Energie et climat au sein de la campagne… et après Jean-Marc Jancovici - 17 octobre 2006

De Sapiens à Industrialis : ca ne change pas, sauf que ca change L’usage de l’énergie et les émissions de CO2 datent d’il y a 500.000 ans, avec la domestication du feu. Le climat varie depuis que la terre a une atmosphère (4 milliards d’années), et variera toujours Ce qui change la donne sur énergie et climat : le changement des ordres de grandeur

Un premier changement d’ordre de grandeur : la population On pourrait penser que cela est essentiellement du à l ’évolution démographique fulgurante que nous avons connue Évolution démographique depuis le néolithique (découverte de l’agriculture). Source : Musée de l’Homme

Des kWh pour tous, cela donne ceci… Gaz (200 g CO2/kWh) : 21% Pétrole (260 g CO2/kWh) : 34% Charbon (340 g CO2/kWh) : 24% Consommation mondiale en Mtep (millions de tonnes équivalent pétrole) depuis 1860. Source Schilling & al + Observatoire énergie + AIE, compilation de l’auteur

Les renouvelables : moins on en parle, plus il y en a Depuis que l’homme a découvert les combustibles fossiles, la consommation de l’humanité n’a cessé d’augmenter. Chaque nouvelle source d’énergie est venue se surajouter aux autres et connaît sa propre évolution exponentielle : aucune substitution ne se constate au niveau mondial. Contribution des énergies renouvelables dans la consommation d’énergie primaire mondiale en 1999. Plus le journal en parle, plus c’est petit ! Sources diverses.

Source Observatoire de l’énergie Et les renouvelables en France ? Comme ailleurs : d’abord bois et hydro Depuis que l’homme a découvert les combustibles fossiles, la consommation de l’humanité n’a cessé d’augmenter. Chaque nouvelle source d’énergie est venue se surajouter aux autres et connaît sa propre évolution exponentielle : aucune substitution ne se constate au niveau mondial. Contribution des énergies renouvelables en France en 2001 (en Mtep). Même pareil qu’ailleurs : bois et hydro avant tout ! Source Observatoire de l’énergie

Le prix du pétrole (et de l’énergie en général) : un siècle de stabilité Prix du baril depuis 1861 en $ de 2004. Source BP Statistical Review, juin 2006

..pendant que le PIB mondial faisait ca ! Reconstruction du PIB mondial depuis 1900 (le PIB est une notion qui date de la fin de la Seconde Guerre Mondiale) Source : Maddison, 1995

Consommation annuelle par usage en kWh. Calculs de l’auteur Des kWh, pour quoi faire ? Consommation annuelle par usage en kWh. Calculs de l’auteur

1 esclave = 0,5 kWh par jour…… Depuis que l’homme a découvert les combustibles fossiles, la consommation de l’humanité n’a cessé d’augmenter. Chaque nouvelle source d’énergie est venue se surajouter aux autres et connaît sa propre évolution exponentielle : aucune substitution ne se constate au niveau mondial. « Equivalent esclave » à la disposition quotidienne de chaque Français. Vous avez dit modeste ?!?

Energie et climat, c’est un simple transfert de carbone… et 2 questions Combien de temps pouvons nous jouer à « je mets de plus en plus de carbone dans l’atmosphère ? » -> débat sur le changement climatique ?? CO2 O2 Combien de temps pouvons jouer à « j’extrais de plus en plus de carbone du sous-sol ? » -> débat sur les ressources ?? CnHp

Avant d’extraire du pétrole, il est bon de pouvoir le découvrir… Il semblerait que nous connaissions de mieux en mieux le potentiel pétrolier mondial. Source : Exxon Mobil, 2002

Source du transparent : Total, 2004 Une production pétrolière croissante pour combien de temps ? moi vous L’école maternelle de l’an 2006 Prédiction du maximum de la production pétrolière mondiale selon les sources.Le scénario de l’AIE, basé sur la simple prolongation de la demande, ne semble pas possible selon de nombreux opérateurs pétroliers. Source du transparent : Total, 2004

