ADEME Formation - Edition 2007 Bilan Carbone™ quel intérêt, quels usages ? PANORAMA SUR LES ENERGIES FOSSILES & LES EnR BILAN CARBONE

ADEME Formation - Edition 2007 SOMMAIRE 1 - Quelles sont nos marges de manœuvre ? 2 - Que peut-on attendre des EnR ? : quelques exemples 3 – La fin du pétrole : catastrophe ou salut ? BILAN CARBONE

ADEME Formation - Edition 2007 Qu’émettre au plus si nous voulons arrêter d’enrichir l’atmosphère en CO2 ? Idem si nous voulons diviser les émissions mondiales de CO2 par 3, avec 9 milliards d’habitants Droit maximal à émettre si nous voulons diviser les émissions mondiales de CO2 par 2, avec 6,5 milliards d’habitants Facteur 4 Émissions de CO2 par habitant en 2003 en teq Carbone et « droits maximaux à émettre sans perturber le climat » (Source WRI pour les émissions par habitant, sur données AIE et UN) BILAN CARBONE

ADEME Formation - Edition 2007 Que fait-on avec le « droit maximal » le plus élevé ? 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 3.700 kWh d'électricité en Grande Bretagne ou 3.200 kWh en Allemagne, mais 24.000 kWh en France (consommation annuelle moyenne par Français : environ 8000 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 6.000 km en 6CV en zone urbaine (2 fois moins en 4x4 ou equivalent) ; ou brûler 7.200 kWh de gaz naturel (quelques mois de chauffage d'une maison). (Source : Jancovici, 2001) BILAN CARBONE

Energie primaire et énergie finale : queazaco exactement ? ADEME Formation - Edition 2007 Energie primaire et énergie finale : queazaco exactement ? Illustration sur le cas français des notions d’énergie primaire et énergie finale (Mtep). Source : Observatoire de l’énergie, 2006 BILAN CARBONE

Energie primaire et énergie finale dans le Monde (en 2004) ADEME Formation - Edition 2007 Energie primaire et énergie finale dans le Monde (en 2004) On note « Tpes » l’approvisionnement total en énergie primaire dans les statistiques internationales (total primary energy supply) et on l’exprime en Gtep. 80 % de l’énergie primaire utilisée dans le monde est d’origine fossile : pétrole, charbon, gaz,.. La biomasse représente une part importante de 10% mais nous verrons par la suite que le potentiel renouvelable est limité. Les autres renouvelables (éolien, solaire, géothermie, marées) correspondent à une fraction non significative. La consommation d’énergie finale est notée « TFC » (total final consumption) dans les statistiques internationales. 67 % de l’énergie finale est consommée sous forme de combustibles fossiles : essence, gazole, fuel domestique, fuel lourds, gaz, hydrocarbures manufacturés,…etc. 20 % de l’énergie finale est consommée sous forme électrique 11,1 Gtepprimaire 7,6 Gtep final Source : AIE 2006 BILAN CARBONE

Consommation finale d’énergie dans le Monde par secteur (en 2004) ADEME Formation - Edition 2007 Consommation finale d’énergie dans le Monde par secteur (en 2004) 7,6 Gtep final Dans les bilans de l’AIE l’énergie consommée est répartie en différents secteurs. Le secteur « industrie » comprend : Sidérurgie, Chimie et pétrochimie, Métaux non ferreux, Produits minéraux non métalliques, Matériel de transport, Machines, Industries extractives, Produits alimentaires, boissons et tabac, Imprimerie, pâtes et papiers, Industrie du bois et fabrication d’ouvrages en bois, Textiles et cuir, Construction. Les quantités indiquées dans le secteur industriel pour la consommation de combustibles par les entreprises doivent inclure les quantités utilisées pour produire de l’électricité et de la chaleur destinées à la vente. La consommation pour le transport routier doit être mentionnée sous la rubrique « Transports ». Le secteur « transports » comprend : quatre modes de transport identifiés : routier, ferroviaire, aérien et navigation. En outre, l’AIE inclut le transport par conduites. Les quantités de combustibles mentionnées dans ces rubriques englobent l’utilisation de combustibles pour la propulsion uniquement. Les combustibles utilisés par les entreprises de transport pour des autres usages ne doivent pas être indiqués ici mais dans « Commerce et services publics ». La rubrique « autres secteurs » comprend : Agriculture, Commerce et services publics, Résidentiel et autres. La rubrique « usages non énergétiques » comprend : les combustibles utilisés en tant que matières premières pour la fabrication de produits non énergétiques. L’utilisation des hydrocarbures en qualité de matières premières est une activité presque entièrement limitée aux industries pétrochimiques et de raffinage. Ce graphique montre que le secteur « transports » utilisateur exclusif de combustibles fossiles consomme à lui seul 2 Gtep d’énergie annuellement. De même pour le secteur « industrie » et 3 Gtep pour le secteur résidentiel. Source : AIE 2006 BILAN CARBONE

