Énergie et CO2 : les prévisions mondiales

lundi 28 novembre 2011 Écrit par  Yves Heuillard

raffinerie de pétrole en Californie

Dans le contexte du sommet sur le changement climatique de Durban (COP 17), voici les projections de consommation mondiale d'énergie et d'émissions de gaz à effet de serre en 2035 selon différents scénarios. Cet article se base sur les chiffres de l'Agence internationale de l'énergie.

Le rapport annuel sur l'énergie publié par l'Agence internationale de l'énergie (AIE) sous le titre de World Energy Outlook est une référence. Il est édité tous les ans et prévoit les augmentations des consommations par types d'énergies et les émissions de de CO2 au niveau mondial. 

Couvreture du rapport World Energy Outlook 2011Le rapport 2011 n'est pas optimiste, le contexte de crise financière semblant peu propice à la réalisation des objectifs climatiques convenus au niveau mondial. Il contredit l'idée que des progrès sensibles ont été réalisés pour réduire le risque de catastrophe planétaire.

Au contraire même. Le rebond notable, de 5 %, de la demande mondiale d’énergie primaire en 2010 a porté les émissions de CO2 à un nouveau pic. Les subventions qui encouragent la surconsommation de combustibles fossiles ont dépassé les 400 milliards de dollars (contre 22 pour les biocarburants et 44 pour les energies renouvelables). Le nombre de personnes n’ayant pas accès à l’électricité, 1,3 milliard, demeure intolérablement élevé et représente quelque 20 % de la population mondiale. Malgré la priorité donnée dans de nombreux pays à l’efficacité énergétique, l’intensité énergétique globale s’est détériorée pour la deuxième année consécutive.

Trois scénarios

L'analyse du World Energy Outlook s'appuie sur trois scénarios. Le premier étend jusqu'en 2035 les Politiques actuelles des états sur la base des engagements adoptés au milieu de l'année 2011. C'est le scénario de la continuité et du pire (on continue comme maintenant). Dans les rapports précédents celui de 2010 ce scénario était appelé "scénario de référence". 

Le deuxième scénario, nommé Nouvelles politiques, prend en compte les engagements pris par les états, notamment ceux pris à Copenhague en décembre 2009 et à  Cancun en 2010, ainsi que les programmes d'élimination successives des subventions aux combustibles fossiles. Ces engagements, généralement non-contraignants, peuvent être remis en cause par les changements politiques locaux ou les impératifs économiques des états, et les incertitudes demeurent quant aux modalités de leur exécution. Le scénario Nouvelles politiques se veut donc prudent. Les émissions de CO2 augmentent pour atteindre 35 gigatonnes en 2035 soit une hausse de 21% par rapport à 2008. Le CO2 augmente dans l'atmosphère avec une stabilisation de la concentration à 650 ppm. La température s'élève de 3,5°C.

Le troisième scénario appelé Scénario 450, est un scénario idéal (du moins selon l'Agence internationale de l'énergie). Il est cohérent avec l'objectif de non dépassement d'une augmentation de température de 2°C par une limitation du CO2 dans l'atmosphère à 450 ppm (parties par millions). Dans ce scénario les émissions de CO2 culminent à 32 Gt (gigatonnes) en 2020 et baissent à 22 Gt à l'horizon 2035 (voir graphique plus loin). Ce scénario avait été présenté en détail dans le rapport World Energy Outlook de 2008.

Les différences importantes entre les résultats de ces trois scénarios mettent en relief le rôle décisif des gouvernements et leurs responsabilités.

La part du fossile reste prédominante

Malgré les incertitudes à court terme, le scénario Politiques actuelles prévoit que la demande d’énergie s’accroît vigoureusement d’un tiers entre 2010 et 2035 (+1,7 milliard d'habitants et croissance moyenne du PIB de 3,5% par an). Dans tous les scénarios, les carburants fossiles restent dominants. Dans le scénario Nouvelles politiques, la part du fossile passe de 81% en 2008 à 75 % en 2035 (4% de plus que la prévision 2010 !). Attention le graphique ci-dessous ne représente que les parts de chacune des énergies dans la consommation, mais le niveau de consommation n'est bien évidemment pas le même selon les scénarios.

