Economie internationale Jérôme Trotignon Partie 2 Les Enjeux internationaux du changement climatique Dominique Bourg http://www.lemonde.fr/planete/article/2014/09/23/climat-la-france-va-verser-1-milliard-de-dollars-au-fonds-vert-de-l-onu_4492936_3244.html

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1 Economie internationale Jérôme Trotignon Partie 2 Les Enjeux internationaux du changement climatique
Dominique Bourg

2 Partie 2 CH 1 Climat et effet de serre
CH 2 Le Climat comme bien public international – jeu expérimental

3 P2-CH1 Climat et effet de serre
Le phénomène de l’effet de serre Scénarios du GIEC et conséquences du réchauffement Quels objectifs se fixer ? Le Rapport Stern : le coût de l’inaction Le Peak oil : une transition énergétique inévitable Les statistiques par pays Controverses sur le changement climatique GIEC = Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat

4 LE PHENOMENE DE L’EFFET DE SERRE

5 Énergie thermique ascendante par les gaz à effet de serre
L’effet de serre Énergie thermique ascendante Énergie réfléchie ~31 % Énergie solaire incidente Énergie piégée par les gaz à effet de serre Distinction énergie solaire réfléchie et énergie solaire transformée en énergie thermique (rayonnement infrarouge) Les gaz à effet de serre sont très transparents au rayonnement solaire et très opaques au rayonnement infrarouge Lorsque le rayonnement solaire arrive sur notre planète, 30% est directement réfléchi vers l'espace, par les nuages (20%), les diverses couches de l'atmosphère (6%), et la surface de la terre (4%), qui comporte notamment une part non négligeable de glace - les calottes polaires - qui sont particulièrement réfléchissantes. Le reste est absorbé par les divers composants de notre planète (sol, océans, atmosphère) puis finalement réémis vers l'espace sous forme de rayonnement infrarouge. En effet, tout comme notre peau chauffe si on la met au soleil, la surface de la Terre et l'atmosphère chauffent lorsqu'elles sont exposées à la lumière (en captant son énergie), et en retour émettent des infrarouges. Les gaz à effet de serre, qui avaient laissé passer la lumière sans encombre, ont par contre la propriété d'absorber une partie de ces infrarouges. Ce faisant, ils en récupèrent l'énergie et chauffent. Tout comme la surface de la terre, ils vont dissiper cette énergie en émettant eux aussi des infrarouges, dont une partie retourne vers le sol, le chauffant donc une deuxième fois après que le soleil l'ait fait une première. Cette interception de chaleur conduit donc ces gaz à effet de serre, puis l'atmosphère basse (on parle de troposphère), puis la surface de la Terre, à être plus chauds que si le rayonnement infrarouge passait à travers l'atmosphère sans être intercepté. Bien sûr, le système finit toujours par s'équilibrer, mais il s'équilibre avec une température de surface supérieure à celle qu'il aurait si ces gaz n'étaient pas là. Si le chauffage supplémentaire du sol lié à cet effet de serre n'existait pas, la surface terrestre aurait une température moyenne de -18°C plutôt que de +15 °C, rendant notre planète tout à fait inhospitalière pour les bipèdes que nous sommes.

6 L’effet de serre ailleurs …

7 La combustion d’une énergie fossile produit du gaz carbonique
Parmi les gaz à effet de serre, le CO2 est celui qui y contribue le plus C + O CO2 (Combustion) La combustion d’une énergie fossile produit du gaz carbonique

8 L’inertie du phénomène
La durée de séjour dans l’atmosphère d’une tonne de CO2 émise est d’une centaine d’années

9 Contribution des différents secteurs aux émissions de GES (gaz à effet de serre) en France et exemple du steak haché

10 Temps de résidence dans l’atmosphère
Dioxyde de carbone CO2 (55 % des gaz à effet de serre) 100 ans Méthane CH4 (15 % des gaz à effet de serre) 12 ans Protoxyde d'azote N2O (5 % des gaz à effet de serre) 120 ans La combustion du méthane (« gaz naturel ») de nos cuisinières donne du CO2 et de l’eau. Les pourcentages correspondent aux gaz à effet de serre anthropique. Lire : le gaz carbonique d’origine humaine est responsable de 55 % de l’effet de serre additionnel due à l’homme (sur une année d’émissions données). La déforestation est responsable de 17 % (actualisation dernier rapport GIEC : 11 %). Le méthane, « le gaz des marais » est le gaz naturel de nos cuisinières. Il provient de la fermentation des matières organiques (animales ou végétales). La fermentation est favorisée dans les milieux peu oxygénés : comme les marais ou les estomacs et tubes digestifs (flatulences, 95 % rots et slmt 5 % pets pour les émanations de méthane) Le protoxyde d’azote. Une partie des engrais est transformée par l’action des sols en du N2O. C’est aussi le gaz hilarant. Attention : durée de vie, et participation à l’effet anthropique en %, sont 2 notions différentes de celle de pouvoir de réchauffement global (PRG) d’un kilo émis d’un gaz considéré. A quantité égale, certains gaz réchauffent plus que d’autres, Le PRG d'un gaz se définit comme le "forçage radiatif" (c'est à dire la puissance radiative que le gaz à effet de serre renvoie vers le sol en Watt par mètre carré) relativement à celui du CO2 sur100 ans, Cette valeur ne se mesure donc pas dans l'absolu, mais relativement au CO2. Le PRG d'un gaz est donc "combien de fois plus" (ou combien de fois moins) un gaz "fait d'effet de serre sur 100 ans" (c'est à dire combien d'énergie il renvoie vers le sol sur cette période) comparé à ce que ferait une même quantité de CO2 émise au même moment.

