Seba, l’autre perspective?

Publié par Harvey Mead le 13 Déc 2021 dans Blogue | 2 commentaires

En 2017, Tony Seba, expert de l’Université Stanford en technologies perturbatrices, a produit un scénario pour la transition, rapide, des véhicules thermiques aux véhicules électriques autonomes. L’argumentaire dans «Clean Disruption of Energy Transportation» était intéressant, et je l’ai décrit dans un article de février 2018 incluant des références à un ouvrage Rethinking Transportation 2020-2030 : The Disruption of Transportation and the Collapse of the Internal Combustion Vehicle and Oil Industries signé par Seba et James Arbib.

Dans leur scénario, Seba et Arbib proposent que l’arrivée de la voiture autonome électrique, jumelée à des réductions importantes de coûts de fabrication et d’opération de ces voitures, pourrait aboutir à l’abandon, assez rapidement – d’ici 2030 dans leur scénario, la transformation débutant avec l’autorisation du véhicule autonome (en Californie) en 2021 – , de la voiture personnelle. Clé dans le portrait est une vision des transports comme des services (Transportation as a Service – TaaS) et non pas comme jouant un rôle dans la société de consommation. Les incidences d’une telle transformation radicale mais en ligne avec des tendances actuelles seraient impressionnantes: une baisse de la flotte américaine d’environ 250 millions de véhicules à moins de 50 millions; la quasi disparition de la congestion, fonction d’une surabondance de véhicules personnels; la libération de grandes superficies dans les villes actuellement consacrées au stationnement de ces véhicules personnels. En 2030, selon le scénario de Seba et Arbib, 60% des véhicules seraient ainsi alloués aux services de transports et non à embellir la réputation de leurs propriétaires.

Le recours à l’électricité comporterait une hausse de 18% de la consommation, mais cela serait accompagné d’une baisse dans la demande totale d’énergie pour les transports de 80% (cela toujours pour le cas des États-Unis). Les véhicules autonomes pourraient courir 500 000 milles dans leur vie et ainsi répartir l’investissement dans leur construction et les émissions qui seraient en cause sur deux fois et demi plus de distances et de services rendus.

Une alternative qui évite les écueils des nombreux questionnements?

Le travail représente le premier d’une série de rapports sur ce thème de Rethinkx, le module de recherche mis en place par Seba, et constitue une proposition pour une énergie renouvelable à grande échelle (WSB – wind, solar, batteries) en remplacement en bonne partie de l’énergie fossile. J’abordais la lecture avec des questions: la disponibilité des ressources matérielles; la reconnaissance des énormes inégalités dans les différentes populations humaines, dont certaines ont à peine de l’électricité; une vision du reste de la société à part les transports, où je soupçonne que Seba ne mettra pas en question la croissance…

Finalement, ce premier rapport ne fournit aucune réponse à ces questions, n’apporte même pas de réflexion sur ce qui est impliqué par le rapport, la mise en place à travers le monde d’une infrastructure avec ces énergies renouvelables, en partant de ce qui peut être imaginé à Silicon Valley. L’investissement pour les États-Unis c’ici 2030 est estimé à 2000 milliards, mais je ne saurais savoir comment calculer les ressources matérielles requises, à commencer peut-être avec le lithium. Pour le reste de la population humaine, disons 20x celle des États-Unis, les quantités deviennent impressionnantes (voir plus bas).

Seba met l’accent sur l’idée que ces technologies peuvent être perturbatrices: «Comme pour beaucoup de perturbations antérieures, le nouveau système énergétique qui va émerger aura une architecture très différente, qui suit de nouvelles règles et qui doit être comprise par des mesures d’évaluation différentes. Dans le cas ici, le nouveau système sera basé sur un coût marginal de presque zéro pour des énergies solaires et éoliennes.» En fait, cette nouvelle architecture met en cause les efforts (cf. Tverberg, par exemple) de différents analystes à concevoir le potentiel de ces technologies en présumant – l’erreur, selon Seba – qu’elles font remplacer 1-pour-1 les systèmes actuellement en place. 

La présentation est basée sur trois études de cas, pour la Californie, le Texas et la Nouvelle Angleterre. Finalement, Seba est intéressé par le potentiel des nouvelles (…) technologies, et même si l’étude prétend que ses analyses s’appliquent à presque la planète entière, nous nous trouvons avec encore une autre approche qui n’est documentée que pour les États-Unis – à la limite, les pays riches en mesure de penser à un nouveau système d’approvisionnement en électricité et à un nouveau système de transports. C’est intéressant, mais on ne peut pas l’aborder comme sa proposition pour la transformation des transports, plutôt simple par comparaison. Finalement, c’est la poursuite du status quo en termes de qualité de vie.