Le scénario 450 de l'Agence Internationale de l'énergie repose sur l'efficacité énergétique et le développement des biocarburants et du nucléaire, deux solutions très critiquées par les verts et les associations de défense de l'environnement, dont Greenpeace. Dans le scénario Nouvelles politiques les renouvelables, biomasse comprise, représenteront à l'horizon 2035, 23% de la production d'énergie primaire en Europe, 20% en Inde, 16% aux Etats Unis et 13 % en Chine.

énergies mix monde en 2035
Parts des différentes énergies en 2035 selon les scénarios (source IEA) 

La croissance vient des pays émergents

En matière de croissance de la demande il faut attendre 2020 pour que l'influence des décisions prises aujourd'hui commencent à se faire sentir. La courbe de la demande ne s'inflèchit que dans le Scenario 450. Dans le scénario Nouvelles politiques la croissance de la demande énergétique croît de 36% entre 2008 et 2035.

évolution de la demande en énergie mondiale
Croissance de la consommation selon les scénarios (source IEA) 

Toujours dans le scénario Nouvelles politiques la demande énergétique s'accroît de 40% d'ici à 2035 pour atteindre 16 950 Mtep (mégatonnes équivalent pétrole). La croissance de consommation passe de 1,8% par an en moyenne jusqu'en 2020 à 0,9% par an après 2020. Ceci sous l'effet de l'amélioration de l'efficacité énergétique et d'un ralentissement de la croissance de la population. Les pays hors OCDE contribuent à hauteur de 90% à l'augmentation de la demande, pour 84% de la population mondiale en 2035.

La Chine qui consommait un peu plus de la moitié de l'énergie consommée par les Etats Unis en 2000, consomme aujourd'hui un peu plus que les Etats Unis et consommera 70% de plus que les Etats Unis en 2035 (toujours dans le scénario Nouvelles politiques). Mais sa consommation d'énergie par habitant reste de moitié inférieure à celle des Etats Unis en 2035.  à elle seule elle représente 30% de la croissance mondiale d'ici 2035 et à cette date elle consommera 23% de l'énergie mondiale. 

D'après le rapport de l'AIE, le scénario Nouvelles politiques aurait pour conséquences une élévation de température de 3,5 °C, une élévation du niveau de la mer de 2 mètres provoquant des mouvements de populations gigantesques, des sécheresses et des inondations catastrophiques, et des vagues de chaleur qui affecteraient gravement la production alimentaire, la santé publique, et la mortalité.

D'où viendront les réduction de CO2  ?

2010 n'a pas été un bon cru en matière de réduction des émissions : + 5,3 %. La Chine qui était au niveau des Etats Unis en 2006, émet désormais 40% de plus de gaz à effet de serre que les Etats Unis (7,5 Gtonnes en 2010), mais ses émissions par habitant sont trois fois moindres que celles des Etats Unis. Les émissions de l'Union Européenne, sont un peu inférieures à la moitié de celle de la Chine. L'inde est le quatrième émetteur de la planète (1,6 Gt en 2010) mais ses émissions par habitant restent très faibles, de l'ordre de 14% de la moyenne des pays de l'OCDE.

Le charbon est la principale source de la croissance des émissions en 2010, principalement du fait de la Chine et de l'Inde,

Le scénario 450 de l'AIE, contrairement aux autres scénarios, est élaboré en fonction d'un objectif quantitatif bien précis : limiter l'élévation de température à 2°C avec une probabilité de 50% de chance ; ce qui a été traduit par les scientifiques par une limitation de la concentration de CO2 à 450 ppm (parties par million). Les recherches récentes montrent malgré tout qu'une élévation de 2°C aura des impacts très négatifs (montée des eaux, augmentation du nombres de phénomènes météorologiques exceptionnels).

