Quelques réflexions sur l’avenir énergétique mondial au XXIè siècle

Contexte général, pertinence de la démarche

La crois­sance de la con­som­ma­tion mon­di­ale d’én­ergie, essen­tielle­ment dans les Pays non OCDE (80% de la pop­u­la­tion mon­di­ale), soulève de mul­ti­ples préoc­cu­pa­tions qui con­duisent à des efforts de recherche tous azimuts.

Trois con­sid­éra­tions majeures, bien qu’en­vi­ron­nées d’in­cer­ti­tudes pour 2 d’en­tre elles, fondent ces préoccupations :

1) l’épuise­ment pro­gres­sif, incer­tain quant à l’échéance, des ressources plané­taires de pét­role et de gaz naturel à l’hori­zon de quelques décennies ;
2) l’im­pact des Gaz à Effet de Serre (G.E.S : prin­ci­pale­ment CO₂, mais aus­si méthane CH₄) sur notre avenir cli­ma­tique, bien con­nu dans son mécan­isme mais incer­tain quant à l’échéance (c’est peut-être com­mencé) et quant à la nature et à la sévérité des con­séquences : on peut les crain­dre cat­a­strophiques voire cataclysmiques ;
3) la réti­cence, bien réelle celle-là, des sociétés mon­di­ales vis-à-vis des change­ments de com­porte­ments et, notam­ment, vis à vis de l’én­ergie nucléaire. Cette réti­cence socié­tale est con­fortée par le manque de courage des gouvernants.

Le panora­ma énergé­tique du futur loin­tain, mi xxi^e et orée du xxii^e siè­cle, dépen­dra du com­porte­ment des hommes et de l’is­sue des recherch­es entre­pris­es dans la majorité des pays de l’OCDE, en par­ti­c­uli­er aux USA, au Japon, en France et au Roy­aume Uni : aboutiront-elles ? Quand aboutiront-elles et quels résul­tats, tech­niques et économiques, donneront-elles ?

Les actuels domaines de la Recherche & Développement (R & D) en matière énergétique sont multiples.

Pét­role et gaz naturel : grâce à l’évolution des tech­niques (off­shore et exploita­tion des pétroles non con­ven­tion­nels) on en trou­vera de nou­velles ressources ; com­bi­en ? À quel prix saura-t-on les exploiter, c’est-à-dire les trans­former en réserves ? La ques­tion ne se pose pas pour le char­bon, bien répar­ti géo­graphique­ment et abon­dant même si cer­taines des ressources char­bon­nières sont inex­ploita­bles pour des raisons de mau­vais­es qual­ités ou de dif­fi­cultés minières.

Hydrates de gaz (CH₄), ils sont for­mi­da­ble­ment abon­dants mais :
1) dan­gereux (libéra­tion de CH₄ d’où effet de serre intense) ;
2) très dis­per­sés d’où exploita­tion extrême­ment prob­lé­ma­tique et coû­teuse ; CH₄ → CO₂ = GES à moins que ne soient maîtrisées la cap­ta­tion et la séques­tra­tion du carbone.

Réac­teurs nucléaires du futur (4e généra­tion, G IV) : quand sera atteint, et à quel prix, l’objectif d’en faire des out­ils qua­si­ment sans déchets (ou si peu : les seuls pro­duits de fis­sion (PF) à vie pas très longue), non pro­liférants, encore plus sûrs et plus pro­pres que les réac­teurs actuels (G III) ? Ils sauront fab­ri­quer de l’hydrogène, c’est cer­tain, par élec­trol­yse ou par ther­mochimie ; ils fer­ont de l’uranium et du tho­ri­um des ressources énergé­tiques abon­dantes pour des mil­liers, voire des dizaines de mil­liers d’années. Quand abouti­ra la fusion, grande ambi­tion du XXI^e siè­cle ? Elle pour­rait inter­venir dans une prochaine réflex­ion sur les scé­nar­ios énergé­tiques du XXI­Ie siècle !

Avenir cli­ma­tique : les craintes mon­di­ales, de plus en plus pré­cis­es, seront-elles con­fir­mées ? En corol­laire parvien­dra-t-on de façon accept­able pour l’environnement à cap­tur­er et à séquestr­er le car­bone et cela de façon suff­isam­ment économique, uni­verselle et pro­pre afin de par­ticiper à la réso­lu­tion du prob­lème de l’accroissement de l’effet de serre ?