Production d’électricité dans le Monde (en 2004) ADEME Formation - Edition 2007 Production d’électricité dans le Monde (en 2004) La production d’électricité correspond à 17 450 TW.h en 2004 soit 2 Gtep en énergie primaire ou encore 18% de l’énergie primaire. En ramenant cette production en énergie primaire : 2/3 de la production électrique soit 11534 TW.hélec provient d’énergie fossile mais cela ne correspond qu’à moins de 9% de l’énergie primaire. 1/6 de la production électrique soit 2810 TW.hélec est d’origine hydraulique mais uniquement 2,2% de l’énergie primaire. 1/6 de la production électrique soit 2740 TW.hélec est d’origine nucléaire mais uniquement 6,4% de l’énergie primaire. La consommation actuelle (en 2004) d’électricité ne correspond qu’à 20% de la consommation finale d’énergie. Parmi cette production d’énergie électrique, la part d’origine non fossile est de 1/3 répartie à égalité (en TW.hélec) entre l’hydraulique et le nucléaire. La production électrique d’origine nucléaire ne représente que 6,4 % (en Gtep) de l’énergie primaire en 2004. 17 450 TW.hélectrique Source : AIE 2006 BILAN CARBONE

ADEME Formation - Edition 2007 SOMMAIRE 1 - Quelles sont nos marges de manœuvre ? 2 - Que peut-on attendre des EnR ? : quelques exemples 3 – La fin du pétrole : catastrophe ou salut ? BILAN CARBONE

ADEME Formation - Edition 2007 La France : consommation d’énergie ADEME Formation - Edition 2007 En consommation primaire 0,275 Gtepprimaire en 2006 Gaz naturel : 2 fois plus depuis 1973 Source : DGEMP - L’énergie en France – Repères – Édition 2006 A consulter sur le site : http://www.industrie.gouv.fr/ Les documents sont téléchargeables ou à commander. La consommation d’énergie primaire de la France en 2005 est de 0,28 Gtep. Charbon : 14 Mtep Pétrole : 92 Mtep Gaz naturel : 41 Mtep (x 2 depuis 73) Électricité primaire : 117 Mtep (x 10 depuis 73) ENR et déchets : 13 Mtep (détails page suivante) TOTAL : 277 Mtep Électricité : 2.8 fois plus depuis 1973 En consommation finale Pétrole (part transport) : 2 fois plus depuis 1973 Source : DGEMP Observatoire de l’énergie 2007 BILAN CARBONE

ADEME Formation - Edition 2007 La France : production d’énergies renouvelables ADEME Formation - Edition 2007 16,9 Mtepprimaire/an en 2006 Ressources de la France : Première foret d’Europe occidentale Second gisement éolien Source : Observatoire de l’Énergie, ADEME, CEREN BILAN CARBONE

ADEME Formation - Edition 2007 La France : production d’énergies renouvelables 16,9 Mtepprimaire/an soit 6 % de la consommation primaire 1,8 Mtepprimaire/an soit 0.6 % de la consommation primaire Source : Observatoire de l’Énergie, ADEME, CEREN BILAN CARBONE

