Urgence énergétique aux Etats Unis // Energy emergency in the United States

Avec la sécheresse qui sévit depuis des mois aux Etats Unis, les cours d’eau et les réserves sont au plus bas, ce qui pose des problèmes en agriculture et menace l’approvisionnement en électricité des zones habitées. Certaines régions doivent s’attendre à des coupures de courant.

C’est pourquoi le président américain Joe Biden a déclaré l’urgence énergétique dans le pays le 6 juin 2022 en raison des menaces qui pèsent sur « la disponibilité d’une production d’électricité suffisante pour répondre aux besoins de la population ». L’urgence énergétique restera en vigueur pendant au moins 24 mois.
Voici un extrait de la déclaration de M. Biden :

« De nombreux facteurs menacent la capacité des États-Unis à fournir une production d’électricité suffisante pour répondre à la demande de la population. Ces facteurs comprennent les perturbations causées au marché de l’énergie par l’invasion de l’Ukraine par la Russie et les phénomènes météorologiques extrêmes exacerbés par le changement climatique. Par exemple, dans certaines parties du pays, les conditions de sécheresse couplées aux vagues de chaleur provoquent à la fois des pénuries d’approvisionnement en électricité et une demande record d’électricité. En conséquence, la Federal Energy Regulatory Commission et la North American Electric Reliability Corporation ont toutes deux mis en garde contre les problèmes de distribution d’électricité à court terme. Afin d’assurer l’adéquation des ressources électriques, les services publics et les opérateurs de réseau doivent s’engager à construire dès maintenant de nouvelles capacités de production afin de répondre aux besoins de la population.
L’énergie solaire est l’une des sources de production d’électricité qui se développe le plus vite aux États-Unis. Les services publics et les opérateurs de réseau s’appuient de plus en plus sur de nouvelles installations solaires pour maintenir une bonne distribution d’électricité. Les nouveaux champs photovoltaïques devraient représenter plus de la moitié de la capacité du secteur électrique en 2022 et 2023.
Actuellement, la pénurie de composants compromet les nouvelles installations solaires prévues, ce qui menace à son tour la production d’électricité pour répondre à la demande de la population.
L’électricité produite par l’énergie solaire est essentielle pour réduire la combustion de combustibles fossiles qui entraîne le changement climatique. Le ministère de la Défense a reconnu que le changement climatique était une menace pour notre sécurité nationale.
Ces dernières années, la grande majorité des modules solaires installés aux États-Unis ont été importés. Ceux en provenance d’Asie du Sud-Est représentaient environ les trois quarts des importations en 2020.
Récemment, les États-Unis n’ont pas été en mesure d’importer des modules solaires en quantité suffisante pour assurer les ajouts de capacité solaire nécessaires pour atteindre nos objectifs en matière de climat et d’énergie propre, pour assurer l’adéquation des ressources du réseau électrique, et pour aider à lutter contre la hausse des prix de l’énergie. Cette pénurie aiguë de modules solaires et de composants a brusquement mis en péril les ajouts de capacité solaire à court terme. Ces nouvelles installations pourraient aider à assurer la suffisance de la production d’électricité et répondre à la demande de la population. Environ la moitié du déploiement de modules solaires prévu aux Etats Unis au cours de l’année prochaine est actuellement menacé en raison d’un approvisionnement insuffisant. Dans tout le pays, des projets solaires sont reportés ou annulés.
Le gouvernement fédéral travaille avec le secteur privé pour promouvoir la fabrication solaire nationale, y compris notre capacité à fabriquer des modules et d’autres éléments de la chaîne solaire, mais le renforcement de cette capacité prendra du temps. En attendant, une action immédiate est nécessaire pour s’assurer que les États-Unis auront accès à un approvisionnement suffisant de modules solaires pour répondre à nos besoins de production d’électricité.

Source : Declaration of Emergency and Authorization for Temporary Extensions of Time and Duty-Free Importation of Solar Cells and Modules from Southeast Asia – The White House – June 6th, 2022.

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With the severe drought that has been affecting parts of the U.S. for several months, rivers ans water reserves are at their lwest, which causes problems in the electricity supply. Powercuts are likely in several regions of the country.