11 Exemple d’une analyse « cycle de vie »
CO2 CH4 N2O HFC ITINÉRAIRE D’UN STEACK HACHÉ ET ÉMISSIONS DE GES AGRICULTURE les émissions de GES sont principalement dues à trois d’entre eux : • Le protoxyde d’azote (N2O) issu des sols agricoles du fait des engrais azotés qui sont épandus pour maximiser le rendement des cultures. • Le méthane (CH4) émis par l’élevage : les ruminants (vaches, moutons, chèvres) ont une digestion avec 4 estomacs qui les fait rejeter du méthane (pets et rots). • Le dioxyde de carbone (CO2) est produit par l’utilisation de carburant pour les engins agricoles, pour chauffer les serres et les bâtiments d’élevage et pour la fabrication des engrais. TRANSFORMATION Plus le produit alimentaire est transformé, plus cela est coûteux en énergie et gaz frigorigène – puissant GES – pour la conservation. EMBALLAGE Plus des deux tiers des emballages que nous consommons sont des emballages alimentaires. Or, ils demandent beaucoup d’énergie pour être fabriqués et retraités. CONSERVATION Certains aliments comme les surgelés ont un impact important sur le climat car, pour les conserver, il faut les maintenir à basse température (de la production à la consommation). Le principal problème réside donc dans les fuites de gaz frigorigène (gaz fluorés qui sont de puissants GES). TRANSPORT Le transport des produits alimentaires sur des milliers de kilomètres pour les amener aux consommateurs contribue fortement aux émissions de GES. Transport entre le producteur, transformateur et lieu de vente: selon les modes de transport, les aliments auront une note plus ou moins salée en GES. Ainsi, le transport par avion est environ 40 fois plus émetteur que le transport par bateau ! Le transport routier (camions) est 4 fois plus émetteur que le transport ferroviaire et 6 fois plus que le transport fluvial. Transport des aliments du lieu de vente au domicile : faire ses courses en voiture est 3 fois plus polluant que de prendre les transports en communs. Source : WWF – Des GES dans mon assiette / action climat I

12 Les émissions de CO2 en Europe : approche régionale et locale
Lien intéressant masi long à la détente NOX = Oxyde d’azote SO2 = dioxyde de souffre PM10 particules en suspension dans l ’air proviennent de la combustion incomplète (émissions diesel et industrielles) CO monoxyde de carbone Donc finalement il n’y a que les émissions de CO2 (faire défiler le menu par secteur, dt aviation int. Pour Lyon) comme gaz à effet de serre. Focus possible sur petite ville.

13 Concentration de gaz carbonique depuis 650 000 ans
350 Dernier interglaciaire 300 Dernier âge glaciaire Carbon Dioxide (ppmv) 250 200 [ 600 500 400 300 200 100 Milliers d’années avant le présent Constat sur ce graphique : 1) La concentration en CO2 n’a auparavant jamais dépassé 300 ppm (correspond au pic milieu de graphique). Aujourd’hui nous en sommes à 400. 2) Les variations les plus brutales étaient de l’ordre de 100 ppm sur quelques milliers d’années. Cf. (1) ci-dessous. C’est l’accélération sans précédent à des niveaux jamais atteints qui amène à conclure sur l’effet anthropique. **ppmv Cela signifie que parmi 1 million de molécules dans l'air, x seront des molécules de CO2. ppmv = une partie par million en volume. ***ppbv Cela signifie que parmi 1 milliard de molécules dans l'air, y seront des molécules du gaz considéré . Un ppbv = une partie par milliard en volume. (1) La teneur atmosphérique en CO2 est de 379 ppm (pour ppmv) en 2005 et 400 en 2013, contre 280 ppm en La teneur atmosphérique en méthane CH4 est de 1774 ppb contre 715 resp. aux mêmes dates. On voit que les gaz à effet de serre n'ont pas besoin d'être présents en grande quantité dans l’atmosphère pour avoir un effet déterminant. Les 2 gaz les plus présents dans l’atmosphère sont l’azote et l’oxygène. « En 2006, la concentration moyenne de CO2 dans l'atmosphère s'élevait à 381,2 ppm, en augmentation de 2,0 ppm par rapport à 2005 » (OMM, ftp://ftp.wmo.int/Documents/PublicWeb/arep/gaw/ghg_bulletin3_F.pdf). Pour le méthane, Il y a une ébauche de stabilisation de la concentration ces dernières années. Le forçage radiatif d’un gaz c’est la puissance radiative que le gaz à effet de serre renvoie vers le sol. En effectuant des forages dans les glaces polaires, il est possible de « consulter les archives » avec une précision acceptable pour les dernières années (d’où la couleur de la courbe qui change). La mesure des gaz à effet de serre sur une longue période Sur le passé très récent, l'affaire est entendue : le CO2 atmosphérique augmente, augmente même de plus en plus, et il augmente (et l'oxygène diminue) au rythme de la combustion du pétrole, du gaz et du charbon. C'est déjà un sérieux indice, mais pour pouvoir dire avec certitude si la civilisation industrielle y est pour quelque chose ou pas, il faut pouvoir se faire une idée de ce qui se passait avant son début, c'est à dire avant Or avant 1750 (et même quelques temps après !) il n'y n'avait pas d'instruments permettant de mesurer directement la teneur en CO2 dans l'air, pas plus que la teneur en méthane ou en quoi que ce soit d'autre. Comme aucun de nos lointains ancêtres n'a eu la bonne idée de nous mettre quelques bouteilles d'air de l'époque de coté, comment a-t-on procédé ? Nous avons la chance d'avoir, au pôle Sud, un dispositif naturel d'archivage de la composition de l'air. Chaque année, il y tombe de la neige, et comme la température de l'Antarctique est très basse et qu'il ne dégèle jamais, chaque année voit de nouvelles chutes de neige qui viennent recouvrir les précédentes. Avec le poids de la neige qui s'accumule au fil des années sans jamais fondre, la neige la plus ancienne finit par se transformer en glace, sous l'effet de la pression, comme cela se passe avec les glaciers de nos Alpes. Au cours de cette transformation de neige en glace, qui dure quelques siècles en général, l'air qui entoure les flocons de neige se retrouve emprisonné dans la glace, sous forme de petites bulles. Ces bulles datent donc de l'époque où la neige est tombée, à quelques siècles près. Le résultat de tout cela est que la calotte glaciaire de l'Antarctique se compose de glace qui est de plus en plus vieille au fur et à mesure que l'on creuse plus profond, et que, avec chaque couche de glace d'un âge donné, on trouve un peu d'air - sous forme de micro-bulles - qui date de la même époque que la glace. Cette situation ouvre la voie à une possibilité extraordinaire : retracer la composition de l'atmosphère, pour les gaz chimiquement stables une fois emprisonnés dans la glace (le CO2 en fait partie), jusqu'à l'époque de formation de la glace la plus ancienne de l'Antarctique. Pour cela, il faut : creuser et extraire proprement (sans la contaminer avec de l'air ambiant) ce que l'on appelle une "carotte" dans la glace, c'est à dire un grand cylindre de quelques dizaines de centimètres de diamètre et dont la longueur est de quelques kilomètres (de la surface jusqu'au rocher), dater la glace tout le long de la carotte, analyser la composition des bulles d'air qui s'y trouvent (aussi tout le long), et notamment les concentrations des principaux gaz à effets de serre "naturels" (c'est à dire gaz carbonique, méthane, protoxyde d'azote). Les couches les plus profondes de l'Antarctique datant d'il y a ans, on comprend que l'on peut avoir un bon aperçu - d'autant plus précis que l'on est proche de notre époque, il est vrai - sur ce qui s'est passé pendant cette période. Pour être exact, on peut avoir une représentation très précise de ce qui s'est passé pendant les dernières années, puis une idée encore très acceptable (c'est à dire encore exploitable) de ce qui s'est passé sur les années d'avant (de à ans). Source : Manicore Les humains ‘forcent’ le système (forçage radiatif). On parle d’un phénomène anthropique.

