologie et de domaines connexes.

En outre, la politique énergétique et climatique telle qu'elle est conçue aujourd'hui ne saurait propulser le marché de l'énergie propre au degré et à la vitesse voulues pour renforcer la sécurité d'approvisionnement énergétique et stabiliser le climat d'ici à 2050. Nous devons faire preuve d'une imagination accrue quand il s'agit de mettre en œuvre des stratégies novatrices concernant toutes ces options pauvres en carbone. Il est aussi à noter que les structures actuelles de financement et de commercialisation des technologies innovantes ne permettent pas d'amener sur le marché ces sources d'énergie à basse teneur en carbone dont on a pourtant tant besoin.

Ce n'est qu'en relevant simultanément ce double défi - à savoir accélérer la cadence des innovations et créer la structure de financement et de commercialisation à grande échelle qui s'impose - que nous réussirons à transformer les habitudes énergétiques de la planète.

Les solutions technologiques à faible teneur en carbone

Outre les sources renouvelables, telles l'énergie solaire photovoltaïque, l'énergie éolienne et l'énergie des mers, et les technologies qui visent à accroître le rendement énergétique, les solutions technologiques suivantes, à basse teneur en carbone, se révèlent prometteuses.

Le charbon décarbonisé : la gazéification intégrée à cycle combiné (GICC) représente une nouvelle génération de centrales à charbon qui sont technologiquement supérieures et écologiquement préférables aux centrales classiques. La GICC permet en effet de gazéifier le charbon, ce qui a pour effet de réduire le taux des émissions d'oxyde de soufre, d'oxyde d'azote, de particules et de mercure avant la combustion. De surcroît, les centrales GICC émettent considérablement moins de gaz carbonique et elles peuvent être configurées de manière à piéger le carbone, ce qui élimine l'étape de l'épuration finale.

Il existe trois méthodes de décarbonisation du charbon, à savoir le recours à des épurateurs en aval, la séquestration du carbone et la GICC (ou la GICC associée à la séquestration). Ces trois procédés sont déjà disponibles sur le marché, mais ils doivent encore être produits et exploités en grand nombre pour faire concurrence aux centrales classiques à charbon et mettre un terme à la construction de telles centrales. Cette remarque s'applique particulièrement aux pays en développement, pour lesquels il est prévu que le nombre des centrales classiques à charbon va augmenter considérablement. À l'avenir, dans un monde où le carbone est de plus en plus mal vu, les centrales GICC pourraient bien s'imposer.

Les centrales à gaz à ultra-haut rendement : les centrales au gaz naturel à cycle combiné ont un meilleur rendement que les centrales classiques au charbon et elles produisent moins de gaz à effet de serre que ces dernières. À divers moments où cours de l'année 2005, le gaz naturel a été un combustible dont les prix ont été plus élevés et ont fluctué plus que ceux du charbon, ce qui explique l'importance cruciale du facteur coût/économies. L'évolution de l'approvisionnement en gaz naturel pourrait avoir une incidence sur l'écart entre les coûts. Il y aura peut-être lieu d'offrir des incitations visant à rendre les coûts plus concurrentiels de façon à encourager le recours accru à cette technologie à ultra-haut rendement.

Les piles à combustible : ces piles produisent de l'électricité à partir de l'hydrogène et de l'oxygène, l'eau et la chaleur (sans émissions de gaz à effet de serre) étant les seuls sous-produits. Cette technologie prometteuse, aux applications multiples, présente en particulier de l'intérêt dans le marché décentralisé de l'électricité, par exemple lorsqu'il s'agit d'alimenter les installations essentielles d'établissements tels que les aéroports, les banques, les centres de données, les postes de première intervention, les hôpitaux et les centres de commutation téléphonique.