U.S. President Joe Biden declared a national energy emergency on June 6th, 2022, due to the threats to the availability of sufficient electricity generation to meet expected customer demand. It will stay in effect for at least 24 months.

Here is an excertpt of Mr. Biden’s declaration :

“Multiple factors are threatening the ability of the United States to provide sufficient electricity generation to serve expected customer demand. These factors include disruptions to energy markets caused by Russia’s invasion of Ukraine and extreme weather events exacerbated by climate change. For example, in parts of the country, drought conditions coupled with heatwaves are simultaneously causing projected electricity supply shortfalls and record electricity demand. As a result, the Federal Energy Regulatory Commission and the North American Electric Reliability Corporation have both warned of near-term electricity reliability concerns in their recent summer reliability assessments. In order to ensure electric resource adequacy, utilities and grid operators must engage in advance planning to build new capacity now to serve expected customer demand.

Solar energy is among the fastest growing sources of new electric generation in the United States. Utilities and grid operators are increasingly relying on new solar installations to ensure that there are sufficient resources on the grid to maintain reliable service. Additions of solar capacity and batteries were expected to account for over half of new electric sector capacity in 2022 and 2023.

The unavailability of solar cells and modules jeopardizes those planned additions, which in turn threatens the availability of sufficient electricity generation capacity to serve expected customer demand.

Electricity produced through solar energy is also critical to reducing our dependence on electricity produced by the burning of fossil fuels, which drives climate change. The Department of Defense has recognized climate change as a threat to our national security.

In recent years, the vast majority of solar modules installed in the United States were imported, with those from Southeast Asia making up approximately three-quarters of imported modules in 2020.

Recently, however, the United States has been unable to import solar modules in sufficient quantities to ensure solar capacity additions necessary to achieve our climate and clean energy goals, ensure electricity grid resource adequacy, and help combat rising energy prices. This acute shortage of solar modules and module components has abruptly put at risk near-term solar capacity additions that could otherwise have the potential to help ensure the sufficiency of electricity generation to meet customer demand. Roughly half of the domestic deployment of solar modules that had been anticipated over the next year is currently in jeopardy as a result of insufficient supply. Across the country, solar projects are being postponed or canceled.

The Federal Government is working with the private sector to promote the expansion of domestic solar manufacturing capacity, including our capacity to manufacture modules and other inputs in the solar supply chain, but building that capacity will take time. Immediate action is needed to ensure in the interim that the United States has access to a sufficient supply of solar modules to assist in meeting our electricity generation needs. »

Source : Declaration of Emergency and Authorization for Temporary Extensions of Time and Duty-Free Importation of Solar Cells and Modules from Southeast Asia – The White House – June 6th, 2022.

Beaucoup de réserves d’eau sont quasiment à sec dans l’Ouest des Etats Unis et la pénurie de composants photovoltaïques n’arrange rien (Photos: C. Grandpey)

Vague de chaleur et de sécheresse en Alaska // Hot and dry days in Alaska

Comme je l’ai déjà écrit, tout l’Arctique souffre du réchauffement climatique. Le sud-est de l’Alaska en particulier traverse une période chaude et sèche. À partir du 17 mars 2019, une ou plusieurs localités de la région ont connu des températures record pendant 16 jours consécutifs. Au total, 26 sites du sud-est de l’Alaska ont connu des niveaux de température record en mars.
Parallèlement à la chaleur, de nombreuses régions du sud-est connaissent une sécheresse qui n’en finit pas. Juneau a connu le 19 mars le plus sec de son histoire, après plus d’une année de faibles précipitations. À l’aéroport international de la ville, qui reçoit habituellement une trentaine de centimètres de neige en mars, seule une mince couche a recouvert le sol pendant le mois cette année. Sur l’ensemble de l’hiver,  il est tombé environ 1,30 mètre de neige à l’aéroport, contre 2,16 mètres habituellement.