Nous avons choisi ces régions parce qu’elles possèdent une représentativité des ressources combinées éoliennes et solaires des États-Unis continental. Ainsi, les conclusions de notre analyse peuvent être généralisées à presque toutes les autres régions peuples du monde.

Comme c’est le cas pour de nombreuses autres perturbations, SWB transformera notre système énergétique de façon fondamentale. Le nouveau système qui va émerger sera beaucoup plus grand que celui qui existe aujourd’hui et aura une architecture complètement différente qui opère de façon inhabituelle. Un des caractères du nouveau système qui est le plus contre-intuitif est qu’il produira une beaucoup plus grande quantité d’énergie et que cette super-abondance de production d’énergie propre – ce que nous appelons super-puissance – sera disponible à un coût marginal proche de zéro pendant le plupart de l’année dans presque toutes les locations peuplées.

Disruption, Implications, and Choices: Rethinking Energy 2020-2030 100% Solar, Wind, and Batteries is Just the Beginning

Ils poursuivent:

Notre analyse montre qu’une électricité 100% propre provenant d’une combinaison du solaire, de l’éolien et de batteries (SWB) est physiquement possible et économiquement acceptable pour tout le territoire des États-Unis continental ainsi que pour la grande majorité des autres régions peuplées du monde, d’ici 2030.

Seba et al semblent montrer que les technologies du SWB peuvent fournir une quantité impressionnante d’énergie, à très bas coût, si on présume de la présence des infrastructures nécessaires plus ou moins présentes dans les pays riches ainsi que d’une disponibilité de ressources matérielles en grande quantité. Une telle situation est rêvée depuis Truman en 1948, qui ciblait les pays «sous-développés» pour un nouveau développement, mais nous vivons dans un monde où les trois-quarts de la population vivent toujours dans un état de pauvreté où de bien plus simples infrastructures restent inexistantes. Il faudrait peut-être 20x les ressources matérielles nécessaires aux États-Unis pour équiper le reste de l’humanité avec une telle abondance d’énergie.

Tout ce que Seba montre est la possibilité technique et économique pour le pays le plus avancé du monde de se doter d’une énergie renouvelable qui serait en quantité suffisante pour lui permettre de poursuivre ses activités sans subir des inconvénients et une baisse dans ses activités. Les suggestions du texte sont à l’effet que l’ensemble des acteurs politiques et économiques (et sociaux?) vont avoir les incitatifs pour poursuivre les investissements dans le sens du scénario de Seba pendant la décennie qui vient. Pour le reste de l’humanité, le potentiel est là…

Un scénario 

Il n’est plus une question si la perturbation de l’énergie par du solaire, de l’éolien et des batteries arrivera, il n’est qu’une question de quand. Les scénarios conventionnels pour l’énergie propre font l’erreur commune de ne pas comprendre que les nouvelles technologies perturbatrices ne remplacent pas simplement les vieilles technologies une unité pour une autre. Les photovoltaïques solaires, l’éolien terrestre et les batteries lithium-ion ne fonctionnent pas selon les règles traditionnelles des ressources extractives, épuisables et polluantes qui ont gouverné la relation de l’humanité à l’énergie depuis plus d’un siècle; les détenteurs de ces énergies qui ne prennent pas des mesures drastiques seront éliminés aussi sûrement et aussi rapidement que les carrosses de cheval ont été éliminées par l’automobile, les locomotives à vapeur par les moteurs diesels et le films celluloïds pour l’imagerie digitale et les vendeurs de disques et de vidéos par les services en ligne. L’effondrement du charbon est déjà bien en cours aux États-Unis, et le gaz naturel et le pétrole vont suivre à partir du milieu des années 2020. P.48

Notre analyse comporte des hypothèses sévèrement contraignantes, et en extrapolant nos résultats de la Californie, du Texas et de la Nouvelle Angleterre à l’ensemble du pays, nous découvrons que les États-Unis continental pourrait atteindre de l’électricité 100% propre du solaire PV, de l’éolien terrestre et de batteries lithium-ion d’ici 2030 pour un investissement en capital de moins que 2000 milliards$, avec un coût unitaire moyen pour l’électricité de moins de 3 sous par KWh si 50% ou plus de la super-puissance est utilisée.  p.48