LES ENERGIES RENOUVELABLES ADEME Formation - Edition 2007 LES ENERGIES RENOUVELABLES Trois types d’utilisation : Transport Biocarburants : diester, éthanol, huiles brutes Chaleur : biomasse, solaire thermique, déchets, géothermie Electricité : hydraulique, éolienne, solaire photovoltaïque, biomasse, géothermie profonde Biomatériaux : substitution des produits à fabrication « énergivore » BILAN CARBONE

Les énergies renouvelables : quelques exemples en France ADEME Formation - Edition 2007 Les énergies renouvelables : quelques exemples en France Hydroélectricité: Proche de la saturation Biomasse: (tout confondu : bio-carburants, bois-énergie, biogaz) 40 Mtep/an soit moins de 15% de la consommation actuelle d’énergie primaire Bois: 25 Mtep/an ce qui représente moins de 10 % de la consommation actuelle d’énergie primaire (80% usage domestique) Agrocarburants: Plan biocarburants : 10% de la consommation actuelle en 2015  3.5 Mha sur 18.3 Mha SAU actuels Problématique agricole (pratiques, concurrence autres usages…) BILAN CARBONE

Les énergies renouvelables : quelques exemples en France ADEME Formation - Edition 2007 Les énergies renouvelables : quelques exemples en France Energie éolienne: Potentiel réaliste entre 5 et 15% de la consommation actuelle (480 TWh) + Fluctuation de l’énergie éolienne gérable sur le réseau sans problème majeur au moins jusqu’à quelques % de taux de pénétration Solaire thermique: Taux de couverture limité Comment faire pour l’existant? Les centres villes denses? Solaire photovoltaïque: Rendement et approvisionnement Silicium Problème dans l’existant et les centres villes. Le changement de mode de production ne permettra pas de tout résoudre. Tous les pays n’ont pas ce même potentiel. BILAN CARBONE

ADEME Formation - Edition 2007 SOMMAIRE 1 - Quelles sont nos marges de manœuvre ? 2 - Que peut-on attendre des EnR ? : quelques exemples 3 – La fin du pétrole : catastrophe ou salut ? BILAN CARBONE

Sommes-nous «loin» du pic de production des hydrocarbures? ADEME Formation - Edition 2007 Sommes-nous «loin» du pic de production des hydrocarbures? Avant d’extraire du pétrole, il faut le découvrir… Découvertes annuelles de pétrole récupérable, en milliards de barils équivalent pétrole (données annuelles et moyenne mobile sur 20 ans). Source: IHS Energy/Shell, 2005 BILAN CARBONE

Sommes-nous «loin» du pic de production des hydrocarbures? ADEME Formation - Edition 2007 Sommes-nous «loin» du pic de production des hydrocarbures? Avant d’extraire du pétrole, il faut le découvrir (bis)… Découvertes cumulées de pétrole récupérable = réserves ultimes = max de la production cumulée possible de -∞ à +∞ ! (Source : Exxon Mobil, 2002) BILAN CARBONE

Corrélation typique entre découverte et production ADEME Formation - Edition 2007 Corrélation typique entre découverte et production Dans un bassin pétrolier, la courbe des découvertes a la même forme que la courbe de production avec un décalage dans le temps constant. Le stock de pétrole étant limité, la production est condamnée à passer par un maximum et à tendre vers zéro à l’infini, c’est une certitude mathématique qui s’applique également aux autres combustibles fossiles. Exemple : production pétrolière aux Etats Unis (source Laherrère, 2003). BILAN CARBONE

A quand le pic de production ? « théorie » du pic ADEME Formation - Edition 2007 A quand le pic de production ? « théorie » du pic Tendanciel Total 2006 Quinquas Quadras L’école maternelle de l’an 2006 Production cumulée < découvertes cumulées de pétrole récupérable = réserves ultimes Prédiction du maximum de la production pétrolière mondiale selon les sources. La prolongation tendancielle de la croissance finira par s’arrêter : c’est une simple question de mathématiques (Source : Total - 2004) BILAN CARBONE

