L’énergie et le climat, enjeux majeurs du XXIème siècle

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1 L’énergie et le climat, enjeux majeurs du XXIème siècle
Pierre RADANNE Nancy 20 mars 2013

2 Concentrations de CO2 et températures au cours des temps géologiques
Ecarts de température en °C Concentration de CO2 en ppmv La température de l’atmosphère a varié au cours des âges suite à divers phénomènes physiques notamment liés aux variations de la rotation de la terre autour du soleil, et a fortiori sa distance. Comment, dans ces conditions, mettre en évidence le réchauffement climatique généré par l’activité humaine ? Cette question est restée longtemps sans réponse. Ce n’est qu’avec les satellites météorologiques, dans les années 60, que l’on a eu enfin une vision globale du fonctionnement de l’atmosphère. La date décisive, de compréhension de l’effet de serre a été 1985 avec l’analyse de glaces de l’Antarctique. Les scientifiques y ont extrait des carottes de glace sur une profondeur de 1000 m, les plus anciennes ayant ans. Ils ont analysé les bulles d’air comprises dans ces glaces et reconstitué la température moyenne planétaire correspondant aux chutes de neige (à partir de la répartition isotopique de l’oxygène). Sur cette courbe représentant l’évolution de la température moyenne de l’atmosphère depuis ans et de la concentration en CO2 dans l’atmosphère, on constate une corrélation forte entre ces deux variables. On distingue à droite clairement la période chaude actuelle, et avant ans avant JC, l’’ère glaciaire et sur la gauche du graphique la période interglaciaire précédente. Or le gaz carbonique n’est pour rien dans cette succession de périodes glaciaires et interglaciaires aux causes astronomiques, la distance et la trajectoire de la terre autour du soleil variant. On a finalement compris que le gaz carbonique se dissout plus facilement dans l’eau des océans lorsque sa température est froide. En période glaciaire, cela amplifie la chute des températures. En période chaude, davantage de gaz carbonique reste dans l’atmosphère, ce qui accroît le réchauffement. Le gaz carbonique a donc un effet d’amplification des écarts de température à cause naturelle. La question que se sont ensuite posés les scientifiques a été de savoir quel accroissement moyen de température allait engendrer les fortes émissions humaines de gaz carbonique dues à la combustion de combustibles fossiles. Source : M. Lorius, Laboratoire de glaciologie et de géophysique de Grenoble, 1990. Source : C. Lorius, LGGG-CNRS

3 Le niveau indispensable de réduction des émissions de gaz à effet de serre et le compte è rebours fixé

4 Le climat, la 1ère question politique totale
Une question planétaire à solidarité obligatoire Il y a déjà des questions planétaires, mais sans dépendance des pays entre eux La faim dans le monde, l’éradication de maladies, l’alphabétisation, la maîtrise de la démographie… Cette fois-ci, les émissions de gaz à effet de serre d’un pays ont des impacts aussi sur tous les autres Une participation personnelle à travers chacun de nos comportements individuels La moitié des émissions vient des ménages ; La nécessité d’un bond démocratique. Le rôle central des collectivités locales Elles décident des investissements ayant la plus longue durée de vie : Les bâtiments, les infrastructures de transport, les réseaux Elles répartissent les activités sur le territoire Elles ont le contact direct avec le citoyen

5 Les exigences de la lutte contre le changement climatique
S’incrire dans la accord internationaux Le paquet climat énergie européen (les 3 fois 20) pour 2020 20 % de réduction des émissions de gaz effet de serre, 23 % d’approvisionnement assuré par les énergies renouvelables, 20 % de progrès d’efficacité énergétique. Réaliser le facteur 4 pour 2050 Maintenir le réchauffement en dessous de 2°C par rapport à la période préindustrielle, Actuellement la trajectoire suivie au niveau mondial mène à un réchauffement de l’ordre de 3,5°C à 4°C. La question du changement climatique détermine le rythme de la transition à effectuer

