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Alors que la Californie augmente rapidement les ventes de voitures et de camions électriques au cours de la prochaine décennie, la réponse à une question cruciale reste incertaine: y aura-t-il assez d’électricité pour les alimenter?

Les responsables de l’État affirment que les 12,5 millions de véhicules électriques attendus sur les routes californiennes en 2035 ne mettront pas le réseau à rude épreuve. Mais leur confiance dans la capacité de l’État à éviter les baisses de tension repose sur un scénario optimiste – certains disent irréaliste – : la construction massive et rapide de parcs éoliens et solaires offshore, et les conducteurs rechargent leurs voitures en dehors des heures de pointe.

En vertu d’une nouvelle réglementation révolutionnaire de l’État, 35 % des Nouveaux modèles de voitures 2026 vendus en Californie doivent être à zéro émission, passant à 100% en 2035. L’alimentation de ces véhicules et l’électrification d’autres secteurs de l’économie signifient que l’État doit tripler sa capacité de production d’électricité et déployer de nouvelles énergies solaire et éolienne à un rythme presque cinq fois supérieur à celui de la dernière décennie.

Le Conseil des ressources aériennes a promulgué le mandat en août dernier – et à peine six jours plus tard, le réseau électrique californien était tellement taxé par les vagues de chaleur qu’une alerte d’urgence sans précédent de 10 jours a averti les résidents de réduire leur consommation d’électricité ou de faire face à des pannes. La juxtaposition du mandat et la crise du réseau ont suscité un scepticisme généralisé: comment l’État peut-il exiger des Californiens qu’ils achètent des voitures électriques si le réseau ne pouvait même pas fournir suffisamment d’énergie pour passer l’été?

Parallèlement à l’électrification des voitures et des camions, la Californie doit, en vertu de la Droit de l’État, transférer toute son énergie vers les énergies renouvelables d’ici 2045. Ajoutant encore plus de pression, l’État dernière centrale nucléaire, Diablo Canyon, devrait fermer ses portes en 2030.

Avec 15 fois plus de voitures électriques attendues sur les routes californiennes d’ici 2035, la quantité d’énergie qu’elles consomment augmentera de manière exponentielle. Mais la California Energy Commission affirme qu’elle restera une petite fraction de toute l’énergie utilisée pendant les heures de pointe – passant de 1% en 2022 à 5% en 2030 et 10% en 2035.

« Nous avons confiance maintenant » que l’électricité répondra à la demande future « et nous sommes en mesure de la planifier », a déclaré Quentin Gee, un superviseur de la California Energy Commission qui prévoit la demande d’énergie des transports.

Mais pour établir ces projections, les organismes d’État responsables de la fourniture d’électricité – la California Energy Commission, la California Independent System Operator et la California Public Utilities Commission – et les entreprises de services publics s’appuient sur de multiples hypothèses très incertaines.

« Nous allons devoir étendre le réseau à un rythme radicalement beaucoup plus rapide », a déclaré David Victor, professeur et co-directeur de la Deep Decarbonization Initiative à l’UC San Diego. « C’est plausible si les bonnes politiques sont en place, mais ce n’est pas garanti. C’est le meilleur des cas.

Pourtant, la Commission de l’énergie n’a pas encore élaboré de telles politiques ou plans, suscitant de vives critiques de la part des experts en énergie et des législateurs. Ne pas fournir suffisamment d’énergie assez rapidement pourrait mettre en péril le mandat de la Californie en matière de voitures propres, contrecarrant ses efforts pour lutter contre le changement climatique et assainir son air pollué.

« Nous ne sommes pas encore sur la bonne voie. Si nous adoptons simplement une approche de laissez-faire avec le marché, nous n’y arriverons pas », a déclaré Sascha von Meier, professeur de génie électrique à la retraite de l’UC Berkeley, spécialisé dans les réseaux électriques. L’État, a-t-elle dit, agit trop lentement pour surmonter les obstacles à l’implantation de nouvelles centrales d’énergie propre et de lignes de transmission. « La planification et l’obtention de permis sont très urgentes », a-t-elle déclaré.

