Soutenance mémoire
Perte de puits de carbone par unité de production électrique
PRÉAMBULE
Depuis les années 70, la Société d’État Hydro-Québec (H-Q) étudie les réseaux hydrographiques du Nord du Québec afin d’alimenter son service de distribution d’électricité en Amérique du Nord (Figure 1). Le réseau hydrographique présente encore plusieurs sites favorables à la production électrique (SDBJ, 1987). Au fil des années et après plusieurs séries d’études, H-Q a cherché à comprendre et à quantifier les impacts de ses centrales électriques sur l’environnement et les communautés. Les grands barrages québécois ont toujours suscité beaucoup d’intérêt de la part des groupes environnementaux (par exemple le projet Grande-Baleine à la fin des années 80), car ils créent un changement d’affectation des terres en inondant de grandes surfaces de territoire qui pourraient être utilisées à d’autres fins (exploitation forestière, tourisme, trappe, etc.). Un des ouvrages les plus récents d’Hydro-Québec est la centrale hydroélectrique Eastmain1 où plusieurs équipes de recherche (McGill, UQAM, Environnement illimité inc. et Hydro-Québec) ont participé à la caractérisation des émissions de gaz à effet de serre du milieu physique naturel entourant le réservoir et, aussi, celles provenant du réservoir. Le territoire, la construction et l’exploitation de cette centrale sont bien documentés et ce jeu de données représente une excellente occasion d’évaluer l’empreinte carbonique de cette centrale (Teodoru et al., 2012). Ce document présente la partie perte de puits de carbone de l’empreinte carbonique de la centrale hydroélectrique Eastmain-1 réalisé par le CIRAIG et la Chaire de recherche et d’intervention en éco-conseil du l’UQAC.
Contexte de l’étude
La Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (CCNUCC) définit ceux-ci comme : « des changements qui sont attribués directement ou indirectement à une activité humaine et qui altèrent la composition de l’atmosphère mondiale venant ainsi s’ajouter à la variabilité naturelle du climat observée au cours de périodes comparables » (Nations unies, 1992). Depuis 1750, les activités humaines ont fait augmenter les concentrations atmosphériques de CO2, de méthane (CH4) et d’oxyde nitreux (N2O) (Solomon et al, 2007). La principale cause de l’augmentation de ces gaz à effet de serre est l’utilisation de combustibles fossiles suivie par les changements d’affectation des terres (Solomon et al, 2007) Le Groupe Intergouvernemental d’Experts sur l’Évolution du Climat (GIEC) a clairement établi que les émissions anthropiques survenues depuis le début de l’industrialisation, et en particulier dans les 30 dernières années, jouent un rôle important dans les changements observés dans les écosystèmes. Le réchauffement climatique est sans équivoque et, déjà à l’échelle du globe, il y a une hausse observée des températures moyennes de l’atmosphère et des océans, une fonte massive de la neige et de la glace et une élévation du niveau moyen de la mer (Solomon et al, 2007). Le protocole de Kyoto reconnait le rôle du secteur des changements d’affectation des terres, de l’utilisation des terres et de la foresterie comme étant contributeur aux sources et aux puits de GES (Kurz et Apps., 2006). En particulier, le protocole de Kyoto, via l’article 3.4, spécifie que les pays signataire devront, pour quantifier les GES associés aux changements d’affectation des terres, identifier, suivre et quantifier les aires affectées par le boisement, la deforestation et la reforestation depuis 1990. Il est à noter que les émissions de CO2 pour le secteur forestier planétaire ont augmenté, au total, de trois gigatonnes entre 1990 et 2010 (Global Carbon Projet, 2010), mais que celui-ci est, en moyenne, un puits de 1,1± 0,8 gigatonne par année (Pan et al., 2011). En 2002, Hydro-Québec a réalisé une étude, faite à partir de données secondaires, qui visait à comparer l’empreinte carbonique des centrales hydroélectriques avec réservoir à celle d’autres types de centrale (Gagnon, 2003). Ils en sont venus à la conclusion que ce type de centrale, en zone boréale et pour les besoins énergétiques de base et de pointe, est beaucoup plus avantageux en termes de bilan GES que les autres types de centrales. Les estimations obtenues montrent que l’hydroélectricité avec réservoir émet environ 33 g éq. CO2 par kWh, sur une période de 100 ans, en comptabilisant les émissions encourues pour la construction de la centrale et les émissions brutes1 . Toutefois, les émissions provenant du changement d’affectation des terres occasionnées par l’ennoiement du territoire n’ont pas été comptabilisées tel que recommandé par l’article 3.4 du protocole de Kyoto. Afin de faire une évaluation plus complète des émissions de GES associés à l’implantation et au fonctionnement d’une centrale hydroélectrique avec réservoir, ces émissions devraient être comptabilisées, tel que préconisé par Teodoru et al, (2012).
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Table des matières
Remerciements
Abstract
Résumé
Préambule
1 Introduction
1.1 Contexte de l’étude
2 Matériel et méthode
2.1 Localisation géographique et description du territoire
2.2 Inventaire forestier …
2.3 Simulation initiale dans MBC-SCF
2.4 Analyses de sensibilité
2.4.1 Variation des tables de rendement +20 % – 20 %
2.4.2 Variation du cycle de feux
2.4.3 Variation dans la régénération des peuplements
2.5 Calculs
2.5.1 Convertir les quantités de carbone en quantité d’équivalent C2
2.5.2 Calculer la perte de puits de carbone par unité électrique
3 Résultats
3.1 Simulation du cycle de feu
3.2 Évolution des stocks de carbone
3.3 Tests de sensibilité
3.3.1 Variation des tables de rendement
3.3.2 Variation des cycles de feu
3.3.3 Variation des règles de régénération
3.4 Puits de carbone par unité électrique
4 Discussion
4.1 Stocks de carbone à l’année 0
4.2 Les flux de carbone
4.3 Tests de sensibilité
4.4 Inventaire et tables de production
4.5 Perte de puits de carbone par unité de production électrique
5 Conclusion
6 Références
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