Les piles à combustible fournissent de manière soutenue une électricité de qualité, ce qui contribue à la sécurité d'approvisionnement énergétique. Elles sont alimentées au gaz naturel ou par des combustibles renouvelables. Certains facteurs freinent cependant leur vente sur le marché : citons notamment une importante mise de fonds initiale, des contraintes d'entretien et d'exploitation, le coût de production de l'hydrogène si c'est le carburant retenu et les questions de stockage et de distribution du carburant. Pour généraliser leur adoption sur le marché, on devrait envisager de les utiliser dans les établissements qui ont impérativement besoin d'être constamment alimentés en électricité, ce qui est le cas des hôpitaux par exemple. Là, en effet, l'écart entre les coûts risque moins d'être un obstacle. Si l'on veut encourager le recours aux piles à combustible, d'autres problèmes encore restent à régler, tel celui des tarifs exhorbitants qui sont perçus pour se brancher sur le réseau électrique quand une pile est mise temporairement hors service pour des raisons d'entretien.

La biomasse cellulosique et les biocarburants : parallèlement à l'intérêt accru qui est porté à la production et à l'emploi de biocarburants, on a de plus en plus souvent recours aux technologies de valorisation énergétique de la biomasse, telle l'utilisation de digesteurs anaérobies et de gazogènes, pour produire de l'énergie à partir de plantes cultivées, de déchets agricoles et de fumier. Il est cependant à noter que le marché de la bioénergie est tout juste en train de naître et qu'il a encore du chemin à parcourir avant d'arriver au point où la biomasse et les biocarburants pourront se répandre rapidement sur le marché. On s'accorde pourtant largement à reconnaître que, du point de vue des solutions à basse teneur en carbone, il vaut mieux tirer parti de la biomasse cellulosique (c'est-à-dire d'origine végétale) que cultiver spécialement des plantes, tel le maïs, pour produire des biocarburants parce que la récolte et le transport des ces plantes entraînent nécessairement l'augmentation des émissions de gaz carbonique. La recherche génomique pourrait s'avérer essentielle à la vulgarisation de cette technologie, mais encore faut-il qu'elle se spécialise dans le développement et la commercialisation de biocarburants et de systèmes énergétiques à haut rendement.

La séquestration : la séquestration, c'est-à-dire la captage et le piégeage des émissions excessives de gaz carbonique au lieu de les laisser s'échapper dans l'atmosphère, se divise en deux catégories, à savoir : 1) le stockage biologique, procédé en vertu duquel le gaz carbonique est absorbé par des végétaux gourmands de gaz carbonique et qui forment des « puits de carbone », et 2) le stockage géologique, procédé qui consiste à injecter du gaz carbonique dans des formations rocheuses. Toutes sortes de techniques de stockage biologique et géologique sont à l'étude, mais aucune n'est encore disponible à grande échelle. Tous les intervenants, publics et privés, devraient s'employer de manière plus résolue à régler rapidement les diverses questions scientifiques et techniques liées au piégeage et au stockage du carbone à long terme dans des conditions optimales.

À l'avenir, beaucoup d'autres technologies à basse teneur en carbone seront probablement mises au point, ce qui pourrait perturber le statu quo des technologies énergétiques classiques. Il ne suffit cependant pas d'inventer : encore faut-il établir des marchés réceptifs et les élargir rapidement.

L'accélération de la cadence des innovations

Toutes sortes de défis et de possibilités se pointent à l'horizon dans le domaine des technologies à basse teneur en carbone. Les spécialistes s'accordent à dire que le développement d'une énergie propre suppose non seulement l'exploitation des sciences fondamentales et appliquées, mais aussi une sensibilisation certaine à la dynamique commerciale liée à ces technologies naissantes.

Les pays membres du groupe des Huit ont bien compris ce double besoin pressant lorsqu'ils ont mis en route le dialogue du G8 sur les changements climatiques, l'énergie propre et le développement durable à Gleneagles (Écosse), en juillet 2005. La Banque mondiale a élaboré un nouveau « cadre d'investissement » qui doit servir de clé de voûte à ce dialogue, reconnaissant ainsi le besoin critique d'innovation technologique et affirmant sa volonté d'appuyer l'accroissement massif des investissements, du secteur recherche et développement et de la commercialisation des technologies à basse teneur en carbone.