Le double objectif d’augmenter les ventes de véhicules zéro émission et de parvenir à un avenir sans carbone ne peut être atteint, a déclaré Victor, que si plusieurs facteurs s’alignent: les conducteurs doivent éviter de recharger les voitures le soir lorsque moins d’énergie solaire est disponible. Plus d’un million de nouvelles bornes de recharge doivent être mises en service. Et les parcs éoliens offshore – inexistants en Californie aujourd’hui – doivent rapidement produire beaucoup d’énergie.

Pour fournir suffisamment d’électricité pour répondre à la demande totale, la Californie doit :

• Convaincre les conducteurs de recharger leur voiture pendant les heures creuses : Avec les nouveaux tarifs réduits, les services publics exhortent les résidents à éviter de recharger leur voiture entre 16 h et 21 h. Mais beaucoup de gens n’ont pas un accès illimité aux chargeurs à leur travail ou à leur domicile.

• Construire des installations solaires et éoliennes à un rythme sans précédent : Le passage à toutes les énergies renouvelables nécessite au moins 6 gigawatts de nouvelles ressources par an au cours des 25 prochaines années, un rythme qui n’a jamais été atteint auparavant.

• Développer une nouvelle industrie géante : les responsables de l’État prédisent que les parcs éoliens offshore fourniront suffisamment de prisonniers de guerrepour environ 1,5 million de foyers d’ici 2030 et 25 millions de foyers d’ici 2045. Mais aucun projet de ce type n’est encore en cours. Leur planification, l’obtention d’une série de permis et la construction pourraient prendre au moins sept à huit ans.

• Construire 15 fois plus de chargeurs publics: Environ 1,2 million de chargeurs seront nécessaires pour les 8 millions de voitures électriques attendues en Californie d’ici 2030. Actuellement, environ 80 000 chargeurs publics fonctionnent dans tout l’État, et environ 17 000 autres sont en route, selon les données de l’État.

• Étendre la technologie du véhicule au réseau: Les responsables de l’État espèrent que les voitures électriques renverront de l’énergie au réseau lorsque l’électricité est en forte demande, mais la technologie est nouvelle et n’a pas été testée dans les voitures électriques.

• Augmenter la production d’électricité jusqu’à 42% en 2035 et, selon un scénario récent, jusqu’à 85% en 2045, selon les estimations de la California Energy Commission. La capacité de production – le maximum qui doit être installé pour répondre à la demande tout au long d’une année donnée – devrait tripler d’ici 2045.

Recharge de jour comme de nuit

Le changement climatique a déjà mis à rude épreuve le réseau énergétique californien, en particulier pendant les chauds mois d’été, lorsque les résidents allument les climatiseurs en fin d’après-midi et en début de soirée.

Fournir de l’électricité pendant les chaudes soirées d’été – lorsque les gens en consomment le plus – sera un défi, a déclaré Gee de la California Energy Commission.

« C’est ce qui nous préoccupe particulièrement », a-t-il déclaré. « Nous avons assez d’électricité pour soutenir la consommation la grande majorité du temps. C’est quand nous avons ces heures de pointe pendant ces mois difficiles. »

L’électricité totale consommée par les Californiens devrait augmenter de 96% entre 2020 et 2045, tandis que la demande nette pendant les heures de pointe devrait augmenter de 60%, selon un étudier commandé par San Diego Gas & Electric.

Southern California Edison craint que si les conducteurs rechargent pendant les après-midi de fin d’été, les véhicules électriques pourraient mettre le réseau à rude épreuve, a déclaré Brian Stonerock, directeur de la planification commerciale et de la technologie du service public. Edison aire de services Comprend le désert, où les clients dépendent de la climatisation, et leurs heures de pointe sont lorsque l’énergie solaire est moins disponible au coucher du soleil.