Une des conséquences les plus évidentes du manque de pluie est le risque d’incendie. Les personnes qui font brûler des détritus doivent s’assurer d’avoir un tuyau d’arrosage ou une pelle à proximité en cas de problème. Elles doivent également ne pas faire un feu de plus de 3 mètres de diamètre et veiller à ne pas faire de feu en période de vent fort.
En ce qui concerne les semaines à venir, avril est historiquement le mois le plus sec à Juneau. En avril, les précipitations sont en moyenne de 7,35 centimètres dans la capitale. Le mois a commencé par une bonne nouvelles Le distributeur d’électricité Alaska Electric Light and Power vient d’annoncer que, après des mois de déconnexion de certains de ses clients en raison du faible niveau d’eau dans les barrages, il est de nouveau possible de les reconnecter. Les niveaux d’eau sont revenus à la normale, en partie grâce à la fonte de la neige. Cependant, on ne sait pas si les niveaux d’eau resteront élevés cet été ou s’il ne s’agit que d’une hausse temporaire due à la fonte de la neige.
Source: Juneau Empire.

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As I put it before, the whole Arctic is suffering from global warming. Southeast Alaska in particular is going through a hot period. Starting March 17th, 2019, one or more locations in the region have seen record high temperatures for 16 days in a row. All told, there were 26 sites in Southeast Alaska that experienced record highs in March.

Along with the heat, many areas in Southeast are experiencing an extended drought. Juneau experienced its 19th driest March on record, following up on more than a year of low precipitation. At the Juneau International Airport which usually sees about 30 centimetres of snow in March, only a thin layer fell during the month this year. For the winter season, 130 centimetres of snow have fallen at the airport. It is almost certain that the snow season will finish well short of its usual average of 216 centimetres.

One of the most obvious consequences of lower precipitation is the higher risk of fire.  People who are going to burn their trash should make sure thry have an extinguishing method such as a garden hose or a shovel. They should also keep the fire under 3 metres in diameter and make sure not to have a fire when the wind strong.

As far as the coming weeks are concerned, April is historically Juneau’s driest month. The capital city gets an average of 7.35 centimetres of precipitation in April per year. The month began with a bit of good news. Alaska Electric Light and Power has just announced that after months of disconnecting some of its customers due to low water levels, there is enough hydropower to reconnect them. Water levels have returned to normal, in part because of melting snow. However, it is not clear whether water levels will remain high for the summer or if this is just a temporary rise due to melting snow.

Source : Juneau Empire.

Vues de Juneau et du Mendenhall Glacier à proximité de la capitale de l’Alaska (Photos: C. Grandpey)

 

Les voitures électriques sont-elles écologiques? (2) // Are electric cars environment-friendly? (2)

Dans ma note du 21 novembre, je mettais l’accent sur les problèmes environnementaux posés par l’extraction du lithium, l’un des composants essentiels des batteries de véhicules électriques.

Au vu des problèmes environnementaux qu’elle occasionne, on peut se demander si  la voiture électrique est réellement le moyen idéal de faire la transition vers un transport écologique. Est-elle toujours plus écologique qu’une voiture thermique essence ou diesel ?

On reproche souvent au diesel d’émettre des particules fines. Comme elle n’utilise pas d’énergie fossile, on pourrait penser que la voiture électrique n’en produit pas. Ce type de raisonnement est en partie erroné. En effet, une bonne partie des particules fines émises par les voitures ne l’est pas par le moteur, mais par l’abrasion des pneus, de la route et des plaquettes de frein. Donc, même avec un véhicule électrique, il y aura toujours la présence de particules fines à cause du roulage, des frottements sur la route et du freinage.

Une autre idée fausse concerne l’électricité utilisée pour faire fonctionner ces voitures. En effet, pour produire de l’électricité on utilise différentes sources d’énergie qui diffèrent d’un pays à l’autre. Par exemple, en France, l’énergie nucléaire est majoritaire. 69% de l’électricité est produite par les centrales, mais elle est également générée par le gaz (8%), le charbon (2%) et le fioul (1%). La France importe aussi une partie de son électricité de pays voisins comme l’Allemagne, la Suisse et l’Italie, et une partie de cette électricité importée est produite à partir d’énergies fossiles. Par exemple, l’électricité achetée en Allemagne est largement produite à partir du charbon. On consomme donc de l’électricité provenant indirectement des énergies fossiles. Aux Etats-Unis, où 40% de l’électricité est produite à partir du charbon, l’utilisation des voitures électriques reste donc polluante. En résumé, dans tous les pays qui n’ont pas mis en place une vraie transition énergétique vers des énergies non-fossiles, rouler en voiture électrique revient à rouler au charbon au lieu de rouler au pétrole. En France, rouler avec un véhicule électrique permet de réduire nos émissions de CO2. En revanche, comme notre électricité est produite à partir du nucléaire, nous produisons des déchets radioactifs.