Éner­gies renou­ve­lables non hydrauliques : vent, solaire (ther­mique et pho­to­voltaïque PV), bio­masse. C’est cher mais c’est nou­veau ; leur poten­tiel d’amélioration (coûts et tech­niques) est donc sig­ni­fi­catif. Saura-t-on, mal­gré les impérat­ifs incon­tourn­ables de la ther­mo­dy­namique, s’affranchir de leur pénal­ité d’énergies douces, donc encom­brantes et chères et, pour le vent et le soleil, de leur car­ac­tère aléa­toire et inter­mit­tent ? On retrou­ve ici le prob­lème du stock­age de l’électricité (vent et solaire PV).

Hydrogène : on sait le fab­ri­quer, on saura le fab­ri­quer encore mieux, pro­pre­ment et de façon moins onéreuse qu’aujourd’hui, cela ne fait pas de doute, par les voies de la bio­masse, du nucléaire ou autres éner­gies renou­ve­lables. Mais parvien­dra-t-on à le stock­er de façon sûre et à un coût sup­port­able, sous pres­sion, sous froid ou sous forme d’hydrures ? Y com­pris à bord d’automobiles ? L’objectif fixé par G. W. Bush au DoE en 2003 est-il acces­si­ble ? Cet objec­tif est que le nou­veau-né améri­cain de 2003 passera son per­mis de con­duire (à 16 ans donc en 2019) à bord d’une voiture pro­pre, fonc­tion­nant avec de l’hydrogène fab­riqué de façon pro­pre et à un coût équiv­a­lent à celui de l’essence.

Piles à com­bustible : elles font par­tie du plan hydrogène améri­cain avec pour objec­tif majeur l’automobile. Not­er que les piles à com­bustibles car­bonés ne résoudraient qu’en faible par­tie le prob­lème de l’accroissement de l’effet de serre.

Stock­age de l’électricité sous forme légère, peu encom­brante et cor­re­spon­dant notam­ment aux besoins de la voiture par­ti­c­ulière. Une solu­tion effi­cace sera-t-elle enfin trouvée ?

Usages de l’énergie : ils dépen­dront des formes d’énergie, de leurs vecteurs et des tech­nolo­gies sup­port. Par exem­ple l’hydrogène sera-t-il util­isé dans des moteurs ther­miques ou dans des piles à com­bustible ? Si stock­age et trans­port de l’hydrogène ne sont pas maîtrisés, ira-t-on vers un max­i­mum de trans­ports en com­mun et de trans­ports de marchan­dis­es con­ti­nen­taux élec­tri­fiés et un développe­ment, pour les marchan­dis­es, du fer­routage, du flu­vial et du cabotage ?

Les aspects socié­taux présideront, eux aus­si, à l’avenir énergé­tique : les hommes recon­naîtront-ils, accepteront- ils ou refuseront-ils les risques asso­ciés aux GES (le change­ment cli­ma­tique), aux bar­rages hydroélec­triques, aux réac­teurs nucléaires, à ceux d’aujourd’hui qui fonc­tion­neront encore quelques décen­nies et aux réac­teurs du futur, ceux de G IV, qui fonc­tion­neront encore durant la pre­mière moitié du XXI­Ie siè­cle ; accepteront- ils les risques asso­ciés aux trans­ports routiers ; accepteront-ils, exigeront- ils, refuseront-ils que le développe­ment devi­enne durable mais aus­si uni­versel ; voudront-ils qu’une gou­ver­nance mon­di­ale plus ou moins généreuse, plus ou moins direc­tive se sub­stitue à un libéral­isme par­fois extrême et que cette gou­ver­nance mon­di­ale con­duise à un comble­ment plus rapi­de du fos­sé de richess­es qui sépare les rich­es (≥ 1 Ghab en 2000) des moins rich­es et des pau­vres (≈ 5 Ghab) ?

Quelles seront les capac­ités socié­tales à ne plus gaspiller l’énergie (OCDE) ou à se dévelop­per sans la gaspiller (non-OCDE)? Par exem­ple, dans le ter­ti­aire et l’habitat de l’OCDE saura-t-on met­tre en oeu­vre les for­mi­da­bles gise­ments d’économies poten­tielles d’énergie d’ores et déjà iden­ti­fiés. Notons à ce pro­pos, plus générale­ment, que, au-delà d’une con­som­ma­tion par habi­tant supérieure au tiers de celle des habi­tants de l’OCDE, on ne voit plus de rela­tion entre l’espérance de vie à la nais­sance et la con­som­ma­tion d’énergie.