Les préoccupations concernant le réseau « sont assez importantes pour nous », a-t-il déclaré. « Nous ne voulons pas que les gens soient confus ou perdent confiance dans le fait que le service public sera en mesure de répondre à leurs besoins. »

Mais pour de nombreux conducteurs, la recharge pendant la journée ou tard dans la nuit n’est pas un problème: la plupart des voitures électriques ont des chargeurs qui peuvent être automatiquement allumés après 21 heures. Mais pour certains conducteurs, en particulier ceux qui vivent dans des appartements ou des condominiums, la recharge pendant ces heures peut ne pas être une option.

En effet, contrairement au remplissage d’un réservoir d’essence, la recharge d’une voiture électrique prend beaucoup plus de temps. Les conducteurs peuvent ne pas avoir d’endroit fiable pour garer leur voiture pendant de longues périodes pendant la journée pendant qu’ils travaillent ou tard le soir quand ils sont à la maison. Pour encourager la recharge diurne, Victor a déclaré que l’État devait augmenter considérablement le nombre de chargeurs rapides et de stations de travail.

Les chargeurs rapides – comme les superchargeurs Tesla disponibles dans certains endroits publics – peuvent faire monter une batterie à 80% en 20 minutes à une heure. Mais la plupart des chargeurs sont beaucoup plus lents: un chargeur de niveau un, souvent fourni par les fabricants, pourrait prendre entre 40 à 50 heures pour charger complètement une batterie vide. Un chargeur de niveau deux amélioré peut prendre de quatre à 10 heures, selon le département américain des Transports.

« Une grande partie de l’augmentation de la demande proviendra de l’électrification des transports et cela dépendra vraiment du moment où les gens rechargent. C’est une question comportementale et technologique à laquelle nous ne connaissons vraiment pas les réponses », a déclaré Victor.

La California Public Utilities Commission en 2015 a ordonné aux services publics appartenant à des investisseurs de l’État – San Diego Gas & Electric, Southern California Edison et Pacific Gas & Electric – de transférer leurs clients résidentiels vers des plans tarifaires offrant des prix plus bas pendant les heures creuses.

Par exemple, en été, lorsque l’énergie est la plus chère, les clients de PG&E paient environ 55 cents par kilowattheure pendant les heures de pointe, soit plus du double des 24 cents pendant les heures creuses, selon le porte-parole de PG&E, Paul Doherty.

Ces tarifs en fonction de l’heure de consommation ont été une stratégie « très réussie », a déclaré Doherty. La plupart des clients de PG&E profitent de la baisse des prix : en moyenne, entre 60 % et 70 % des véhicules électriques dans la zone de service de PG&E sont rechargés en dehors des heures de pointe.

Mais tous les chefs d’État ne sont pas convaincus que les rabais seuls convaincront les propriétaires de voitures électriques de mettre fin à la recharge le soir.

« MovEn avançant vers l’avenir, il me semble que la stratégie met de plus en plus de stress et de responsabilité sur le client », a déclaré Vince Fong, membre de l’Assemblée et un républicain de Bakersfield, aux agences de l’État lors d’une audition législative conjointe en novembre. « Vous avez un réseau électrique qui s’appuie sur les clients pour en faire plus, au lieu de générer l’énergie dont nous avons besoin pour garder les lumières allumées. »

Pour les clients de PG & E, charger un véhicule électrique lorsque les tarifs sont les plus bas – entre minuit et 15 heures – équivaut à peu près à payer environ 2 $ pour un gallon d’essence, a déclaré Doherty. Mais comme les tarifs ne cessent d’augmenter, charger une voiture pourrait coûter plus cher que de remplir un réservoir d’essence.

« Le coût de l’électricité est si élevé qu’il représente une menace pour la Californie d’atteindre ses objectifs », a déclaré Mark Toney, directeur exécutif du groupe de défense Utility Reform Network.

Une ruée vers le remplacement des centrales au gaz naturel et nucléaires

La Californie perdra bientôt d’importantes sources d’électricité : la centrale nucléaire de Diablo Canyon et au moins quatre centrales côtières au gaz naturel. Ensemble, l’énergie nucléaire et le gaz naturel fournissent près de la moitié de l’électricité totale consommée en Californie.