L’économie de l’énergie, actuellement fondée sur des ressources dispendieuses et rares, ressemblera bientôt à l’économie de l’information, avec des KWh superabondantes qui approchent le coût marginal des photons : zéro. Comme Internet, ceci permettra aux entreprises et aux gouvernements à créer de nouveaux produits, de nouveaux modèles d’affaires et de nouvelles capacités organisationnelles pour harnacher cette superabondance.  P.49

Il n’est pas clair ce que pensent les auteurs des ressources nécessaires pour leur scénario. De toute évidence, celles-ci seront également dispendieuses et limités. Une recherche sur le site de Rethinkx ne fournit aucune information, aucune piste quant aux travaux qui seraient en cours sur cet enjeu. J’ai écrit récemment un article sur ce qui serait impliqué en ce sens seulement pour le secteur des transports. Seba suggère que ce secteur sera radicalement transformé dans la prochaine décennie, mais cela sans réduire énormément sa demande en termes de ressources. Selon Roger Baker:

Les métaux requis pour transformer la flotte de voitures et de vannes en flotte électrique d’ici 2050, et permettre l’ensemble des ventes à être totalement électrique d’ici 2035. Pour remplacer l’ensemble des véhicules dans le Royaume Uni (sans inclure les flottes LGV et HGV), en présumant que cela utilisera les batteries frugales en ressources de prochaine génération NMC 811, il faudrait 207 900 tonnes de cobalt, de 264 600 tonnes de carbonate de lithium (LCE), au moins 7200 tonnes de néodymium et dysprosium ainsi que 2,362,500 tonnes de cuivre. Ceci représente un peu moins que deux fois la production totale annuelle mondiale de cobalt, presque la production mondiale de néodymium, trois quarts de la production mondiale de lithium et 12% de la production mondiale de cuivre en 2018. Même en ciblant seulement l’approvisionnement annuel de véhicules électriques, à partir de 2035 tel que projeté, cela obligera le Royaume Uni à importer annuellement l’équivalent des besoins annuels de cobalt de toute l’industrie européenne. 

L’énergie solaire est également problématique. Elle est très consommatrice de ressources : tous les systèmes photovoltaïques actuellement sur le marché dépendent d’une ou plusieurs matières premières classées comme «critiques» ou «proches de critiques» par l’Union européenne et/ou le département de l’Énergie des États-Unis (silicone de haute pureté, indium, tellurium, gallium) en raison de leur rareté naturelle ou venant d’une récupération comme dérivés mineurs dans la production d’autres commodités. Avec un facteur de capacité de seulement 10% (approx.), le Royaume Uni aurait besoin de 72 GW de production photovoltaïque pour alimenter la flotte de véhicules électriques, cinq fois la capacité installée actuelle. Si l’énergie photovoltaïque de type CdTe est utilisée, cela consommerait plus de trente ans de l’approvisionnement annuel actuel de tellurium. 

L’impact global: Si cette analyse est extrapolée à l’estimation de 2 milliards de véhicules à l’échelle mondiale, suivant les données de 2018, il faudrait augmenter la production annuelle de néodymium et dysprosium de 70% et la production de cobalt devrait augmenter de trois fois et demi d’ici 2050 pour répondre à la demande. 

https://www.nhm.ac.uk/press-office/press-releases/leading-scientists-set-out-resource-challenge-of-meeting-net-zer.html

Il est tout simplement étonnant de de rien voir dans le travail de Seba concernant l’approvisionnement en de telles ressources. C’est comme si le système capitaliste de production n’a pas besoin de s’occuper de tels défis – un peu l’imaginaire des pays riches pendant la période des Trente glorieuses…

Le document de Seba et Arbin règle la question des actions économiques et politiques requises pour aller de l’avant avec le constat 13: La perturbation SWB est déjà inévitable et ne dépend pas de subventions, taxes carbone ou d’autres interventions dans le marché.

