L’innovation technologique permet au gouvernement de réduire rapidement les émissions – voici comment -Ecologie, science


Pour éviter les pires effets du changement climatique, les émissions mondiales de gaz à effet de serre devraient baisser plus rapidement qu’elles n’ont augmenté depuis plus d’un siècle. Les économies doivent essentiellement tourner en un rien de temps, puis évoluer rapidement vers un avenir sans carbone.

Aux États-Unis, l’administration Biden-Harris a réengagé le pays à cet objectif et a récemment annoncé plans d’investissements majeurs dans les infrastructures d’énergie propre et la recherche. Pour réussir, ils doivent utiliser leur outil le plus puissant pour amplifier les bénéfices de chaque investissement: l’innovation technologique.

Comme ma recherche sur les émissions d’innovation technologique, les politiques gouvernementales peuvent déclencher des progrès rapides. Les exemples de énergie solaire, l’énergie éolienne et batteries lithium-ion montrez comment le processus fonctionne. Les trois technologies se sont améliorées à des taux exponentiels parallèlement à des marchés en croissance rapide.

Ces tendances ont été déclenchées par les politiques gouvernementales dans une poignée de pays qui ont stimulé l’activité innovante mondiale et la concurrence pour les parts de marché, faisant appel à la créativité des entreprises et des chercheurs pour résoudre des problèmes difficiles, tout en créant de nouvelles entreprises et de nouveaux emplois. Les innovations sont survenues du premier concept technologique à l’adoption à grande échelle, dans les laboratoires d’ingénierie et de science, sur les planchers de fabrication et sur les chantiers de construction.

Surtout, ces exemples ont montré que le choix n’était pas entre l’intervention du gouvernement et les marchés concurrentiels; les deux ensemble ont conduit au progrès. Utiliser intentionnellement cet effet combiné est le meilleur pari du gouvernement pour accélérer les progrès en matière de changement climatique à l’avenir.

Enseignements tirés des énergies renouvelables et des batteries

Voici comment s’est déroulé le processus pour énergie solaire. À partir des années 1970 et jusqu’à nos jours, des pays dont Japon, Allemagne, États-Unis et Chine a commencé à offrir des incitations à l’énergie solaire. Les politiques variaient, mais elles créaient toutes des incitations financières pour que les développeurs de projets énergétiques construisent des installations d’énergie solaire. En réponse, les entreprises privées du monde entier ont innové pour se concurrencer pour des parts de marché. Ils ont amélioré la fabrication pour gaspiller moins de matériaux et ont construit des usines plus grandes pour augmenter la productivité.

prix du solaire et des batteries au fil du temps
Les coûts de l’énergie solaire (photovoltaïque) et des batteries lithium-ion ont chuté brutalement.
Laboratoire Trancik, Auteur fourni (pas de réutilisation)

Le financement de la recherche gouvernementale a également instrumental, les États-Unis apportant la plus grande contribution globale. Les découvertes de la recherche ont informé de nouveaux matériaux de cellules solaires et de conceptions de panneaux qui étaient plus efficaces pour convertir la lumière du soleil en électricité.

Les tendances exponentielles qui en résultent dans l’expansion du marché de l’énergie solaire et la réduction des coûts ont dépassé le projections de nombreux experts. Ces tendances ont été reflétées par celles de l’énergie éolienne et, un peu plus tard, batteries lithium-ion pour les voitures électriques et autres applications de stockage d’énergie. Les détails du processus de chaque technologie sont différents, mais dans les trois cas, politique gouvernementale était une étincelle enflammée pour un avancement rapide.

L’innovation encore nécessaire

Les développements passés dans le domaine de l’énergie solaire, de l’énergie éolienne et des batteries sont encourageants. Mais d’autres technologies sont nécessaires pour une transition énergétique propre, y compris celles qui peuvent aider décarboner complètement chauffage, électricité, industrie et transport. Les progrès doivent être plus rapides et plus complets (couvrant tous les services énergétiques) que ce qui s’est produit auparavant.