Pour les remplacer, la Commission des services publics de l’État a ordonné aux services publics d’ici 2026 de se procurer 11,5 gigawatts de nouvelles ressources d’énergie renouvelable, soit assez pour alimenter 2,5 millions de foyers.

Un nouveau mandat de l’État exige que 60% de l’approvisionnement en électricité de la Californie provienne d’énergies renouvelables d’ici 2030, soit près du double de la quantité de 2022.

Et d’ici 2045, le solaire et l’éolien combinés doivent quadrupler, selon la California Energy Commission. Cela représente environ 69 gigawatts provenant de parcs solaires à grande échelle, contre 12,5 gigawatts, plus le triple de Solaire sur le toit et doubler la quantité d’énergie éolienne terrestre.

L’objectif de la Californie de construire au moins 6 gigawatts d’énergie solaire et éolienne et de stockage de batteries par an au cours des 25 prochaines années est décourageant, étant donné qu’au cours de la dernière décennie, elle n’a construit en moyenne que 1 gigawatt d’énergie solaire et 0,3 gigawatt d’énergie éolienne par an. Au cours des trois dernières années, le rythme s’est accéléré, avec plus de 4 gigawatts ajoutés chaque année, selon les données de l’État.

Les fermes solaires sont confrontées à de gros obstacles: matériaux insuffisants pour les batteries de stockage d’énergie et besoin de plus de lignes de transmission, en particulier dans la vallée centrale, un lieu privilégié pour l’énergie solaire, a déclaré Shannon Eddy, directrice exécutive de la Large-scale Solar Association.

Il y a aussi un certain recul « pas dans ma cour » dans le désert et dans d’autres communautés rurales. Le comté de San Bernardino a interdit les fermes solaires sur plus d’un million d’acres et deux projets ont été rejetés dans les comtés de Lake et de Humboldt.

Pour accélérer les projets d’énergie propre, le gouverneur Gavin Newsom et l’Assemblée législative ont promulgué une Nouvelle loi controversée permettant Les agences de l’État usurpent le contrôle des gouvernements locaux pour l’implantation de projets solaires, éoliens et de batteries de secours.

Alex Breckel du Clean Air Task Force, un groupe de défense de l’environnement, a déclaré que les objectifs de l’État en matière d’énergie propre étaient réalisables. Néanmoins, a-t-il dit, le déploiement de nouvelles lignes de production, de stockage d’énergie, de distribution et de transmission prendra beaucoup de temps.

L’État doit veiller à ce que la transition vers une électricité propre protège l’environnement, soit abordable et équitable, et évite les retards et les problèmes d’emplacement, a déclaré Breckel. C’est pourquoi la Californie a besoin d’un Plan de déploiement de l’énergie propre et de désigner un organisme chef de file plutôt que de s’appuyer sur des stratégies fragmentaires, a-t-il déclaré.

« L’État est-il sur la bonne voie pour atteindre ses objectifs en matière d’énergie propre ? À l’heure actuelle, personne ne peut vous donner une réponse définitive. Plus de transparence sur un plan qui va d’ici à là chaque année où nous pouvons suivre les progrès aidera vraiment à répondre à cette question », a déclaré Breckel.

Plusieurs législateurs disent que l’État n’agit pas assez vite.

Le député Phil Ting, un démocrate du comté de San Mateo, a fustigé les agences de l’État lors de l’audience de novembre, affirmant qu’elles n’avaient aucun moyen clair d’accélérer les nouveaux projets d’énergie propre.

« Ce que vous me dites, c’est » Nous y travaillons, et nous n’avons aucune idée du moment où nous améliorerons le système « et il n’y a rien que vous me dites que nous pourrions faire en tant qu’État pour apporter des améliorations », a-t-il déclaré. « Votre réponse n’est absolument pas appropriée. … C’est très préoccupant.