Dans son rapport sur ce cadre d'investissement, la Banque mondiale conclut que les mesures et le niveau de financement actuels, de source tant publique que privée, sont insuffisants pour encourager l'adoption de techniques capables de stabiliser les émissions de gaz carbonique.

Les enjeux de la transformation du paysage énergétique

La transformation du système énergétique mondial tient de la gageure. C'est le secteur où l'intensité de capital est la plus forte et qui forme un réseau financier, réglementaire et institutionnel complexe et interdépendant, dont les rouages sont graissés depuis plus d'un siècle. Pour autant, une révolution énergétique peut se produire rapidement : la voiture a remplacé le cheval comme moyen de transport en l'espace d'une trentaine d'années, et il a fallu moins de quarante ans pour électrifier l'ensemble du territoire des États-Unis.

La transformation qu'on attend devra être équivalente en ampleur à ce qu'ont connu les pays aujourd'hui industrialisés au cours des cent dernières années. Ils sont passés de l'époque où la roue hydraulique faisait marcher l'industrie, où le bois et le kérosène étaient les combustibles utilisés par les ménages et où les véhicules étaient tirés par des chevaux, à l'ère de l'électrification quasi-universelle, de la dominance du charbon dans la production d'électricité, des véhicules à moteur diesel ou à essence, qui se comptent par millions, et des déplacements en avion à réaction, pour finalement arriver à l'ère de la micropuce et de l'économie numérique qui en a découlé.

Pour parvenir à une transformation à une échelle similaire, plusieurs changements doivent avoir lieu  :

• il est de la plus haute importance que les pouvoirs publics, les milieux universitaires et le secteur privé coordonnent le secteur recherche et développement (R&D) avec le déploiement et la commercialisation de la technologie, au lieu de se concentrer exclusivement sur les programmes de R&D ;

• le débat sur les technologies à basse teneur en carbone doit avoir lieu à divers niveaux (international, sous-national) et dans un grand nombre de forums réservés aux parties prenantes à l'échelon sous-national, tels la Convention-cadre de l'ONU sur les changements climatiques et le Dialogue du G8 sur les changements climatiques, l'énergie propre et le développement durable ;

• il faut répartir à tous les niveaux du secteur public et du secteur privé la tâche de la réduction des émissions de gaz carbonique à l'échelle mondiale. C'est une façon d'encourager la recherche de solutions novatrices qui puissent corriger les faiblesses du marché, promouvoir le transfert des technologies à basse teneur en carbone ainsi que l'échange d'informations, encourager les stratégies pluridisciplinaires et produire des résultats concrets ;

• pour construire l'infrastructure énergétique de demain, à basse teneur en carbone, il faut impérativement se tourner vers de nouvelles formes d'accumulation du capital ;

• le cadre d'investissement du G8 et d'autres formes de collaboration internationale doivent envisager l'innovation et la commercialisation des technologies sous un angle très large. Il faut rajouter les maillons qui manquent dans la chaîne de l'innovation pour amener les pays industriels aussi bien que les pays en développement à se rallier aux technologies à basse teneur en carbone. À cette fin, il y a lieu dans le même temps d'augmenter considérablement le niveau des ressources et les budgets. Les partenariats entre le secteur public et le secteur privé doivent accorder le plus haut rang de priorité à l'accélération des efforts visant à inventer de nouvelles technologies à basse teneur en carbone et à en promouvoir l'adoption.

Le pari à tenir au XXIe siècle en matière de sécurité d'approvisionnement énergétique, c'est précisément de s'attaquer à toutes ces questions de la manière la plus complète possible.

Les opinions exprimées dans le présent article ne reflètent pas nécessairement les vues ou la politique du gouvernement des États-Unis.