6 Evolution du prix du pétrole brut
En $/bl En $ constants Cette courbe relate l’évolution du cours moyen du brut depuis Ces prix sont exprimés en dollars de 2003 par baril pour rendre les valeurs comparables. On y distingue clairement le premier choc pétrolier de 73 qui a propulsé le cours du brut à environ 45 $/bl (guerre du kippour), le second de 1979 (guerre iran-Irak) avec une pointe à plus de 80 $/bl. Ce second choc a été amplifié pour la France par une valeur élevée du dollar. Le succès des politiques de diversification vers le gaz dans les usages thermiques, le charbon et le nucléaire dans la production électrique de maîtrise l’énergie à la consommation ainsi que les efforts de mise en exploitation de nouveaux gisements ont fait qu’en 1985, l’offre de pétrole est nettement redevenue plus abondante que la demande. Cela a provoqué un effondrement du prix du pétrole en décembre 85 vers une valeur de 25 $/bl en monnaie actuelle. Ce cours se maintiendra de façon stable jusqu’en Même la guerre du Golfe de 1990 ne perturbera pas le marché. La demande de pétrole des pays de l’OCDE est restée longtemps stable, celle ds pays en développement en croissance reste faible proportionnellement en volume tandis que la demande des pays de l’ex bloc soviétique s’effondre avec la crise de leur industrie. Ces facteurs vont se modifier vers 2000 : reprise de la croissance de la consommation de pétrole des pays de l’OCDE sous l’impulsion des transports, reprise de l’activité économique dans les pays et l’est et surtout forte croissance économique des pays émergents débouchant sur une forte demande pétrolière. Une nouvelle hausse des prix du pétrole s’amorça en septembre 2000 et s’accru nettement en octobre Il ne s’agit pas d’un choc pétrolier provoqué par un événement politique grave, mais une inversion de tendance. La demande excède l’offre. Début 2005, le cours du pétrole tournait autour de 52 $/bl. Ce nouveau choc pétrolier est durable. Une détente des marchés va exiger des investissements importants : de production, de raffinage, de transport (oléoducs, navires et ports méthaniers). Des investissements qui prennent des années pour être réalisés. En outre, il est difficile d’anticiper l’effet sur les cours du débat émergent sur la déplétion pétrolière. Une influence qui devrait jouer plutôt à la hausse. 6

7 Découvertes et consommations d’hydrocarbures Exxon Mobil 2002
Ce graphique présente les découvertes de pétrole et de gaz, ainsi que l’évolution de leur consommation. Tout d’abord, les découvertes pétrolières ont augmenté progressivement pour culminer au début des années 60 (avec dans l’ordre, les gisements américains, ceux du Moyen-Orient, puis dans l’ensemble du monde hors OPEP (Algérie, mer du nord,…)). Le niveau des découvertes chuta ensuite fortement. Après le choc pétrolier de 73, les efforts de prospection furent intensifiées pour faire face à la crise et, contourner le cartel de l’OPEP (gisements du golfe de Guinée, du golfe du Mexique), sans toutefois modifier significativement la tendance. Ces dernières années virent un léger regain des découvertes avec les progrès d’exploration off-shore (exploitation maintenant possible sous plus de 2000 m d’eau). On peut constater que depuis 1980, la consommation annuelle de pétrole dépassait déjà largement le niveau des découvertes. De leur côté, les découvertes de gaz suivent une courbe assez semblable. Elle est décalée parce que la consommation de gaz a été longtemps très faible et qu’à la différence du pétrole, il exige des investissements lourds de logistique (gazoducs, bateaux et ports méthaniers, sites de stockage…). Néanmoins, les découvertes après les grands gisements du Moyen-Orient (Qatar) et de l’ex URSS sont également faibles. Mais, comme la recherche des gisements a toujours privilégié le pétrole au gaz, les réserves encore à découvrir devraient être plus importantes. On qualifie de déplétion cette situation historique où le volume de la consommation dépasse celui des découvertes et donc, pendant laquelle le nombre d’années où l’on pourra consommer du pétrole au même rythme va progressivement se raccourcir. Il est estimé aujourd’hui à 40 ans au rythme actuel de consommation. On verra avec le graphique suivant, que ce déséquilibre patent a été transitoirement compensé par des progrès dans l’exploitation pétrolière.