Ting a exprimé sa frustration que les dirigeants de l’État « reculent » en prolongeant la durée de vie de Diablo Canyon jusqu’en 2030 et de certaines centrales à combustibles fossiles. Craignant des baisses de tension d’urgence comme celles qui ont frappé l’État en 2020, Newsom et l’Assemblée législative l’été dernier autorisé certaines usines de gaz naturel que wAvant supposé Mettez-vous hors ligne cette année pour conserver en activité au-delà de 2023, et peut-être beaucoup plus longtemps.

Luz Rivas, membre de l’Assemblée et démocrate de la vallée de San Fernando, a déclaré que les communautés à faible revenu proches des centrales à gaz continueraient de souffrir le plus si l’État maintenait prolonger la date de leur retraite;.

« Nous ne pouvons pas oublier les coûts que les communautés à faible revenu comme la mienne en supporteront », a déclaré Rivas. Elle a déclaré que « de nombreuses communautés défavorisées à travers l’État subissent le poids des impacts » de la pollution par les combustibles fossiles et la chaleur extrême du changement climatique.

Siva Gunda, membre de la California Energy Commission, a reconnu que l’État « doit faire mieux pour s’assurer que nous sommes sur la bonne voie pour retirer la production de combustibles fossiles et ne pas accabler les communautés ».

Gunda a déclaré que la commission aurait un rapport pour les législateurs plus tard cette année. « Vous avez tout à fait raison de dire que nous avons besoin d’une stratégie à long terme pour nous assurer que nous pouvons traverser les pics avec des ressources propres », a-t-il déclaré aux législateurs.

Des espoirs articulés vers les parcs éoliens

La Californie parie sur des parcs éoliens géants dans l’océan pour renforcer le réseau et atteindre ses objectifs en matière d’énergie renouvelable.

Les objectifs ambitieux de l’État en matière d’éolien offshore s’appuient sur l’engagement du président Joe Biden à se déployer en 2021 30 gigawatts d’éolien offshore à l’échelle nationale d’ici 2030. Newsom espère ajouter entre 2 et 5 gigawatts d’énergie éolienne offshore au large des côtes californiennes d’ici 2030. En fin de compte, l’État vise à produire au moins 25 gigawatts d’énergie éolienne offshore d’ici 2045 — l’engagement le plus audacieux qu’un État ait pris. Cela pourrait fournir de l’électricité à 25 millions de foyers.

Le 6 décembre dernier a été un jour historique : le Première vente aux enchères des baux éoliens dans les eaux au large de la Californie ont été détenus, avec 43 entreprises louant 583 milles carrés en Cinq domaines au large de Morro Bay et du comté de Humboldt. Ces eaux océaniques profondes ont le potentiel de produire plus de 4,5 gigawatts, assez pour alimenter environ 1,5 million de foyers.

Cela semble prometteur, mais l’État fonde ses espoirs sur un secteur émergent qui n’existe pas encore en Californie – et de vastes obstacles réglementaires et technologiques nous attendent.

La Californie aura besoin de ports agrandis, et les promoteurs doivent d’abord soumettre des plans détaillés sur le coût et l’ampleur d’un projet avant de faire face à des examens environnementaux approfondis.

Adam Stern, directeur exécutif du groupe industriel Offshore Wind California et ancien directeur exécutif de l’organisation environnementale à but non lucratif Acterra de Palo Alto, a déclaré que le processus de planification et de réglementation pourrait prendre à lui seul cinq à six ans. L’installation des turbines massives – avec des pales plus grandes qu’un terrain de football – et la construction de lignes de transmission et d’une usine de production à terre prendraient encore deux à trois ans, a déclaré Stern.

« C’est un énorme défi », a déclaré Stern. « Cela nécessitera beaucoup de coordination, beaucoup d’investissements et beaucoup de collaboration entre différents types de parties prenantes, l’industrie gouvernementale, les organisations non gouvernementales et les syndicats. »

Les éoliennes offshore actuelles au large de la côte Est sont fixées au fond de l’océan dans des eaux peu profondes. Mais les turbines californiennes seraient les premières du pays à flotter sur des plates-formes ancrées par des câbles dans des eaux atteignant environ un demi-mille de profondeur.