14 Concentration atmosphérique de dyoxide de carbone (CO2) de 1750 à 2000
Carbon dioxide information analisis center (CDIAC) Determinations of ancient atmospheric CO2 concentrations for Siple Station, located in West Antarctica. Le Mauna Loa est le plus grand volcan du monde : il s'élève de 17 kilomètres au-dessus de sa base, qui s'enfonce dans le plancher océanique, et la superficie de sa partie émergée est de 5 271 km2. Situé dans l’Etat d’Hawaï. Data Source: C.D. Keeling and T.P. Whorf, Atmospheric CO2 Concentrations (ppmv) derived from in situ air samples collected at Mauna Loa Observatory, Hawaii, Scripps Institute of Oceanography, August A. Neftel et al, Historical CO2 Record from the Siple Station Ice Core, Physics Institute, University of Bern, Switzerland, September See Data Source: CDIAC, Oakridge National Research Laboratory, USA

15 30 Glorieuses = énergie par personne x 3 en 30 ans
Jancovici à 14 mn 30 dans Climat_1-1 Une tep ≈ 42 GJ ≈ kWh. Une tep est l'énergie produite par la combustion d'une tonne de pétrole Toute autre forme d’énergie dégage dans sa combustion une quantité de chaleur mesurée en joule, ce qui permet ensuite de la ramener en TEP. Exemples : - Houille : l’énergie dégagée par la combustion d'une tonne de ce combustible est de 26 Gj ; 1 tonne de ce combustible vaut 0,619 TEP. - - Pétrole brut, gazole : l’énergie dégagée par la combustion d'une tonne de ce combustible est de 42 Gj ; 1 tonne de ce combustible vaut 1,000 TEP. - - Essence : l’énergie dégagée par la combustion d'une tonne de ce combustible est de 44 Gj ; 1 tonne de ce combustible vaut 1,048 TEP. Consommation d’énergie primaire hors biomasse en TEP (tonne équivalent pétrole par habitant)

16 L'ensemble de la planète est un énorme réservoir de carbone
Les réservoirs de carbone L'ensemble de la planète est un énorme réservoir de carbone  Réservoir Carbone, Gt Atmosphère 750 Océans 40 000 Sol superficiel 1 500 Biomasse 550 Couches géologiques Retour au problème des émissions de CO2 pour resituer les émissions anthropiques dans le complexe émissions-absorption de carbone toutes causes confondues Jancovici 46 mn 25 de Climat_4-2 Gt = Gigatonnes = milliards de tonnes La petite fraction mobile de ce carbone circule essentiellement sous forme de CO2

17 Flux et stocks de carbone
Stocks en Gt C Flux en Gt C/an Atmosphère /an 0,03 110 8 90 90 + 2 Volcans Océans 40000 Activité humaine Ce qui se produit de façon schématique ces dernières années Milliards de tonnes = Giga tonnes = Gt Océan : l’eau qui se refroidit absorbe du CO2 et l’eau qui se réchauffe en rejette (Manicore: Depuis 1850, les activités humaines ont rejeté 350 Gt de carbone dans l’atmosphère sous forme de 1300 Gt de CO2 (1t de carbone donne 3,7 t de CO2). Ce chiffre représente un peu moins de 50% du volume contenu dans l’atmosphère. Dans le même temps, la teneur en CO2 de l’atmosphère est passée de 280 ppm à 370 ppm soit environ 32% de plus -> une partie de ce CO2 résultant de l’activité humaine a donc été recyclée, soit par échange avec les océans soit par la végétation. Aujourd’hui la concentration est de 400 ppm. Sol et Biomasse 2050 Ressources fossiles 5000