L’autre gros problème des voitures électriques est qu’elles sont plus complexes à produire que les voitures à moteurs à combustion. Ainsi, lorsqu’une voiture électrique sort de l’usine, elle a beaucoup plus contribué à la pollution globale qu’une voiture conventionnelle. C’est notamment dû à la production de la batterie et au développement de composés électroniques complexes du moteur.

Je ne reviendrai pas sur les problèmes liés à l’extraction du lithium à laquelle il faudrait ajouter la question des réserves de lithium disponibles. Sommes-nous certains d’avoir suffisamment de lithium sur notre planète pour assurer la transition énergétique ? Le recyclage des batteries pose également problème car il est relativement coûteux en énergie et en termes d’impacts environnementaux.

Au final, on estime que la fabrication d’un véhicule électrique serait en moyenne 5 fois plus polluante que la fabrication d’un véhicule conventionnel. Il faut toutefois noter qu’en théorie cet écart se réduit au fur et à mesure que l’on utilise le véhicule. En effet, puisque l’utilisation d’un véhicule électrique est moins polluante, plus on l’utilise, plus on rentabilise la pollution initiale. Des chercheurs ont calculé qu’avec une utilisation longue, sur au moins 200 000 km, le véhicule électrique aura un impact 27 à 29% plus positif sur le réchauffement climatique par rapport aux véhicules essence. Si le véhicule est utilisé sur 100 000 km, cet impact tombera à 9 à 14%.  .

En résumé, la problématique de l’impact écologique des véhicules électriques est extrêmement complexe. Elle dépend des pays et de leur production énergétique, ainsi que de l’utilisation des véhicules. Elle dépend donc aussi des choix énergétiques et des évolutions technologiques qui auront lieu dans le futur. Ainsi, les technologies des batteries évoluent rapidement et leur production deviendra de plus en plus facile, ce qui pourrait améliorer l’impact des véhicules électriques dans le futur.

Source : Différents articles dans la presse nationale et internationale.

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In my note of November 21st, I shed light on the environmental issues raised by the extraction of lithium, one of the essential components in the batteries of  electric vehicles.
In view of the environmental problems it causes, one may wonder if the electric car is the ideal solution to make the transition to an ecological transport. Is it really more environmentally friendly than a petrol or diesel fuel car?
Diesel is often criticized for emitting fine particles. Since it does not use fossil energy, one might think that the electric car does not produce them. This type of reasoning is partly wrong. Indeed, a good part of the fine particles emitted by cars is not by the engine, but by the abrasion of the tires, the road and the brake pads. So, even with an electric vehicle, there will always be fine particles because of rolling, friction on the road and braking.
Another misconception concerns the electricity used to run these cars. Indeed, to produce electricity we use different energy sources that differ from one country to another. For example, in France, priority has been given to nuclear energy. 69% of our electricity is generated by nukes, but it is also generated by gas (8%), coal (2%) and fuel oil (1%). France also imports some of its electricity from neighbouring countries such as Germany, Switzerland and Italy, and some of this imported electricity is produced from fossil fuels. For example, electricity purchased in Germany is largely produced from coal. We therefore consume electricity indirectly from fossil fuels. In the United States, where 40% of electricity is produced from coal, the use of electric cars is polluting. To put it in a nutshell, in all countries that have not implemented a real energy transition to non-fossil energies, driving an electric car is like driving with coal instead of driving with oil. In France, driving with an electric vehicle reduces our CO2 emissions. On the other hand, since our electricity is produced from nuclear power, we have to deal with radioactive waste.
The other big problem with electric cars is that they are more complex to produce than conventional cars. Thus, when an electric car leaves the factory, it has contributed much more to global pollution than a conventional car. This is due in particular to the production of the battery and the development of complex electronic compounds in the engine.
I will not come back to the problems of lithium extraction, to which should be added the question of the availability of lithium reserves. Are we sure we will have enough lithium on our planet to make the energy transition? Battery recycling is also a problem because it is relatively expensive in terms of energy and environmental impacts.
In the end, it has been estimated that the manufacture of an electric vehicle would be on average 5 times more polluting than the manufacture of a conventional vehicle. It should be noted however that in theory this difference is reduced as and when the vehicle is used. Indeed, since the use of an electric vehicle is less polluting, the more we use it, the more we reduce the initial pollution. Researchers have calculated that with long-term use – at least 200,000 km – the electric vehicle will have a 27 to 29% more positive impact on global warming compared to petrol vehicles. If the vehicle is used on 100,000 km, this impact will fall to 9 to 14%. .
In summary, the problem of the environmental impact of electric vehicles is extremely complex. It depends on the countries and their energy production, as well as the use of the vehicles. It also depends on energy choices and technological developments that will take place in the future. Thus, battery technologies are evolving rapidly and their production will become easier and easier, which could improve the impact of electric vehicles in the future.
Source: Various articles in the national and international press.