Réduction des émissions de gaz à effet de serre
Source IEA

L'Agence internationale de l'énergie compte beaucoup sur l'amélioration de l'efficacité énergétique, en phase avec toutes les analyses, et en second lieu sur les énergies renouvelables. L'efficacité énergétique est responable de 44 % de la diminution nécessaire des émissions (par rapport au scénario Nouvelles politiques). Viennent ensuite les énergies renouvelables qui produisent  21% des baisses d'émissions nécessaires sur la période. Le scénario compte sur une baisse de 9% des émissions par l'usage accru du nucléaire et 22% grâce à la capture et au stockage du carbone. Cette denière technologie est critiquée par les défenseurs de l'environnement et sa date de viabilité commerciale est incertaine (voir notre article complet sur la capture et le stockage du carbone).

Par rapport au scénario Nouvelles politiques le surinvestissement nécessaire est de l'ordre de 18 000 milliards de dollars et l'économie de combustibles fossiles est de l'ordre de 4 500 milliards de dollars.

Plus précisément, le surinvestissement du Scénario 450 par rapport au scénario Nouvelles Politiques serait de 160 milliards de dollars par an jusqu'en 2020 puis de 1 100 milliards de dollars par an de 2021 à 2035. 40% du surinvetissement sont nécessaires dans le secteur du transport (véhicules plus efficaces, moyens de transport alternatifs), 27% de ce surinvestissement sont réalisés dans le bâtiment, et 20% dans la production d'énergie (dont les 2/3 dans les renouvelables).

Le rapport de l'AIE fait état, dans le scénario Nouvelles politiques d'une augmentation du nombre de voitures particulières de 800 millions en 2010 à près de 1,7 milliards de véhicules en 2035. La part des véhicules hybrides et électriques dans les ventes d'automobile passe de 6% en 2020 à 19% en 2035, la très grande majorité étant des voitures hybrides. Se voulant réaliste et peu enclin à imaginer des solutions en rupture totale avec nos modes de vies actuelles, le rapport n'envisage pas la suppression totale des voitures particulières dans les grandes métropoles mondiales.

D'où viendra l'électricité ?

Dans le scénario Nouvelles politiques de l'AIE la croissance de la production électrique est de plus 80% en 2035 comparée à 2009, soit 36 000 TWh (contre 20 000 en 2009), une croissance annuelle moyenne de 2,6%. Dans le scénario 450, la production d'électricité augmente de 60%. Dans tous les cas, 80% de la croissance est due aux pays hors OCDE du fait de la croissance de la population et l'élévation du niveau de vie. La production d'électricité comprend l'autoconsommation des producteurs d'électricité et les pertes dans le réseau de distribution (env. 12% pour l'ensemble).

En terme de puissance, 5900 GW de nouvelles capacités sont ajoutées sur la période (de 17 200TWh a 31 700 TWh pour 10 000 milliards de dollars. Les renouvelables représentent environ 50% de cette capacité, et 60 % de l'investissement. 

Un scénario nucléaire faible 

Nouveauté 2011, l'AIE étudie  un scénario Nucléaire faible  qui résulterait d'un effet Fukushima. Il postule qu’aucun nouveau réacteur n’est construit dans la zone OCDE, que les pays hors OCDE ne procèdent qu’à la moitié des accroissements de puissance installée prévus dans le Scénario Nouvelles politiques et que la durée de vie des centrales nucléaires existantes est raccourcie. Ces perspectives d’un moindre recours au nucléaire créent des opportunités pour les énergies renouvelables, stimulent aussi la demande de combustibles fossiles et exerce une pression haussière sur les prix de l’énergie.

 Le charbon restera la première source d'électricité, avec une croissance en valeur absolue de 48% bien que sa part dans la production globale descende de 41% en 2009 à 33% en 2035. Mais les disparités sont énormes d'une région à une autre : la Chine produira son électricité à 55% au charbon en 2035 contre près de 80% en 2008 ; en valeur absolue, la capacité de production électrique au charbon doublera dans les pays hors OCDE.