En France, sevrés du pétrole ? Depuis que l’homme a découvert les combustibles fossiles, la consommation de l’humanité n’a cessé d’augmenter. Chaque nouvelle source d’énergie est venue se surajouter aux autres et connaît sa propre évolution exponentielle : aucune substitution ne se constate au niveau mondial. Part du pétrole dans la consommation d’énergie primaire hors bois en Europe en 2004. La France est très exactement dans une honnête moyenne… Source BP Stat review

Le problème se complique un peu : il n’y a pas que le pétrole Réserves de combustible fossile par nature (Source : BP Statistical Review, juin 2002). Les USA possèdent les premières réserves mondiales de charbon, la Russie les premières de gaz et les deuxièmes de charbon : un rapport avec les tergiversation sur Kyoto ?

Le problème se complique un peu : il n’y a pas que le pétrole (2) 1 Gtep = 1 milliard de tonnes équivalent pétrole. La consommation d ’énergie annuelle de l’humanité en 2000 est d ’environ 9 Gtep Total des réserves prouvées : 800 Gtep, avec les supposées 4000 Gtep. Source IFP

Durables avec le charbon ? Question de point de vue…. L’école maternelle de l’an 2006 Les jeunes moi Avec 4000 Gtep, nous pouvons faire croître la consommation de 2% par an pendant un siècle ; en 2100 10 milliards de terriens peuvent alors consommer comme un Américain de l’an 2000 (8 tep par personne)…mais nous aurons épuisé toutes les réserves connues et supposées et la concentration atmosphérique en CO2 aura dépassé 2000 ppmv.

Parlons un peu aval maintenant : le changement climatique est une réalité 2005

Climatologue, ca n’existe pas ! (bis)

L’effet de serre est de l’histoire (scientifique) très ancienne 1824 : Joseph Fourier, physicien français, publie "Remarques générales sur les températures du globe terrestre et des espaces planétaires", où il expose que la température du sol est augmentée par le rôle de l'atmosphère 1838 : Claude Pouillet, physicien français, attribue l'effet de serre naturel à la vapeur d'eau et au gaz carbonique. Il conclut que toute variation de la quantité de vapeur d'eau, comme de CO2, devrait se traduire par un changement climatique 1896 : Svante Arrhenius, chimiste Suédois (Prix Nobel 1903) prédit que l'utilisation intensive des combustibles fossiles engendrera un réchauffement climatique. Il donne un ordre de grandeur : 4°C en plus pour un doublement du CO2 dans l’air. 1922 : Lewis Fry Richardson, un physicien anglais, tente une première expérience de modélisation du climat à partir des seules équations de la physique (sans ordinateur !). 1950 : Le premier ordinateur (l’ENIAC) est utilisé pour expérimenter le premier modèle numérique de prédiction météorologique

Il y a aussi de l’effet de serre « ailleurs » !

Emissions de CO2 et croissance économique sont bien corrélées Récession Choc pétrolier Choc pétrolier Grosse Récession Guerre Récession Les émissions de CO2 provenant de combustibles fossiles ont été multipliées par plus de 4 depuis 1950, et surtout il est impossible de « faire » de la croissance économique sans augmenter ces émissions. AIE, 2004

L’augmentation de l’effet de serre nous engage pour une durée longue Forçage radiatif au cours du temps (en années, échelle logarithmique, axe horizontal) d’une tonne de gaz émise à l’instant 0 . D. Hauglustaine, LSCE.

Et après ? ? ? ?