Les bornes de recharge pour voitures électriques remplaceront-elles un jour les pompes à essence? (Crédit photo : Wikipedia)

L’éruption du Tambora est la véritable cause de la défaite de Napoléon à Waterloo // The Tambora eruption is the real cause of Napoleon’s defeat at Waterloo

En tant que Français, je me sens mieux aujourd’hui! Je viens d’apprendre que la défaite de Napoléon à Waterloo a été causée par l’éruption du volcan Tambora en Indonésie plutôt que par la qualité de l’armée anglaise. Cela doit être vrai car l’article a été écrit par un chercheur du très sérieux Imperial College of London. Je savais que les Anglais étaient fair-play quand ils gagnent – avec leur célèbre « Good game! » – mais je n’aurais jamais imaginé qu’ils pourraient attribuer leur victoire à Waterloo aux caprices de la Nature!
L’article explique que les cendres volcaniques chargées en électricité ont court-circuité l’atmosphère terrestre en 1815, provoquant un épisode de mauvais temps à l’échelle de la planète et, donc, la défaite de Napoléon. Les historiens avaient déjà affirmé que la pluie et la boue ont aidé l’armée alliée à vaincre Napoléon à la bataille de Waterloo, événement qui a changé le cours de l’histoire en Europe.
Deux mois avant la bataille de Waterloo, le Tambora est entré en éruption en Indonésie, tuant 100 000 personnes et plongeant la Terre dans une « année sans été » en 1816. Victor Hugo, dans le roman Les Misérables, a écrit à propos de la bataille de Waterloo qu’« un nuage traversant le ciel à contre sens de la saison a suffi pour l’écroulement d’un Monde. »
Un chercheur de l’Imperial College London a découvert que les cendres volcaniques chargées en électricité provenant des éruptions peuvent «court-circuiter» le courant électrique de l’ionosphère, le niveau supérieur de l’atmosphère responsable de la formation des nuages. Les résultats, publiés dans la revue Geology, pourraient confirmer le lien entre l’éruption et la défaite de Napoléon. Selon l’étude, l’éruption du Tambora a « court-circuité l’ionosphère », entraînant la formation de nuages qui ont déversé de fortes pluies en Europe et contribué à la défaite de Napoléon. L’article montre que les éruptions peuvent envoyer la cendre beaucoup haut qu’on ne le pensait, jusqu’à 100 kilomètres d’altitude.
Le scientifique anglais a créé un modèle pour calculer à quelle distance pouvait se maintenir la cendre volcanique chargée électriquement et il a découvert que des particules de moins de 0,2 millionième de mètre de diamètre pouvaient atteindre l’ionosphère lors de grandes éruptions. Il a expliqué que «les panaches volcaniques et les cendres peuvent avoir des charges électriques négatives et que le panache repousse les cendres, les propulsant haut dans l’atmosphère, de la même façon que deux aimants s’éloignent l’un de l’autre si leurs pôles correspondent. »
Les résultats des expériences confirment les archives historiques décrivant d’autres éruptions. Les relevés météorologiques étant rares pour 1815, le chercheur a examiné les données météorologiques à la suite de l’éruption du Krakatau (Indonésie) en 1883 afin de tester sa théorie. Les données à propos du Krakatau montrent des températures moyennes plus basses et des précipitations réduites presque immédiatement après le début de l’éruption ; les précipitations à l’échelle de la planète ont été plus faibles pendant l’éruption que pendant ou après l’événement. On a également signalé des perturbations ionosphériques après l’éruption du Pinatubo (Philippines) en 1991, qui ont pu être causées dans l’ionosphère par des cendres chargées électriquement en provenance du panache volcanique. De plus, un type de nuage particulier est apparu plus fréquemment que d’habitude après l’éruption du Krakatau : Les nuages noctulescents (aussi connus sous le nom de nuages polaires mésosphériques) sont rares et lumineux et se forment dans l’ionosphère. Ces nuages ​​sont peut-être la preuve de la lévitation électrostatique des cendres provenant de grandes éruptions volcaniques.