Dans un scénario futur décarboné, presque toutes les voitures sont électriques, chargées en utilisant de l’électricité sans carbone. Dans toutes les villes américaines, les résidents utilisent le transport en commun alimenté par une énergie propre pour se déplacer presque tous les jours, simplement parce que c’est pratique. Les gens marchent et font du vélo sur des itinéraires sûrs et agréables. Les marchandises sont livrées dans des fourgons électriques et les personnes et les produits sont transportés sur de plus longues distances par avion, train, bateau et camion, tous fonctionnant avec des carburants sans carbone. Il est plus facile pour les ménages et les immeubles de bureaux d’opter pour des améliorations de l’efficacité énergétique et du chauffage électrifié que de se retirer. L’industrie lourde fonctionne avec des carburants à faible teneur en carbone et capte le dioxyde de carbone avant qu’il ne soit émis.

Pour y arriver rapidement, l’innovation est nécessaire dans les technologies et infrastructures physiques, comme batteries ultra-économiques, le carburéacteur sans carbone et les réseaux électriques résilients, mais aussi dans les logiciels et les modèles commerciaux. Un meilleur logiciel pourrait aider à prévoir et à gérer insuffisances et excès des énergies renouvelables variables. De nouveaux modèles commerciaux sont nécessaires pour permettre un système énergétique plus intégré, dans lequel l’excès d’électricité renouvelable est utilisé pour produire des carburants sans carbone, tels que l’hydrogène, et les processus industriels électrifiés peuvent s’allumer et s’éteindre, agissant comme stockage pour le réseau électrique.

Adapter les politiques pour des progrès rapides

Il n’existe pas de manuel unique pour l’innovation technologique axée sur les politiques gouvernementales, car le processus fonctionne mieux lorsque les politiques sont adaptées aux défi d’innovation Dans la question.

Pour certains défis liés à l’innovation, il faudrait mettre davantage l’accent sur la recherche afin de faire progresser une gamme d’options technologiques – par exemple, pour les carburants à réaction à faible émission de carbone. D’autres politiques peuvent inciter le secteur privé à faire la démonstration d’une nouvelle approche à grande échelle, comme des programmes de gestion recharge de véhicule électrique et utilisent leurs batteries (peut-être même lorsqu’elles sont «retirées» des voitures) comme stockage d’énergie pour le réseau électrique. À mesure que les technologies progressent, il devient essentiel de stimuler l’adoption du marché, comme nous l’avons vu au cours des deux dernières décennies pour l’énergie solaire et éolienne. Dans le même temps, la réglementation des émetteurs peut encourager l’innovation dans les industries matures et est absolument essentielle pour garantir des réductions d’émissions suffisantes dans l’ensemble de l’économie.

Au-delà de l’amélioration des performances technologiques, des politiques d’innovation bien conçues créeront opportunités de croissance économique locale et emplois de qualité. De plus, les politiques peuvent être intentionnelles en s’appuyant sur l’expertise des industries du pétrole, du charbon et du gaz naturel et créer de nouvelles opportunités d’emploi à mesure que l’utilisation des combustibles fossiles diminue. De cette manière, les États-Unis peuvent trouver leurs équivalents de la société danoise Orsted, qui a mis à profit son expertise des combustibles fossiles dans le forage offshore pour devenir un leader mondial de l’éolien offshore.

Il est facile de rester bloqué en pensant en termes linéaires, mais la technologie a tendance à changer exponentiellement. Laissé à lui-même, le changement technologique ne résoudra pas nécessairement le changement climatique, surtout pas dans le temps limité qui nous reste pour agir. Mais mon recherche sur l’évolution technologique suggère que la politique gouvernementale peut aider à propulser ce processus puissant vers des progrès rapides et des résultats bénéfiques.

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