L’augmentation des prix de l’énergie sera-t-elle le prin­ci­pal out­il de mod­éra­tion de la con­som­ma­tion au risque de favoris­er les rich­es ? Quel sera l’impact énergé­tique de la dématéri­al­i­sa­tion du PIB des rich­es (~ OCDE)? Quand, à quel rythme et jusqu’à quel point inter­vien­dra une telle dématéri­al­i­sa­tion dans les pays non- OCDE ?

Les hommes priv­ilégieront-ils le rationnel ou l’irrationnel ? Quelle sera l’attitude des gou­ver­nants ? Les coûts énergé­tiques seront-ils le pro­mo­teur de la sagesse ?

Remar­que : Le souci d’économies d’énergie n’est que la con­séquence de deux prob­lèmes primordiaux :

1) épuise­ments prob­a­bles et prochains (≤ 2100?) du pét­role et du gaz d’où renchérisse­ment inévitable et con­séquent de ces deux sources d’énergie, ain­si que du char­bon par effet de concurrence ;

2) risque de change­ment cli­ma­tique lié aux con­som­ma­tions de fos­siles car­bonés. Si les hommes par­ve­naient à maîtris­er des sources d’énergie à la fois bon marché, pro­pres et inépuis­ables ou qua­si inépuis­ables, alors l’objectif d’économies d’énergie aurait-il encore un sens ? Momen­tané­ment (quelques décen­nies, peutêtre un demi ou un siè­cle), le poids énorme (> 80%) des fos­siles car­bonés dans le bilan énergé­tique mon­di­al et l’inertie socié­tale face au car­ac­tère prochain voire immé­di­at de ces deux men­aces font qu’il est urgent d’économiser l’énergie.

Bref, beau­coup de ques­tions, beau­coup d’espoirs, beau­coup d’enjeux mais aus­si de for­mi­da­bles incer­ti­tudes. Trop d’incertitudes pour qu’on se lance dans l’exercice de prévi­sions. Et les solu­tions qui sor­tiront des actuels efforts de R & D deman­deront, avant qu’on les trou­ve et que l’on puisse les met­tre en oeu­vre, des décen­nies d’efforts coûteux.

Une fois mis­es en oeu­vre ces solu­tions vivront vraisem­blable­ment longtemps, cer­taine­ment au-delà de la fin du XXIe siècle.

La ques­tion du panora­ma énergé­tique à cet hori­zon est suff­isam­ment grave et les con­stantes de temps (de quelques décen­nies à cinquante ou cent ans) suff­isam­ment longues pour que l’élaboration de scé­nar­ios énergé­tiques 2050–2100 soit con­sid­érée comme une démarche pertinente.

Quatre scénarios

Les qua­tre scé­nar­ios étudiés exclu­ent l’hypothèse d’un cat­a­clysme plané­taire car alors l’exercice deviendrait sans intérêt : ni guerre uni­verselle, ni pandémie, ni météorite géante…

La fusion : l’hypothèse est ici que la fusion ne sera pas une source d’énergie avant, au mieux, 2100.

Pas d’hydrates de CH₄ dans nos scé­nar­ios. Cette hypothèse sig­ni­fie que d’autres ressources, moins chères, plus acces­si­bles et moins pénal­isantes pour l’en­vi­ron­nement sont sup­posées disponibles jusqu’en 2100.

La pop­u­la­tion mon­di­ale est sup­posée évoluer de la même façon dans les 4 scé­nar­ios : 6,1 Ghab en 2001 (1,1 OCDE + 5 non-OCDE) 9 en 2050 (1,1 + 7,9) et 10 (1,1 + 8,9) en 2100 ; la crois­sance est donc sup­posée se situer dans les seuls pays non-OCDE.

Le paramètre fon­da­teur, com­mun aux 4 scé­nar­ios, est le car­ac­tère plus ou moins vertueux du com­porte­ment des hommes.