Que publient les opérateurs ? ADEME Formation - Edition 2007 Que publient les opérateurs ? Réserves ultimes = découvertes cumulées, passées et à venir, de pétrole récupérable Ultimes restantes Une bonne partie des réserves mondiales probables * est passée en quelques décennies dans les réserves prouvées, cela indique qu’il reste très peu de choses à découvrir. * réserves additionnelles ou spéculatives, non trouvées à ce jour, mais que l’on suppose trouver avec une bonne approximation aux conditions économiques et techniques du moment. La réalité physique, c’est qu’il reste très peu de choses à découvrir ! (Jancovici, 2007, sur base IFP 2006, BP Statistical Review 2006, Schilling et al 1977 ; ultimes = 2500 gbbl) BILAN CARBONE

La pénurie est-elle le premier problème qui surviendra ? ADEME Formation - Edition 2007 Avant la pénurie, nous risquons surtout des tensions au Moyen Orient, où les réserves de pétrole représentent 65% des réserves mondiales. Répartition des réserves, de la production, et de la consommation de pétrole (Source : BP Statistical Review, 2007) BILAN CARBONE

Mais il n’y a pas que le pétrole ! ADEME Formation - Edition 2007 Mais il n’y a pas que le pétrole ! Le charbon constitue la principale ressource (plus de 75%) en énergie fossile dans le monde. Actuellement, la course aux ressources pour alimenter une croissance sans équivalent historique, menace la stabilité politique et écologique de la planète. Les USA possèdent les premières réserves mondiales de charbon, la Russie les premières de gaz et les deuxièmes de charbon : un rapport avec les tergiversations sur les négociations climatiques ? Réserves de combustibles fossiles en milliards de Tep (Source : BP Statistical Review, 2007) BILAN CARBONE

Combien de temps le problème va-t-il se poser ? ADEME Formation - Edition 2007 Combien de temps le problème va-t-il se poser ? 1 Gtep = 1 milliard de tonnes équivalent pétrole. La consommation d ’énergie annuelle de l ’humanité en 2000 est d ’environ 9 Gtep Principaux usages des combustibles fossiles : Le charbon dont les 2/3 servent à produire de l’électricité dans le monde, Le gaz dont la consommation est mixte et contribue aux usages chauffage et à la production d’électricité, Le pétrole, énergie de mobilité puisque 50% servent aux transports, 15% à la pétrochimie pour la production de matières premières (détergent, savon, plastique) etc… Le pétrole non conventionnel est constitué d’un continuum de ressources en hydrocarbures, huiles extra lourdes, sables asphaltites (bitumineux) qui, comme son nom l’indique est constitué principalement de la partie solide et visqueuse du pétrole. Les principales réserves se trouvent au Canada (Alberta) et au Vénézuela. A noter que les énergies sans carbone sont utilisées principalement pour produire de l’électricité. Total des réserves prouvées : 800 Gtep, avec les supposées 4000 Gtep Source IFP BILAN CARBONE

Un peu de prolongation tendancielle….. ADEME Formation - Edition 2007 Un peu de prolongation tendancielle….. Si la consommation augmente de 2% par an, nous aurons épuisé toutes les réserves connues et supposées (4000 Gtep) d’ici un siècle et la concentration atmosphérique en CO2 dépasserait 2000 ppmv. Même avec le charbon, une croissance de 2% de la consommation d’énergie fossile ne « passe pas » le siècle (pic tous fossiles au plus tard entre 2050 et 2100, dans tous les cas de figure). (Jancovici, 2007) BILAN CARBONE

Quels enseignements en tirer ? ADEME Formation - Edition 2007 Quels enseignements en tirer ? La nécessité de réduire la consommation d’un facteur significatif L’urgence d’adapter nos modes de fonctionnement à cette réalité Pas de solution technique « miracle » L’intérêt d’exploiter tous les gisements « EnR » L’IMPORTANCE DE LA SENSIBILISATION DES CITOYENS ET DES DECIDEURS BILAN CARBONE