18 Conclusion du Rapport du GIEC - Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat -
Rapport 2007 : “Le réchauffement est sans équivoque, et l’essentiel du réchauffement des 50 dernières années est très probablement* dû à l’augmentation observée de la concentration des gaz à effet de serre.” Rapport 2014 : ce résultat devient « extrêmement probable » IPCC Intergovernemental Panel on Climate Change = GIEC Conscients du problème que pourrait poser le changement climatique à l’échelle du globe, l’Organisation météorologique mondiale (OMM) et le Programme des Nations Unies pour l’environnement (PNUE) ont créé, en 1988, le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC). Le GIEC est un organe intergouvernemental qui est ouvert à tous les pays membres de l’ONU et de l’OMM. 2007 : 4ème rapport : 5ème rapport. « Très probablement » : les tests statistiques indiquent qu’il y a 9 chances sur 10 pour que cela soit vrai « Extrêmement probable » : 95 chances sur 100

19 SCENARIOS DU GIEC ET CONSEQUENCES DU RECHAUFFEMENT

20 Scénario A1B le plus probable sans politique additionnelle (GIEC)
La décennie 1990 est la plus chaude depuis 1860, date depuis laquelle on dispose de mesures fiables (OMM) De nouvelles mesures indiquent que la décennie est la plus chaude depuis 1860 Scénario A1B le plus probable sans politique additionnelle (GIEC) Source : GIEC. Mesure dernière décennie : référence OMM = Organisation météorologique mondiale Les scénarios sont en l’absence de politique additionnelle (sans Copenhague donc sans prolongement Kyoto) le GIEC a annoncé début 2007 un réchauffement global de 1,1 à 6,4°C, avec une forte probabilité pour 3°C atteint voire dépassés, entrainant de graves impacts écologiques, sociaux et économiques. Simulations climatique : Jancovici Climat_3-2 vers 24 mn. Pour la critique de la courbe de Mann (crosse de hockey) hors scénarios : cf. Courtillot 2 you tube)

21 A1B est jugé par le GIEC comme le plus probable
Réchauffement global ( ) : 3 °C Les régions continentales se réchauffent de 3.5°C L’Arctique se réchauffe de 7°C.

22 Quelques conséquences du réchauffement
« L’augmentation de la température moyenne de la planète de quelques degrés d’ici la fin du siècle engendrera très vraisemblablement la fonte des glaciers, la montée du niveau de la mer (ex. Maldives), la disparition (sauf travaux d’endiguement très poussés) de terres occupées par plusieurs dizaines de millions d’habitants, et des dérèglements climatiques majeurs » Stratégie Nationale du développement durable (SNDD), Comité interministériel du développement durable (CIDD), 2003 Maldives Cabinet Meets Under Water To Alert World To Global Warming Effect – Sur you tube 3 facteurs expliquent la hausse des océans : le réchauffement entraîne leur dilatation, la fonte des glaciers, la calotte glaciaire du Groenland diminue (contrairement au continent antartique qui devrait stocker plus de glace qu’il n’en perd). Les îles du Pacifique compteront les premiers réfugiés climatiques (les îles Tuvalu constitueront le premier Etat qui disparaîtra car l’altitude n’y dépasse pas 2 m et un accord a déjà été conclu avec la Nouvelle-Zélande pour l’accueil progressif des tuvaluans). Puis viendra une bonne partie du territoire du Bangladesh (15 millions de personnes aujourd’hui seraient concerné pour une catastrophe annoncée pour le siècle prochain – Source GIEC), puis les deltas du Mékong et du Nil, 70 % de la côte nigériane, plusieurs grandes mégalopoles côtières, …

23 La population devrait augmenter rapidement dans les régions côtières avec des risques accrus liés à l’élévation du niveau de la mer Deltas Relative vulnerability of coastal deltas as shown by the indicative population potentially displaced by current sea-level trends to 2050 (Extreme > 1 million; High =1 million to 50,000; Medium 50,000 to 5,000). Nearly 300 million people inhabit a sample of 40 deltas globally, including all the large megadeltas. Much of the population of these 40 deltas is at risk through coastal erosion and land loss, primarily as a result of decreased sediment delivery by the rivers, but also through accentuated rates of sea-level rise. WG2 Chapter 6 p.327 The population in the near-coastal zone (i.e., within 100 m elevation and 100 km distance of the coast) has been calculated at between 600 million and 1.2 billion; 10% to 23% of the world’s population. Globally, coastal populations are expected to increase rapidly, while coastal settlements are at increased risk of climate change-influenced sea-level rise. WG2 Chapter 7 p.372

24 La fonte des glaciers du Groenland et de la banquise atteignent des niveaux record comme en témoigne ce qui a été observé récemment (Hervé Le Treut, interview Le Monde, Samedi 18 août 2012). Que dit le Rapport GIEC 2014 ? A la fin du 21ème siècle, la mer pourrait augmenter de 40 centimètres en moyenne dans le plus optimiste des scénarios (par rapport aux moyennes de la fin du 20ème siècle). Dans le scénario le plus pessimiste, cette hausse pourrait atteindre 82 centimètres au cours de la période et 98 cm en 2100 (avec un rythme d’augmentation pouvant atteindre 1,6 cm/an).