8 Le débat sur le peak Oil Synthèse des deux graphiques précédents, celui-ci présente la trajectoire que suivra la production et donc la consommation de pétrole. Constatant une chute des découvertes de pétrole aux USA dans les années 50, King Hubert pronostiqua une baisse consécutive et inexorable de la production pétrolière américaine pour C’est ce qui se passa. Selon sa théorie, les découvertes de pétrole suivent historiquement une courbe en cloche (courbe Gauss en maths). L’exploitation d’un gisement suit une courbe de la même forme générale. King Hubert a mis en évidence un décalage de 30 ans entre la courbe des découvertes et celle de l’extraction. La transposition de la théorie d’Hubert à l’ensemble de la production pétrolière mondiale divise les experts. Des facteurs multiples rendent la transposition complexe : forte inégalité de la densité de la prospection pétrolière selon les zones, variabilité de la qualité des statistiques notamment celles des sociétés nationales de l’OPEP, prise en compte des gisements sousmarins… Pour certains, nous entrons déjà dans la phase de déplétion, c’est-à-dire que les efforts de mise en exploitation de nouveaux gisements ne compenseront plus le tarissement des anciens (ainsi la production de pétrole de la Mer du nord est déjà dans sa phase de déclin). Pour d’autres, les progrès à venir dans l’exploration, l’extraction et la valorisation des pétroles non conventionnels permettront de repousser cette échéance vers 2025 à 2050. Plusieurs remarques sont nécessaires devant ces désaccords : Ils ne portent finalement que sur une génération, ce qui est de toutes façons très court compte tenu du temps d’adaptation de notre civilisation notamment en matière de transport ; La tension entre offre et demande qui se manifestera très tôt exigera des investissements très lourds qui pèseront fortement sur les cours ; Les états comme les compagnies seront immanquablement tentés de valoriser financièrement d’autant mieux leurs ressources qu’elles seront en déclin. Une certitude donc, le pétrole sera cher. Economiser le pétrole pour retarder l’échéance

9 Evolution du prix du pétrole brut
Viennent s’ajouter au milliard d’habitants dans les pays développés, 3 milliards d’habitants dans les pays émergents Tensions fortes sur l’approvisionnement en hydrocarbures Multiplication du prix du pétrole par 4 dans les 10 dernières années. Hausse des prix des ressources du fait des conditions d’extraction Gisements offshore, Pétrole et gaz non conventionnels. Accroissement des tensions au Moyen-Orient

10 Les conditions économiques de la fin de vie de la génération actuelle de réacteurs
Les plupart des réacteurs atteindront 40 ans entre 2017 et 2030 Leur coût de construction : 100 milliards d’euros. Le coût de la prolongation de vie De 40 à 60 ans : 50 milliards d’euros. L’adaptation des centrales à partir des enseignements de Fukushima Entre 10 et 20 milliards d’euros. Le remplacement des réacteurs La facture dépendra avant tout du niveau d’efficacité énergétique ; Les coûts des options sont ensuite assez identiques entre filières de remplacement , nucléaire, développement des renouvelables de l’ordre de 100 milliards d’euros. Le prix de l’électricité devrait augmenter de de 30 % d’ici 2016 et au total de 50% d’ici 2020. Il faut donc choisir et optimiser entre quatre postes de dépenses : prolonger ou non la durée de vie des réacteurs, développer les économies d’énergie, valoriser les renouvelables ou construire de nouveaux réacteurs.

11 Le renouvellement du parc nucléaire Scénario initial
40 ans de durée de vie 2 EPR par an mis en service à partir de 2020

12 Les cycles énergétiques
1er cycle : La reconstruction en 1946 Relance du charbon, Nationalisations et structuration des grands réseaux, rôle central de l’Etat, Avec ensuite, découverte du pétrole et du gaz en Algérie, Conversion massive de l’économie au pétrole dans les années 60. 2ème cycle : Le choc pétrolier de 1973 Priorité à l’indépendance énergétique nationale, Engagement dans le nucléaire avec la filière PWR, Compréhension progressive de l’importance d’économiser l’énergie, Premiers développements des renouvelables, Baisse des prix des énergies fin 1985, Libéralisation des marchés de l’énergie dans les années dans un cadre européen. 3ème cycle : Maintenant Arrivée en fin de vie d’équipements mis en service dans les années 80, Insuffisante prise en compte de la lutte contre les changements climatiques, Décollage de la demande mondiale des pays émergents, Hausse des prix des énergies, Nouveau débat sur le nucléaire après l’accident de Fukushima, Dégradation économique du pays, notamment de la balance extérieure.