La part des énergies renouvelables, hors énergie hydraulique, passera de 3% en 2009 à 15% en 2035, 90% de cette croissance venant de l'éolien, de la biomasse et du solaire. Les parts du gaz, de l'hydraulique et du nucléaire resteront globalement stables (respectivement 22%, 16% et 13%). Attention une production stable en proportion signifie qu'en valeur absolue la capacité installée croît au même rythme que la croissance globale, soit de l'ordre de 70 à 80 %. Pour le nucléaire ceci signifie une capacité passant de 2697 TWh en 2009 à 4658 TWh en 2035.

Sources de l'électricité en 2035
Source IEA

Globalement, les carburants fossiles contribuent à plus de 55% de la production électrique en 2035 (contre plus des 2/3 en 2009). En valeur absolue, la production au charbon passe de 8100 TWh en 2009 à 12 000 TWh en 2035, avec la Chine comme principal contributeur, et ce toujours selon le scénario Nouvelles politiques de l'AIE. Notons toutefois que le gouvernement chinois entend réduire la part du charbon dans la production électrique de 79% en 2009 à 65% en 2020. Cette diminution relative, projetée en 2035, donnerait 56% de charbon dans le mix énergétique chinois.

Sur la même période l'Inde devrait multiplier par presque trois sa production électrique au charbon dépassant même les Etats Unis et prendrait la place de deuxième plus grand pollueur par le charbon.

Notons au passage que les technologies de production électrique à cycles combinés et supercritiques  amélioreront le rendement des centrales à charbon de 38% en 2009 à 42 % en 2035.

Peut-on sauver la planète ?  

Dans son résumé le rapport World Energy Outlook 2011 indique que "peu de signes laissent à penser que le changement d’orientation nécessaire des tendances énergétiques mondiales est amorcé" et que "si nous ne changeons pas de direction, nous arriverons là où nous allons".

Selon les propres termes des auteurs du rapport "nous ne pouvons pas nous permettre de remettre à plus tard l’action contre le changement climatique si nous voulons atteindre à un coût raisonnable l’objectif à long terme d’une limitation à 2°C de l’augmentation de la température moyenne mondiale : c’est ce que montre le Scénario 450". Si nous restions dans le scénario Nouvelles politiques, lui même incertain, "le niveau des émissions mondiales de CO2 entraîne à long terme une hausse de la température moyenne de plus de 3,5°C. Si ces nouvelles politiques ne sont pas mises en oeuvre, le monde s’oriente vers une issue encore plus dangereuse, à savoir une augmentation de la température de 6°C ou plus".

Plus inquitéant les quatre cinquièmes des émissions totales de CO2 admissibles d’ici 2035 dans le Scénario 450 proviennent des équipements existants aujourd’hui (centrales électriques, bâtiments, usines, etc.). "Faute d’entreprendre des actions radicales d’ici à 2017, les infrastructures énergétiques déjà en place à cette date atteindront à elles seules la limite d’émissions de CO2 permises jusqu’en 2035 dans le Scénario 450" nous dit encore le rapport. Autrement dit, il n'y aura plus de marges de manoeuvre, sauf à ce que tous les équipements nouveaux ne produisent pas de CO2, une quasi-impossibilité. 

Pour les auteurs "en reportant l’action, nous réaliserions de fausses économies : chaque dollar d’investissement non réalisé dans le secteur de l’électricité avant 2020 entraînerait 4,3 dollars de dépenses supplémentaires après cette date afin de compenser l’augmentation des émissions". Le rapport de l'année précédente moins précis sur ce point faisait état d'un chiffre plus parlant : Il prévoyait que chaque année de retard à mettre en oeuvre un plan pour contenir le réchauffement à 2°C nous coûterait 1000 milliards de dollars de plus.

1 Commentaire

  • Lien vers le commentaire samedi 03 décembre 2011 Posté par Charlotte Granger

    il faut de façon extrèmement rapide arrêter la production d'énergie à  partir de charbon, pétrole et autres combustibles fossiles. Et si le nucléaire peut faire une transition entre les énergies fossiles et les énergies renouvelables, alors faisons-le ! c'est urgent !

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