25 QUELS OBJECTIFS SE FIXER ?

26 Quels objectifs sont nécessaires (GIEC) ?
Le réchauffement continuera si la concentration de GES (gaz à effet de serre) augmente Pour stabiliser la concentration de gaz carbonique dans l’atmosphère (450 ppm), les émissions humaines de CO2 doivent dans un premier temps redescendre en-dessous de la moitié des émissions de 1990 (échéance 2050) Cela pourrait permettre de ne pas dépasser 2 degrés d’augmentation de la température, au-delà desquels des changements irréversibles pourraient se produire Au XXème siècle, la température a déjà augmenté de 0,74 degrés (tjrs moyenne mondiale) / 0,85 entre 1880 et 2012 = dernier rapport GIEC 2014 On considère généralement que Diviser par 2 d’ici 2050 c ‘est diviser par 4 pour les PI (= « facteur 4 ») Le Pergélisol est un sol gelé (Aujourd’hui, il représente 20% de la surface de la terre, notamment en Alaska, Canada, Sibérie et Groenland). Manicore (source). L'hydrate de méthane est un cristal d'eau et de méthane, comme la glace est un cristal d'eau seule. Il n'y a pas de réaction chimique dans la formation de ce composé, et une simple élévation de température suffit à dissocier le méthane et l'eau. Sur Terre, il y a deux endroits où les conditions favorables à sa formation sont naturellement réunies : - au sein des sédiments océaniques, sous quelques centaines de mètres d'eau (il fait froid et la pression est élevée), à cause du méthane provenant de la décomposition du plancton mort qui tombe en permanence de la surface océanique, - sous le pergélisol, qui est le sol gelé en permanence des hautes latitudes (Nord de la Russie, du Canada), car on y trouve aussi du méthane, de l'eau (de la glace) et des hautes pressions (en allant assez profond).

27 Quelle répartition de l’effort ?
Les scientifiques du GIEC préconisent pour les pays développés une baisse de 25 à 40 % pour 2020 et d’au moins 85 % pour 2050, en vue de l’objectif de stabilisation de la température à + 2 degrés en fin de siècle par rapport à la période Ils préconisent d’ici 2020 une « déviation substantielle » des émissions des pays émergents par rapport au scénario BAU (business as usual) 2ème point : pour 2020, ça donne des émissions de GES inférieures de 15 à 30 % par rapport aux projections d’après la référence scientifique de la box 13.7 (Climate change, Michel den Elzen et Niklas Hohne). Encadré 13.7 du 4ème rapport du GIEC : dans le scénario 450, c’est même de 80 à 95 % d’ici 2050 ; et pour les pays émergents, une déviation substantielle par rapport au BAU (business as usual) est préconisée d’ici 2020, et de même pour l’ensemble des Etats hors Annexe I d’ici 2050. 27 27

28 Emissions par habitant (2003) et maximaux à émettre sans perturber le climat
Maximum à émettre si nous voulons diviser les émissions mondiales de CO2 par 2 Ligne rouge = 460 kg équivalent carbone par personne et par an (objectif division par 2 des émissions à l’horizon 2050). Donc C et pas CO2. Les exemples ci-dessous reposent sur la ligne rouge : En l’état actuel des technologies, l’une des choses suivantes suffit à atteindre le maximum à émettre sur une année  : - Faire un AR Paris-NY en avion (pour ne décourager personne : il reste 38 ans pour atteindre l’objectif …) -Ou consommer kWh d'électricité en Grande Bretagne ou kWh en Allemagne, mais kWh en France (consommation annuelle moyenne par Français : environ 8000 kWh), - Ou produire 2 tonnes de ciment (une maison moderne de 100 m2 en nécessite environ 10), - Ou brûler kWh de gaz naturel, en tenant compte des émissions amont (quelques mois de chauffage d'un logement). - Ou parcourir à km en 6CV en zone urbaine (2 fois moins en 4x4) Source : Jancovici. Le climat finlandais est le plus froid d’Europe, avec des besoins en chauffage pratiquement toute l’année et des besoins en éclairage très importants les mois d’hiver, en raison de la durée très courte du jour. L’industrie est dominée par l’exploitation forestière et le papier, ainsi que la métallurgie et la chimie, ces industries étant hautement énergie-intensives. Ces éléments contribuent à ce que la Finlande ait une des plus importantes intensités énergétiques de l’UE, aussi bien par habitant (avec plus de 6 TEP / habitant) que par unité de PIB produite. Source : Jancovici et UNFCCC pour les émissions par habitant.

29 INSEE, Rapport Economie française 2010.

30 Le Rapport Stern Pour présentation pédagogique du problème du taux d’actualisation, cf. Hervé Kempf p

31 Le Rapport Stern Le rapport Stern (30 octobre 2006) est un travail sur l'effet du changement climatique rédigé par Nicholas Stern pour le gouvernement du Royaume-Uni De plus de 700 pages, il est le premier financé par un gouvernement sur le réchauffement climatique et mené par un économiste Pour présentation pédagogique du problème du taux d’actualisation, cf. Hervé Kempf p

32 Principale conclusion du rapport
Le coût de l’inaction s’avère incomparablement plus élevé que celui de l’action Sans rien faire, il en coûterait au moins 5 % du PIB mondial chaque année En agissant, il conviendrait de mobiliser dès aujourd’hui 1 % du PIB mondial chaque année jusqu’en 2050, ce qui permettrait de stabiliser la concentration de GES entre 500 et 550 ppm Chaque année et pour toujours (Les Etats et le carbone, p. 175) Stern review version courte et longue en PdF. Dans une interview récente (Le Monde, 13 février 2010), N. S. indique qu’il a été trop optimiste et qu’il conviendrait de stabiliser la concentration de GES à un niveau compris entre 450 et 500 ppm. Le coût minimum nécessaire passe alors dans une fourchette comprise entre 1% et 2 % par an.

