Aurélie Méjean, Ruben Bibas CIRED 11 octobre 2011 Futurs technologiques sous contrainte carbone : Problèmes méthodologiques posés par la biomasse séquestrée Aurélie Méjean, Ruben Bibas CIRED 11 octobre 2011

Introduction Quelles technologies pour atteindre les objectifs de stabilisation ? Importance de la possibilité d’émissions négatives  nécessaires pour atteindre 450ppm Etude de l’importance des technologies de production d’électricité à partir de biomasse avec CCS

IMACLIM-R IMACLIM-R : modèle hybride 12 régions 12 secteurs, dont 5 énergétiques Représentation explicite du transport, industrie et résidentiel Dialogue entre équilibre macroéconomique et modules technologiques Représentation de l’économie en quantité et en valeurs Anticipations imparfaites, inertie Stabilisation des anticipations : politique visibles à long-terme Changement technique induit par politiques d’infrastructure

Problème spécifique de la représentation de la biomasse Un cas typique de limitation des courbes d’offre Les déterminants non techniques de la biomasse : - Coût du travail agricole - Prix de la terre Le problème de la biomasse ne peut pas être résolu dans le modèle macroéconomique classique, car il faut inclure le prix de la terre. Ici, on ne représente qu’une courbe d’offre

IMACLIM-R et la biomasse Nécessité d’un bouclage avec un modèle d’occupation des sols (entrepris avec le nexus land-use) Insertion transitoire de la biomasse dans IMACLIM-R Utilisation d’une courbe d’offre faute de mieux Essai de clarification du jeu de la complémentarité entre CCS et biomasse

Profil de coûts dans IMACLIM, ou les écarts entre coûts techniques et coûts macroéconomiques Amortisseurs macroéconomiques - politiques d’infrastructure - politiques fiscales (recyclage de la taxe) - stabilisation des anticipations Un schéma classique: le rôle de certains amortisseurs Ce n’est pas du tout l’objet de l’exercice d’aujourd’hui Pour même sentier technologique, plusieurs coûts macroéconomiques Amortisseurs macro-économiques : politiques d’infrastructure, politiques fiscales (recyclage de la taxe), stabilisation des anticipations stabilisation des anticipations = réduction des incertitudes sur les politiques climatiques Voici les profils de coûts des politiques climatiques obtenues dans le cadre du projet RECIPE, et on montre ici les effets des politiques d’infrastructure. Pertes à court terme en réponse à la taxe. Première remontée des PIB : atténuation des pertes par rapport à la baseline car la sévérité du pic pétrolier est limitée dans ce cas. Les pertes de PIB à long terme sont atténuées en grande partie grâce au politiques d’infrastructure Dans notre étude, on coupe tous ces amortisseurs Et on s’intéresse spécifiquement à la dimension technologique des scénarios, c’est-à-dire la disponibilité de la biomasse et de la CCS. On prend un scénario, réalisé dans le cadre d’EMF24.

Quelle baseline et quelles politiques ? On regarde les coûts sans amortisseur macroéconomique: sans action précoce de mitigation sans anticipation de la contrainte de long terme sans politique d’infrastructure sans politique fiscale complémentaire (i.e. sans recyclage de la taxe) « technical fix » On étudie la dimension technologique Et sans politique pour changer les comportements (e.g. besoin en mobilité, basic needs) Et on s’attend à des résultats plus pessimistes en termes de PIB, mais c’est parce qu’on a choisi un scénario sans amortisseur macroéconomique

Méthode Emissions négatives : Production de biomasse Combustion et production d’électricité Capture et séquestration du CO2 Combustible : peuplier cultivé sur les terres agricoles abandonnées Courbe d’offre adaptée de (Hoogwijk et al., 2009)

Scénarios « heuristiques » Etude de sensibilité à la CCS et au potentiel de biomasse 4 scénarios technologiques Des scénarios sous contrainte climat (550ppm) avec action lente sans amortisseur macroéconomique considéré

Résultats : PIB (550ppm) Disponibilité de la CCS avant 2060 : pertes importantes dans le cas sans CCS par rapport au scenario avec CCS. 2060 -2080 : l’écart se resserre, le scénarios sans CCS (vert) voit ses pertes diminuer, alors que les pertes de PIB du scénario avec CCS (jaune) continuent d’augmenter. avant 2060 : la disponibilité du CCS est bénéfique, quand les ressources fossiles sont disponibles et relativement peu chères (vérifier les prix!). Sans CCS, investissements indispensables dans les énergies renouvelables et le nucléaire. 2060 -2080 : avec CCS, lock in dans un mix électrique fossile. Sans CCS, le système évolue plus tôt vers les renouvelables (la biomasse pénètre plus tôt), ce qui atténue les pertes. Disponibilité de la biomasse Avant 2070 : aucun effet Après 2070 : effet très important. Sans CCS, les pertes de PIB explosent.

Résultats : PIB (550ppm) Disponibilité de la CCS avec CCS : « lock-in » dans un mix électrique fossile. sans CCS : la biomasse pénètre plus tôt, ce qui atténue les pertes. Disponibilité de la biomasse Avant 2070 : très peu d’effet Après 2070 : sans CCS, les pertes explosent.

Résultats : Mix électrique (baseline) La biomasse ne pénètre pas dans le mix électrique, la technologie est trop peu attractive sans prix du CO2

Résultats : mix électrique (550ppm) (1) High biomass + CCS (2) High biomass NO CCS La biomasse et la biomasse séquestrée ne coexistent jamais, même si les deux options sont permises : si CCS activé, il est toujours plus attractif de combiner biomasse et CCS (émissions négatives) Graphe (1) : la tranche de biomasse semble mince, mais permet de séquestrer environ 140 GtCO2 sur 30 ans (et le budget du 550ppm sur 2070-2100 est de 370 GtCO2) Sans émissions négatives, et donc sans CCS et biomasse, aucune façon de compenser les émissions liées au secteur des transports. En politique climatique, cela se traduit par de fortes pertes de PIB à long terme par rapport au scénario technologique le plus optimiste. Pénétration de la biomasse dans le mix électrique plus tardive si CCS activé : 2070 au lieu de 2050 → Dans ce cas « lock-in » dans un système électrique fossile

Résultats : mix électrique (550ppm) (2) High biomass NO CCS (4) Low biomass NO CCS Disponibilité de la biomasse : change très peu le mix dans le cas avec CCS, le bouleverse dans le cas sans CCS

Conclusion 450ppm: Impossible sans émissions négatives Pertinence de cet objectif ? 550ppm: En cas d’action tardive et sans politiques complémentaires, pertes très importantes si pas de CCS et faible potentiel de biomasse Est-ce que la prise en compte des mécanismes de l’équilibre général est susceptible de changer l’articulation biomasse/CCS ? Contre la biomasse : le renchérissement des prix de la terre Contre la CCS : contrainte financière, incertitudes, effet NIMBY Prochaines étapes : Bouclage avec le module d’occupation des sols, prise en compte des prix de la terre et des coûts du travail Etude des scénarios technologiques avec politiques d’infrastructure et fiscale Pertinence de cet objectif étant données les incertitudes associées à la viabilité de la technologie CCS (les éventuels problèmes de fuites sont ignorés ici). Cet exercice est un essai pour réfléchir sur ces question Révèle l’écart entre les outils de modélisation dont on dispose et ceux nécessaires pour répondre à cette question

Prix de l’électricité

Prix du CO2