13 Les grands enjeux du Débat national sur l’énergie
Comprendre que l’on va à partir de ce quinquennat décider du système énergétique pour le demi-siècle qui vient du fait de ce nouveau cycle Faire progresser la culture énergétique de la part de tous les acteurs Les variations des prix des énergies ont dérouté (durant la période ) ; L’insuffisante implication des consommateurs en France ; C’est indispensable à un moment où la précarité énergétique s’accroit ; Cela détermine les progrès possibles en matière de sobriété énergétique. Mettre à plat les différentes solutions possibles Avec une maîtrise de la demande Les options possibles pour l’offre Un point de passage fixé par le Président de la République : au plus une part du nucléaire de 50% dans la production électrique en 2025 Concrètement, cela va surtout dépendre du niveau de progrès d’économie d’électricité. Déterminer le calendrier prospectif en fonction des délais de déploiement des filières

14 A quoi sert l’énergie ? Transcrire la consommation dans les catégories d’usages usuels des ménages
146 Mtep en 2010

15 Les convergences et les divergences
L’évolution des prix des énergies, Les besoins d’investissement, La raréfaction des ressources en hydrocarbures, Le déséquilibre de la balance commerciale, La priorité à la sûreté nucléaire, La lutte contre le changement climatique, Le retour nécessaire à une régulation avec une stratégie à long terme. Les divergences La vision du futur Les modes de développement et les modes de vie du futur, Des incompréhensions sur la manière de progresser vers un plus grande sobriété des comportements. Les choix de filières Le nucléaire, le désengagement des combustibles fossiles, l’aérien, la séquestration du carbone, la place des énergies renouvelables… Le rôle du citoyen Après 50 ans de centralisation du système énergétique,

16 Dégager un tronc commun central
La sortie du nucléaire ou des combustibles fossiles ne peuvent en aucun cas constituer des points d’entrée, ce ne peuvent être que des points de sortie Les avancées résulteront des marges de manœuvre acquises par les succès D’efficacité énergétique, De sobriété des comportements De valorisation des énergies renouvelables De transformation des modes de transport. Dépasser les oppositions qui existent en début de débat en valorisant les points de convergence Identifier les avancées à faire pour les années à venir Redimensionner ensuite à la baisse les points de divergence Le rythme et l’ampleur de la transition On n’est pas sur la bonne trajectoire Les objectifs pour 2020 ne seront pas tenus Les objectifs 2050 décrivent un monde totalement différent et le débat sur celui-ci n’est pas engagé.

17 Un processus démocratique inédit
L’état de l’opinion publique Une grande perte de culture énergétique ; Une opinion déboussolée par les variations erratiques des prix de l’énergie ; Les oppositions sur le sujet sont assimilées à un blocage dont rien ne sortira ; La priorité est donnée actuellement au social et à l’économie ; Un débat ouvrant sur des compromis est facilement identifié comme une cause de surcoût. Un débat historique Jamais une loi est issue en France d’un débat national et décentralisé s’étirant sur un an ; Vers une démocratie technologique ? Il n’y a donc pas de référence en termes de méthode. Le processus possible Le partage d’un diagnostic, L’explicitation des divergences et des convergences ; La construction d’un tronc commun à partie des convergences pour faire réduire les divergences ; L’élaboration d’un scénario central ; La définition des moyens de réalisation et de mobilisation des acteurs.

18 Le difficile débat sur les modes de vie du futur C’est le débat central
Les trois visions qui s’opposent : Poursuivre une augmentation des niveaux de vie sans limites Sans poser la question des limites, Avec accroissement des inégalités sociales. Assurer le développement et la solidarité sociale pour une humanité de 9 milliards d’habitants en 2050 S’engager dans une décroissance économique Du fait de la raréfaction des ressources et des limites environnementales. Ce débat doit être abordé dans la construction du système énergétique des 50 années qui viennent Rechercher une amélioration de l’efficacité de l’utilisation de l’énergie, le gaspillage étant antisocial ; Elever la qualité des comportements et améliorer l’organisation collective et territoriale, Avec une description explicite des modes de vie possibles.

19 L’énergie pour l’alimentation

20 Consommation d’énergie en énergies primaires

21 Les émissions de CO2 par catégories d’usage

22 Partir d’une approche par la demande
Décomposer la consommation d’énergie selon les usages usuels des ménages Alimentation, confort résidentiel, santé, services, produits de consommation courante, loisirs, éducation-information-relationnel, déplacements professionnels et leur amont industriel. Identifier pour chacun des usages, ses constituants et les actions possibles Mettre en débat les perspectives d’évolution des modes de vie aux horizons 2020, 2050 En Tirer des choix d’orientation des modes de vie Une prospective par usages, Voir ensuite comment assurer l’approvisionnement énergétique, Faire apparaître les évolutions des coûts pour les ménages 2500 euros en 2012. Sans une appropriation par les citoyens avec une claire compréhension des modes de vie possibles dans le futur et des comportements individuels, le débat ne pourra pas dépasser les affrontements.