33 ENERGETIQUE INEVITABLE
LE PEAK OIL : UNE TRANSITION ENERGETIQUE INEVITABLE

34 Le Peak oil ou Pic pétrolier
Au niveau d’un puits ou d’un champ pétrolier, le peak oil désigne le sommet de la courbe qui retrace la production pétrolière au cours du temps Au niveau mondial, le peak oil correspond à l’année où la production mondiale plafonne(ra)

35 Les avis divergent sur la date du Pic
Celle-ci dépend de nombreux facteurs : Croissance, coût de l’énergie, progrès technique, découverte de nouveaux gisements, ne peuvent être qu’extrapolés - Les réserves pétrolières du Moyen-Orient ne sont pas connues avec précision Les réserves ne sont pas clairement divulguées par les gouvernements des pays du M-O. Certains estiment que le pic pétrolier est déjà atteint, d’autre non, mais en tous cas peu d’analystes s’aventurent pour un pic au-delà de 2020. L’AIE situe le Pic entre 2010 et 2020

36 ASPO (Association for the Study of Peak Oil)
Pic de Hubbert USA48 on doit exclure Hawaï et l’Alaska (qui est important dans le raisonnement) Heavy, etc : pétrole lourd et sables bitumeux (Canada et Venezuela), pétrole sous forme très visqueuse et d’exploitation plus chère car nécessite transformation pour utilisation. Aussi schistes bitumeux, … Le gaz naturel liquéfié (abrégé en GNL ou NGL en anglais) est du gaz naturel (composé essentiellement de méthane) condensé à l’état liquide (réduction du volume original d'environ 1/600). En effet, lorsque ce gaz est refroidi (-161 degrés), il prend la forme d'un liquide clair, transparent, inodore, non corrosif et non toxique. Le GNL est environ deux fois plus léger que l'eau. Le GNL jouera un rôle de plus en plus important dans l’industrie mondiale de l’énergie, car les réserves mondiales de gaz naturel sont abondantes et son état condensé rend possible son transport sur de longues distances par les voies maritimes, donnant naissance à de véritables chaînes d’approvisionnement incluant les puits producteurs, les usines de traitement, les réseaux de gazoducs, les usines de liquéfaction, les terminaux de chargement des méthaniers, les terminaux d'importation et de stockage, les usines de regazéification et de réinjection au réseau. Le gaz de pétrole liquéfié (abrégé en GPL, LPG en Belgique) c’est autre chose : un mélange d'hydrocarbures légers stocké à l'état liquide, et issu du raffinage du pétrole pour 40 % et du traitement du gaz naturel pour 60 %1. Les hydrocarbures constituant le GPL, dans son appellation officielle, sont essentiellement le propane et butane  Note plateau of conventional oil and U.S. Peak Heavy, deepwater, polar oil very expensive

37 Les statistiques par pays

38 Que mesure-t-on ? Emissions historiques X Emissions annuelles
Les émissions par habitant La consommation d’énergie par unité de PIB : l’intensité énergétique Quelle est l’influence du commerce extérieur ?

39 Sur la ligne « parties », ça correspond aux velléités dans la négociation, et pour l’efficacité énergétique on rapporte les chiffres au chiffre japonais (base 1). 39

40 Cartogram: Emissions of greenhouse gases
Pas encore d’actualisation disponible en anamorphose pour cette représentation des GES CUMULES Density-equalling cartogram. Countries scaled according to cumulative emissions in billion tonnes carbon equivalent in Patz, Gibbs, et al, 2007

41 des émissions prennent 1990 pour année de référence
Par ordre de progression décroissante des émissions Les engagements de réduction des émissions prennent 1990 pour année de référence A un rythme de 10 % de croissance l’an en Chine, les émissions de GES peuvent doubler en 7-8 ans ….

42 Emissions de CO2 seul dans le monde, en milliards de tonnes d'équivalent carbone. Source : Global Carbon Project 2009; Le Quéré et al. 2009, Nature Geoscience Annex B désigne l'ensemble des pays qui ont pris un engagement de réduction dans le cadre du protocole de Kyoto ; il s'agit des pays développés ou "en transition" (pays de l'Europe de l'Est, essentiellement). Non Annex B désigne les pays signataires du protocole de Kyoto mais qui n'ont pas pris d'engagement de réduction (tous les autres pays du monde, dont la Chine, premier consommateur mondial de charbon).

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44 Quel influence de l’import-export ?
Etude réalisée en 2010 sur données 2005 Les premières estimations réalisées pour l’année 2005 montrent que l’ensemble des importations de la France générerait l’émission d’au moins 465 Mteq CO2. Une partie de ces émissions, environ 135 Mteq CO2, qui est associée à la production d’exportations françaises (importations réexportées) n’est pas imputable à la demande française. Pour sa part, l’ensemble des exportations françaises serait à l’origine de 265 Mteq CO2, dont 130 Mt émises sur le territoire et 135 Mt émises à l’étranger (importations réexportées). Il en résulte un solde d’émissions de GES de la balance commerciale de la France de l’ordre de 200 Mteq CO2. Ajoutées aux 530 Mteq CO2 émises en France (entreprises et ménages), on obtiendrait un total de 730 Mteq CO2. Dans ces conditions, on passerait de 8,7 teq CO2 par habitant en 2005 sur la base des émissions comptabilisées selon le périmètre territorial national à 12 teq CO2 par habitant pour la demande finale française. D’après SOeS 2010

45 Influence de l’import-export
Les échanges extérieurs de la France se font très majoritairement avec les pays européens. En 2005, plus de 68 % des GES attribués aux biens et services importés par la France auraient été générés dans d’autres pays européens. Environ 14 % l’auraient été en Asie (y compris le Moyen-Orient), 7 % en Afrique et en Amérique du Nord, 3 % en Amérique du Sud et moins de 1 % en Océanie. La lettre du carbone n° 2, sept 2011, Granjean-Jancovici (p. 3 figure 3 les engagements de Kyoto sont respectés et les émissions par français augmentent de 25 % de 1990 à 2010…) Les émissions de GES associées aux exportations de la France présentent une répartition géographique entre les pays destinataires relativement similaire. D’après SOeS 2010

46 La lettre du carbone n° 2 Granjean-Jancovici
Les engagements de Kyoto sont respectés et les émissions par français augmentent de 25 % de 1990 à 2010 … cf. diapositive suivante Document en support de TD ?

47 Optique production x Optique demande

48 Controverses sur le changement climatique
Jean Poitou, que faut-il penser des arguments des climato-sceptiques ? (optimum médiéval, rôle de la vapeur d’eau, corrélation CO2-Réchauffement mais quelle cause à effet, etc) Doc PdF, Eco de l’ES, CH1-B. Et quelques articles tiroir dossier CH1.