ECONOMIQUES ET DEMOGRAPHIQUES Une simulation climatique, comment ca marche ? HYPOTHESES ECONOMIQUES ET DEMOGRAPHIQUES SCENARIOS D’EMISSIONS (~40) Emissions GES MODELE CYCLE C Concentration en GES CLIMAT FUTUR MODELES CLIMATIQUES (~15) Scénarios = jeu d’hypothèses sur le développement économique, l’intensité et les modes d’approvisionnement énergétique et le développement de la population mondiale.

Les scénarios d’émission sont déterminants pour le résultat 10 milliards de terriens évoluent vers les émissions d’un Polonais de l’an 2000 Les émissions mondiales restent constantes Évolution de la température moyenne de l’air au niveau du sol, selon les scénarii, et mise en perspective avec le passé. Climate Change 2001, the scientific Basis, GIEC

Quelques degrés en plus, c’est un changement d’ère climatique Depuis le dernier maximum glaciaire, la moyenne planétaire n’a augmenté «que» de 5°C, mais notre planète a considérablement changé. Il y a 20.000 ans Aujourd’hui Période glaciaire : d’immenses glaciers, épais de plusieurs km, recouvrent l’Amérique et l’Europe du nord. Le sol de la France est gelé en permanence, et inapte aux cultures Période glaciaire : on passe à pied sec de France en Angleterre : la mer est plus basse de 120 mètres ! Période glaciaire : la température de l’Europe est plus basse de 8 à 10 °C mais celle des tropiques a peu varié -> Quelques degrés de hausse, ce sera une modification radicale du monde actuel

Après la température, la pluie Comparaisons inter-modèles de l’évolution des précipitations. Source : GIEC, 2001

Avec une amplitude qui dépendra de nos émissions : Quels seront les impacts du changement climatique ? Avec une amplitude qui dépendra de nos émissions : Affaiblissement, disparition d’écosystèmes Montée des eaux Maladies Vagues de chaleur, inondations Modification des courants marins Plus d’ouragans ?

Relargage du carbone des sols Affaiblissement de la photosynthèse On continue ? Avec une amplitude qui dépendra de nos émissions : Désintégration de la calotte occidentale de l’Antarctique (et fonte du Groenland) Acidification de l’océan Relargage du carbone des sols Affaiblissement de la photosynthèse Et nous ne ferons jamais le tour de toutes les mauvaises surprises possibles à l’avance, puisque la situation est inédite

Source : Climate Change 2001, the scientific Basis, GIEC Et avec tout ca, fin du pétrole, fin des ennuis ? Fonte des glaces (y compris calottes) Dilatation de l’eau de surface des océans Évolution de la température moyenne Évolution de la concentration en CO2 Hypothèse : évolution des émissions de CO2 Source : Climate Change 2001, the scientific Basis, GIEC

Quelle valeur actualisée attribuer en 2004 à : Impossible de justifier l’action avec une approche coûts/avantages Pour savoir combien il est raisonnable de payer pour se prémunir d ’éventuels futurs dommages, il faut être capable de déterminer quel est le coût des dommages si nous ne faisons rien, et il faut en outre être capable d’actualiser ce coût. Quelle valeur actualisée attribuer en 2004 à : Une épidémie mondiale qui tuerait la moitié de la population de l’OCDE en 2057 ? Un arrêt du Gulf Stream en 2120 ? 10 mètres d’eau en plus pour l’océan mondial en 2350 ? Le retour des famines en Europe en 2087 ? Le retour des dictatures dans l’OCDE en 2050 ?

D’où vient le CO2 d’origine humaine ? Répartition des émissions de CO2 dans le monde par secteur, 2000 (source IEA + GIEC)

Avec quoi émettons nous des gaz à effet de serre dans le monde ? Répartition approximative des émissions de gaz à effet de serre hors ozone dans le monde par secteur, 2000, après réaffectation de l ’électricité aux secteurs utilisateurs (Calcul de l’auteur avec sources primaires IPCC & AIE)

(*) hors transports maritimes et aériens internationaux Avec quoi émettons nous des gaz à effet de serre en France ? Répartition des émissions brutes françaises 2001 (tous gaz à effet de serre pris en compte) par secteur (source CITEPA) (*) hors transports maritimes et aériens internationaux

Qu’est-ce que le développement durable ? Encore plus durable : division des émissions mondiales de CO2 par 3, avec 9 milliards d’habitants « Développement durable » : division des émissions mondiales de CO2 par 2, avec 6 milliards d’habitants Émissions de CO2 par habitant en 1998 et « développement durable ». Source UNFCCC pour les émissions par habitant.