Les patriotes anglais diront que la météo à Waterloo était défavorable pour leurs troupes aussi. Allez savoir…
Source: Imperial College London.

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As a Frenchman, I’m feeling better today! I have just read that Napoleon’s defeat at Waterloo was caused by the eruption of Tambora Volcano in Indonesia rather than by the quality of the English army. It must be true because the article was written by a researcher of the very serious Imperial College of London. I knew the English were fair play when they won – with their famous “good game!” – but I had not imagined they could attribute their victory at Waterloo to natural factors!

The article explains that electrically charged volcanic ash short-circuited Earth’s atmosphere in 1815, causing global poor weather and Napoleon’s defeat. Historians have explained that rainy and muddy conditions helped the Allied army defeat the French Emperor Napoleon Bonaparte at the Battle of Waterloo, an event which changed the course of European history.

Two months prior to the battle at Waterloo, Mount Tambora erupted in Indonesia, killing 100,000 people and plunging the Earth into a ‘year without a summer’ in 1816. Victor Hugo in the novel Les Miserables wrote about the Battle of Waterloo: ‘an unseasonably clouded sky sufficed to bring about the collapse of a World.’

A researcher from Imperial College London has discovered that electrified volcanic ash from eruptions can ‘short-circuit’ the electrical current of the ionosphere, the upper level of the atmosphere that is responsible for cloud formation. The findings, published in the journal Geology, could confirm the suggested link between the eruption and Napoleon’s defeat. According to the study, the Tambora eruption short-circuited the ionosphere, ultimately leading to a pulse of cloud formation. This brought heavy rain across Europe that contributed to Napoleon Bonaparte’s defeat. The paper shows that eruptions can hurl ash much higher than previously thought into the atmosphere, up to 100 kilometres above ground.

The English scientist created a model to calculate how far charged volcanic ash could levitate, and found that particles smaller than 0.2 millionths of a metre in diameter could reach the ionosphere during large eruptions. He wrote that “volcanic plumes and ash both can have negative electrical charges and thus the plume repels the ash, propelling it high in the atmosphere. The effect works very much like the way two magnets are pushed away from each other if their poles match.”

The experimental results are consistent with historical records from other eruptions. Weather records are sparse for 1815, so to test his theory, the researcher examined weather records following the 1883 eruption of Krakatau Volcano. The data showed lower average temperatures and reduced rainfall almost immediately after the eruption began, and global rainfall was lower during the eruption than either period before or after. There are also reports of ionosphere disturbance after the 1991 eruption of Mount Pinatubo (Philippines) which could have been caused by charged ash in the ionosphere from the volcano plume. In addition, a special cloud type appeared more frequently than usual following the Krakatau eruption. Noctilucent clouds are rare and luminous, and form in the ionosphere. These clouds may provide evidence for the electrostatic levitation of ash from large volcanic eruptions.

English patriots will say that the weather was poor for the English too at Waterloo. Who knows?

Source : Imperial College London.

 Eclairs lors de l’éruption du Rinjani en 1994 (Crédit photo : Wikipedia)