49 Le Réchauffement climatique : Courtillot 1
à 6 mn 10 (durée 3 mn)

50 Le réchauffement anthropique est probablement discernable sur tous les continents (excepté l’Antarctique) Ces courbes qui sont critiquées dans la vidéo qui va suivre de Courtillot

51 Le Réchauffement climatique : Courtillot 2
(durée 9 mn)

52 Vincent Courtillot et Jean-Louis Le Mouël
Académie des Sciences : libres points de vue (2009) Provenance : Diaporama Jouzel (Prez Jouzel)

53 Débat Jouzel-Courtillot
(durée 7 mn) 7 mn de durée et peut être coupé avant la fin (C dans l’air avec Cabrol aussi) Variante p. une autre occasion (Jouzel-Courtillot-Borloo) : (13 mn)

54 Epilogue : la preuve du réchauffement climatique
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55 Eléments bibliographiques
L’Economie verte, Cahiers français, n° 355, 2010. Les Economistes peuvent-ils sauver la planète ? , Regards croisés sur l'Economie, La Découverte, n° 6, 2006. Bilan Planète du Monde (annuels) S. Faucheux et H. Joumi (2005), Economie et politique des changements climatiques, La Découverte – Repères. News.independant.co.uk : Rapport Stern (octobre 2006) Premier chiffrage du réchauffement climatique effectué par Nicholas Stern, Trésor public, Royaume Uni Rapport CAE (Conseil d’analyse économique), “Kyoto et l’économie de l’effet de serre”, Roger Guesnerie, 2003 Le Treut et Jancovici, L’Effet de serre, Flammarion, 2004. Rapport Stern : coût équivalent à celui de la crise de 29. Nécessité d’un investissement de 1 % du PIB mondial par an jusqu’en 2050 pour l’éviter. J.-M. Jancovici est l’inventeur du bilan carbone (cf. ci-dessous), l’outil d’évaluation de la contribution à l’effet de serre et de la dépendance aux combustibles fossiles établi avec et pour l’ADEME. Il vient de cofonder Carbone 4, le premier cabinet conseil en stratégie carbone. Je travaille en effet depuis 4 ou 5 ans, à l'élaboration avec l'Ademe de l'outil Bilan Carbone, qui permet de faire un inventaire élargi des émissions de GES de n'importe quelle activité (entreprises, particuliers, collectivités). Ce bilan intègre notamment les émissions extérieures à l'entreprise ou à la personne, mais qui se révèlent nécessaires au fonctionnement de l'activité. Par exemple, si l'on réalise le Bilan Carbone d'un lycée, on y inclura les GES émis par les bus ou les voitures qui amènent les lycéens et les remmènent. Ce système a le mérite de donner une idée précise de la vulnérabilité de telle ou telle activité à un durcissement éventuel et probable des politiques de réduction de GES ou à une hausse prévisible du prix des hydrocarbures. Plus de 150 entreprises s'y sont déjà mises, car cette méthode permet de s'intéresser réellement à la question. Que font-elles derrière ? Cela dépend beaucoup d'une part du résultat du bilan, de l'autre du secteur dans lequel opère l'entreprise. Prenons l'exemple des Aéroports de Paris. Leur bilan carbone montrera que l'essentiel des GES liés à leur activité proviennent du trafic aérien permis par l'existence d'aéroports. ADP ne disposera alors que d'une marge de manoeuvre ridiculement réduite : à moins de se reconvertir dans un immense centre commercial (ce qui arrivera peut-être à terme), ils ne peuvent pas énormément réduire leurs émissions (ce qui pose la question de la pérennité de l'activité dans un contexte de contraction inéluctable des émissions « plus tard »). En revanche, d'autres ont beaucoup plus de latitude pour changer les choses : les entreprises qui par exemple utilisent l'aérien pour leur fret, peuvent basculer vers le maritime, ce qui divise par 50 ou 100 leurs émissions de GES. C'est la piste poursuivie par Vuitton depuis un an. De manière générale, quand on fait le Bilan Carbone d'une société dont le coeur d'activité est très prêt de l'énergie, la marge de manoeuvre à court terme est quasi-inexistante. En revanche à long terme, on peut toujours imaginer des solutions. Arcelor trouvera peut-être le moyen d'utiliser l'hydrogène au lieu du charbon pour enlever l'oxygène présent dans le minerais de fer, afin d'en faire de la fonte et de l'acier. Ce jour-là, ils pourront massivement baisser leurs émissions.

56 Bibliographie : revues
Relever le défi climatique, Problèmes économiques, DF, n°2983, L’Economie de l’environnement, Problèmes économiques n° 2863, Documentation française, 24 novembre 2004 Enjeux et politiques de l’environnement, Cahiers français, n° 306, La Documentation française. Problèmes économiques, n° 2.930, 12 septembre 2007, «Le changement climatique, un défi mondial ». Problèmes économiques n° 2904, 19 juillet 2006, Dossier Economie du climat : l'après Kyoto.