Que fait-on avec le « droit » correspondant au développement durable ? En l’état actuel des technologies, pour émettre ce «droit» il suffit de faire l’une des choses suivantes : faire un AR Paris-NY en avion, ou consommer 2.500 kWh d'électricité en Grande Bretagne, mais 22.000 kWh en France (consommation moyenne par Français : environ 7500 kWh), ou acheter 50 à 500 kg de produits manufacturés, ou produire 2 tonnes de ciment (une maison moderne de 100 m2 en nécessite 10), ou parcourir 5.000 km en Twingo en zone urbaine, ou 1.500 km en 4x4 ou Mercedes en zone urbaine, ou brûler 1.000 m3 de gaz naturel (quelques mois de chauffage d'une maison). Source : Jancovici/Bilan Carbone, 2004

-25% en 30 ans en France, -50% en 50 ans ? Concilier croissance et monde fini : ca marche ? L’équation de Kaya A diviser par 2 A 2% de croissance par an, multiplication par 2,7 en 50 ans - à 4% par an, c’est x 7 en 50 ans !!! Augmentée de 50% d’ici 2050 ? A diviser par 4 en 50 ans tout en multipliant la production d’énergie par 2 !!! -25% en 30 ans en France, -50% en 50 ans ? Le problème est donc d’une simplicité biblique…

Les économies d’énergie : les effets parcs annulent les gains unitaires (1) Evolution de la surface construite (donc chauffée) entre 1970 et 1996. Source CIPP, 1998, et INSEE, in Traisnel, 2000

Les économies d’énergie : les effets parcs annulent les gains unitaires (2) Le parc auto a quasiment doublé entre 1973 et 2000, malgré 3 chocs pétroliers. Source observatoire de l’énergie

Les économies d’énergie : les effets parcs annulent les gains unitaires (3) Evolution des taux d ’équipement des ménages français. Source Observatoire de l ’Energie.

En conclusion, la consommation ne diminue pas du tout ! La consommation d ’électricité dans les bâtiments (le chauffage ne fait que 70 TWh) croit fortement. Source Observatoire de l’Energie.

Suffit-il de « dématérialiser » l’économie ? Jusqu’à maintenant, la circulation accrue des informations n’a pas empêché l’augmentation parallèle des flux physiques (source : Source : Arnulf GRÜBLER, the Rise and Fall of Infrastructures, 1990) . Un employé du tertiaire de 2004 (un employé de banque, de la sécu, d’une mairie, un agent de France Telecom…) consomme presque autant d’énergie, pour son seul travail, qu’un Français de 1960 pour tous ses usages.

La morale c’est bien, mais le prix c’est mieux ! Prix du pétrole en $ constants (de 2004) depuis 1861. Source BP Statistical Review, juin 2005 Consommation aux 100 km des voitures neuves vendues dans divers pays de l’OCDE. Source GIEC

L’illusion de la technique reine (bis) : ce qui fonctionne, c’est le prix Evolution des émissions sectorielles de CO2 - et donc de la consommation d’énergie fossile - en France de 1960 à 2002. Source CITEPA/SECTEN, 2004

Même pour les transports, cela fonctionne : il suffit d’attendre Consommation annuelle de carburants routiers par habitant en 1998 (axe vertical, en GJ) en fonction du prix de détail des carburants, en $ par litre (axe horizontal). Source International Energy Agency, 2004

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