Des subventions récentes pour le développement et la diffusion de différentes technologies solaires, éoliennes et d’entreposage aux États-Unis et à travers le monde ont accéléré les perturbations des SWB. De la même manière, des subventions (directes et indirectes) pour les industries d’énergie fossile et nucléaires ont ralenti les perturbations du système SWB. Bien que des interventions dans le marché venant de subventions, de taxes et d’exigences réglementaires puissent hâter ou ralentir les perturbations SWB de façon marginale, il faut souligner que de telles interventions ne sont pas requises pour assurer l’arrivée du système SWB ou la disparition des énergies fossiles et du nucléaire. Ces perturbations sont maintenant inévitables pour des raisons purement économiques : le solaire PV, l’éolien terrestre et les batteries lithium-ion offrent maintenant les façons le meilleur marché pour générer de l’électricité. Ce n’est pas une question de si, mais de quand. Différentes régions dans le monde vont probablement opter pour des choix différents en ce qui concerne des interventions dans les marchés, mais la meilleure approche semble être d’intervenir le moins possible sauf pour protéger des individus et des communautés (non pas des industries) et permettre à la perturbation de se dérouler selon sa propre dynamique interne p.54

Avec le constat 16, ils poursuivent en notant que le SWB disruption of energy will accelerate the disruption of transportation.

Dans notre rapport Rethinking Transportation 2020-2030, nous avons fourni une analyse qui montre comment les véhicules électriques et autonomes sont prêts pour perturber le secteur des transports pendant la décennie 2020. Les régions qui choisiront de maximiser la super-puissance d’un système SWB à 100% pourront accélérer la perturbation en turbochargeant l’adoption de véhicules électriques. Ces véhicules à leur tour pourront partager une partir de l’énergie entreposée dans le système, créant ainsi une boucle de rétroaction positive qui amplifiera les bénéfices économiques, sociaux et environnementaux de la perturbation SWB elle-même. p.54 

Avec le constat 17, ils complètent pour ainsi dire le portrait: SWB disruption of energy will accelerate the disruption of food and agriculture.

Dans notre rapport Rethinking Food and Agriculture 2020-2030, nous avons fourni une analyse qui montre comment la fermentation de précision et les aliments-comme-programmes sont sur le bord de perturber le secteur de l’alimentation et de l’agriculture pendant la décennie 2020. Les régions qui choisiront de maximiser la super-puissance d’un système SWB à 100% pourront accélérer la perturbation en diminuant les coûts des intrants énergétiques de ces nouvelles industries. La perturbation de l’agriculture et de la production alimentaire conventionnelles libèrera des dizaines de millions d’acres de terres qui pourront être réorientées pour une co-utilisation dans les installations SWB. p.54 

Baker fournit des pistes pour de tels défis avec une courte bibliographie:

Assessment of the Extra Capacity Required of Alternative Energy Electrical Power Systems to Completely Replace Fossil Fuels   by Simon P. Michaux   This is a 1000 page in-depth review. 

“The focus of this report therefore was to model the viability of the new global ecosystem using calculations made specifically for the three significant global players: the United States (US) economy; the European (EU-28) economy; and the Chinese economy.” 

2021 Annual Energy Paper by Michael Cembalest

This is the latest of a series of somewhat pessimistic energy analyses sponsored by JP Morgan Asset and Wealth Management, a large global investment bank, vetted by energy economist Vaclav Smil.  “In this year’s energy paper, we review why decarbonization is taking so long: transmission obstacles, industrial energy use, the gargantuan mineral and pipeline demands of sequestration and the slow motion EV revolution.” 

The Problems With Copper Supply  This report is a recent in-depth global resource analysis looking in-depth at copper and other global resource limits. It looks at copper (pages 1-11), EVs (14), oil (15-18), agriculture (18-21) and inflation prospects (24). “…The countdown to inflation is ticking and we are getting closer and closer to an explosion in inflationary pressures. All economic signs point in that direction, yet few investors are prepared to protect themselves, let alone profit from an investment landscape that is about to suddenly and radically change. It’s 1979 all over again — except in reverse.” Through the Eye of a Needle: An Eco-Heterodox Perspective on the Renewable Energy Transition   Megan K. Seibert , and William E. Rees.  “This analysis makes clear that the pat notion of “affordable clean energy” views the world through a narrow keyhole that is blind to innumerable economic, ecological, and social costs. These undesirable “externalities” can no longer be ignored. To achieve sustainability and salvage civilization, society must embark on a planned, cooperative descent from an extreme state of overshoot in just a decade or two.”

Il est bien possible que l’effondrement projeté par Halte aura des impacts plus importants pour certains (souvent les plus vulnérables, les plus pauvres, rien de nouveau de ce côté-là) et que, encore une fois, les pays riches se trouveront mieux en mesure d’en subir les impacts. Cela reste à voir; on peut voir le livre de Cochet pour voir un effort de mieux cerner ce qui semble nous attendre…

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