57 Bibliographie : liens internet
(Jean-Marc Jancovici) (texte du protocole)

58 Annexes

59 Annexe 7 : date de début des vendages à Châteauneuf-du-Pape
Annexe : date de début des vendanges à Châteauneuf-du-Pape Annexe 7 : date de début des vendages à Châteauneuf-du-Pape Extrait de Impact du changement climatique sur les arbres fruitiers et la vigne (Seguin-Baculat-Brisson-Domergue-Garcia, Agroclim-CSE Avignon)

60 Même avec des mesures énergiques, l’amélioration
La séquence : flux d’émission, concentration, température OU : Flux, Stocks, Résultat La simple stabilisation du flux annuel ne suffirait pas : on va dans le mur. C’est l’image de l’inertie du paquebot qui avance. Il faut freiner longtemps à l’avance pour éviter qu’il ne s’échout sur le port. Même avec des mesures énergiques, l’amélioration est nécessairement lente

61 Les phénomènes extrêmes : augmentation du risque
Ouragans, sécheresse, fortes pluies X1 Distribution actuelle des valeurs X2 Risque multiplié avec une élévation de la température Fréquence d’apparition Le fait que la température augmente de 1 à 2° C en moyenne sur le globe n’est pas significatif. Ce qui est important, c’est de comprendre que : - A certains endroits la hausse de la t° moyenne sera nettement plus forte qu’à d’autres (on observera également des refroidissements locaux) Le déplacement de la moyenne induit un déplacement de toute la distribution de probabilité et par conséquent une augmentation de la probabilité de survenance de phénomènes extrêmes….  des canicules plus prononcées et plus fréquentes que par le passé. Si nous regardons le cas particulier des ouragans tropicaux, l'une des conditions pour qu'un tel phénomène prenne naissance est que la température de surface de l'eau soit supérieure à 27°C (parce que la température conditionne la quantité d'eau qui peut s'évaporer par seconde, et cette quantité doit être supérieure à un certain seuil pour que l'ouragan puisse apparaître). Température La probabilité des évènements extrêmes est plus élevée sans que les modèles climatiques puissent aujourd’hui le prévoir

62 L’ère de l’énergie fossile
1012 kWh/year Time-Before and After the Present (103 years) Source: M.K. Hubbert, U.S. Energy Resources

63 Import / export des émissions de CO2
ADEME Formation - Edition 2007 Import / export des émissions de CO2 Etude INSEE 2010 (CO2 seul) : 400 millions de t CO2 émis sur le sol national ou 550 millions t CO2 si prise en compte du solde importation / exportation 27 % 23,9 % 6 % 45,8 % Total : 520 Mt eq. CO2 (hors transports maritimes et aériens internationaux) ETUDE INSEE : « Les émissions du circuit économique en France » (2010). 400 millions t CO2 = 1,3 % des émissions mondiales pour 3 % du PIB (effet du nucléaire/hydraulique dans le mix électrique français) et 1 % de la population mondiale. 1/3 produit par la combustion d’hydrocarbures (essence, fioul, gaz) et 2/3 par l’appareil de production. Mais effet import / export : + 150 millions de t de CO2… BILAN CARBONE 63

64 Quelques idées de géo- ingénieurie globale …
Diffusion, dans la haute atmosphère, de particules de souffre ayant l’effet de refroidissement des grandes éruptions volcaniques (Paul Crutzen) Envoi d’une constellation de satellites-miroirs entre la Terre et le Soleil Accroître l’efficacité des pièges naturels à CO2 : épandage de particules de fer stimulant l’activité du plancton dans les océans, ou pompage du plancton pour qu’il se reproduise en surface de mer Bureau de Modification du Climat à Pékin (jeux olympiques, neiges récentes, …) L’illustration photographique correspond à un autre projet, celui de Lowell Wood (2006) : installation d’un miroir de 2000 kms de diamètre au point de Lagrange (là où les forces gravitationnelles de la terre et du soleil s’annulent). Coût : 2 % du PIB mondial, entretien non compris à 1,5 million de km de la terre … (à titre indicatif la lune se situe à peu près à km de la terre ; Mars : de 50 à 400 millions de km en fonction des orbites) Paul Crutzen, Prix Nobel de chimie. Article dans la revue Climatic Change, août L’éruption du volcan philippin (le Pinatubo en 1991) avec ses énormes rejets de gaz souffrés lui sert de « référence expérimentale » 1er et 2ème projet : «  … afin de faire écran à une partie du rayonnement solaire ». 3ème projet : Le plancton végétal absorbe le gaz carbonique par photosynthèse. Il est aussi gourmand en fer. Immenses tubes verticaux, véritables « ascenseurs à eau de mer », de 100 à 200 mètres de longueur et de 10 mètres de diamètre. Ils mettraient à profit les mouvements verticaux de la houle pour faire remonter les eaux profondes où sont concentrés ces micro-organismes.

65 Ingénierie climatique – particules réfléchissantes dans la stratosphère, séquestration du carbone, …
On retrouve le projet Lowell Wood en haut à gauche Aérosol = souffre ici Augmentation de la quantité d'aérosols dans l'atmosphère Suite à l'éruption du Mont Pinatubo en 1991, Paul Crutzen développa l'idée d'utiliser du soufre ou certains dérivés soufrés pour produire massivement des aérosols qui limiteraient l'éclairement en surface de la Terre. Une étude scientifique menée aux États-Unis a montré qu’une diminution de 1,8% de la luminosité solaire peut suffire à compenser le réchauffement climatique[réf. nécessaire] qui est dû à un doublement de la quantité de dioxyde de carbone atmosphérique. En revanche, le projet se heurte à un réel obstacle au niveau logistique puisqu’un ballon stratosphérique gonflé à l’hélium peut emporter plus ou moins une tonne de fret. Il faudrait donc envoyer un million de ballons chaque année et ce, pendant dix ans pour atteindre les objectifs. De plus, le coût de cette opération a été estimé par Paul Crutzen à 25 milliards de dollars. Entre science et science-fiction. Le mot terraforming (terraformation en français) est né en 1942 dans le cerveau d’un écrivain de science-fiction américain, Jack Williamson (dans Collision Ship), le but étant de rendre une planète aussi hospitalière que la Terre. Le terme terraformation désigne l’ensemble des opérations nécessaires à la transformation d’une planète en une autre Terre. C'est-à-dire réussir à créer sur une planète (Mars, Vénus...) une atmosphère et un environnement similaire à ce que nous connaissons sur Terre. C’est un processus d'ingénierie planétaire.