Cette nouvelle technologie ne sera pas bon marché. Le Coût de production de l’énergie en moyenne environ 84 $ par mégawattheure, plus que la plupart des autres sources d’énergie, selon le département américain de l’Énergie.

Pourtant, le potentiel de l’éolien offshore est énorme. L’énergie éolienne a tendance à être plus forte dans l’océan que sur terre, ce qui la rend précieuse pendant les périodes où les énergies renouvelables comme l’éolien traditionnel et le solaire ne peuvent pas produire suffisamment d’énergie. Les vents au large de la côte sont également les plus forts en fin d’après-midi et en soirée, ce qui correspond exactement au moment – en particulier en été – où la demande d’électricité augmente.

Les parcs éoliens offshore « offrent la promesse de beaucoup d’énergie propre au moment de la journée et de la saison, lorsque nous en avons le plus besoin », a déclaré Stern. « Même si cela va être difficile, j’ai beaucoup d’optimisme que nous pouvons y arriver. »

Un million de chargeurs et une technologie vehicle-to-grid

À mesure que les voitures électriques augmenteront, la demande de chargeurs publics augmentera également. La Californie a environ 838 000 voitures électriques et hybrides rechargeables. D’ici 2030, environ 1,2 million de chargeurs seront nécessaires pour 8 millions de véhicules, selon un rapport de l’État. Actuellement, seulement sur 80 000 chargeurs publics ont été installés dans tout l’État, avec 17 000 autres en cours de réalisation, selon les données de l’État. L’objectif est de 250 000 d’ici 2025.

Surtout Les entreprises privées sont responsables de leur installation, bien que l’État accorde une aide. Un chargeur standard de niveau 2 pourrait coûter entre 7 000 $ et 11 000 $, tandis que la charge rapide directe coûte environ 100 000 $ à 120 000 $ chacune, selon la California Energy Commission.

La Californie déploie de nouveaux chargeurs avec des fonds provenant d’un 8,9 milliards de dollars Investissement dans les incitatifs pour les véhicules électriques dans le budget de cette année. Ces dollars sont utilisés pour 170 000 nouveaux chargeurs.

En outre, la Californie a également reçu 384 millions de dollars en financement fédéral l’année dernière pour l’aider à construire un réseau de recharge de 6 600 milles à l’échelle de l’État et à déployer 1,2 million de chargeurs d’ici 2030, selon la California Energy Commission.

« Tous les grands constructeurs automobiles du monde fabriquent maintenant des véhicules électriques et nous devons permettre de recharger partout dans l’État pour tout le monde », a déclaré David Hochschild, président de la California Energy Commission.

Assurer la stabilité du réseau nécessite également un investissement énorme dans le stockage de l’énergie, ce qui peut aider à fournir de l’énergie pendant les périodes de pointe de la demande. Une méthode est appelée Intégration du véhicule au réseau, où l’énergie peut être réabsorbée par le réseau lorsque le véhicule est stationné.

Jusqu’à présent, les seuls projets qui existent en Californie concernent les bus. San Diego Gas & Electric et une société de batteries ont déployé un Un projet unique en son genre avec des bus qui ont une capacité de batterie cinq fois plus que celle d’une voiture électrique.

La technologie en est encore à ses débuts, n’a pas été testée avec d’autres véhicules électriques et on ne sait pas quand elle sera prête.

Rajit Gadh, directeur du Smart Grid Energy Research Center de l’UCLA, a déclaré que des défis existaient.

Certains propriétaires de voitures peuvent ne pas vouloir utiliser la technologie parce qu’ils craignent que cela puisse affecter la durée de vie de la batterie de leur voiture. Bien que les études n’aient pas rapporté de dommages à la batterie, convaincre les consommateurs pourrait être un processus lent et difficile, a-t-il déclaré. Les services publics devront les influencer avec des tarifs moins chers et d’autres incitations pour que cela fonctionne.

Comme pour de nombreux problèmes liés à l’énergie et aux véhicules électriques, « c’est une question de temps, d’éducation, de sensibilisation et d’incitations », a déclaré Gadh.