Les paramètres sec­ondaires dont les « valeurs », vari­ables d’un scé­nario à l’autre, car­ac­térisent cha­cun de ces 4 scé­nar­ios sont : 

• gou­ver­nance énergé­tique mon­di­ale : à par­tir de quand et avec quelle rigueur ?
• atti­tude vis-à-vis des généra­tions futures : quel niveau de respon­s­abil­ité et à par­tir de quand ? développe­ment durable ;.
• atti­tude (générosité, efforts d’é­d­u­ca­tion, trans­mis­sion de savoir faire) des pays rich­es (OCDE) vis-à-vis des PVD ;
• recon­nais­sance du risque cli­ma­tique : à par­tir de quand et avec quelle rigueur ;
• recon­nais­sance des risques d’épuise­ment pét­role, gaz : tout de suite ou plus tard ou igno­rance pure et simple ;
• efforts d’ef­fi­cac­ité énergé­tique : tout de suite ou plus tard ; plus ou moins vigoureux ;
• course au PIB : dans l’OCDE freinage ou continuité ;
• accep­ta­tion du nucléaire : quand et quel niveau d’universalité ;
• >la séques­tra­tion du CO2 : beau­coup, un peu ou pas du tout ; bien­tôt ou plus tard.

Quatre scénarios du futur, dont 2 extrêmes encadrent l’évolution imaginable du panorama énergétique mondial. (Tableau 1)

a) Un scénario laxiste SSS (Scénario Sans Souci)

Point de repère extrême et insup­port­able : celui du con­ser­vatisme extrême.

Les généra­tions actuelles assumant les prob­lèmes posés par l’héritage reçu de leurs ancêtres, ce scé­nario SSS sup­pose que les généra­tions futures assumeront de même l’héritage qu’elles recevront. Change­ment cli­ma­tique et épuise­ment des ressources de pét­role et gaz sont ignorés.

Les pays rich­es sont sup­posés ne pas chang­er de com­porte­ment ; les pays non-OCDE sont sup­posés se met­tre dans le sil­lage des riches

Les cours­es au PIB et à la con­som­ma­tion per­durent ; les pays Non-OCDE se met­tent dans cette course. En 100 ans le PIB mon­di­al est qua­si­ment quin­tu­plé, prin­ci­pale­ment au prof­it des pays Non-OCDE dont le PIB serait, lui, décuplé.

Aucun effort d’é­conomies d’én­ergie : l’in­ten­sité énergé­tique (con­som­ma­tion d’én­ergie par unité de PIB) reste sen­si­ble­ment sta­ble, à son niveau de l’an­née 2000.

Quelques chiffres 2100 résu­ment le scé­nario SSS : La Con­som­ma­tion mon­di­ale d’En­ergie Pri­maire (CEP) est, en 2100, voi­sine de 50 Gtep, presque quin­tu­ple de celle de 2000 (10 Gtep) ; les pays non-OCDE con­som­meront 85% du total mon­di­al au lieu de 45% en 2000 ; les éner­gies fos­siles car­bonées (pét­role + gaz naturel + char­bon) pèseront, comme en 2001 près de 80% du bilan énergé­tique mon­di­al ; le nucléaire 7% (comme en 2001); les ENR (vent, soleil, géother­mie) dis­parais­sent (0,5% en 2001); la teneur de l’at­mo­sphère en CO2 (la part du CO2 issue des com­bustibles fos­siles car­bonés) est, en 2100, le triple de celle de 2000. (voir fig­ures 1, 2 et 3)

b) Un scénario SVa vertueux à l’extrême et immédiatement.

Ce scé­nario SVa, inac­ces­si­ble point de repère, est l’autre extrême des com­porte­ments imaginables.

Fig­ure 1
Con­som­ma­tion d’énergie pri­maire (CEP)

Les hommes sont con­scients des grands prob­lèmes et jugent immi­nents les dan­gers : épuise­ments prochains (quelques décen­nies, au mieux fin de siè­cle) du pét­role et du gaz naturel ; risque cli­ma­tique avéré et pris en compte. S’y ajoute la recon­nais­sance du car­ac­tère dan­gereux pour la paix du monde de l’iné­gale répar­ti­tion des richess­es. Les prix de l’én­ergie ajoutent leurs effets salu­taires en faveur de com­porte­ments moins « énergie-voraces »

Le car­ac­tère plané­taire de ces prob­lèmes con­duit les rich­es (OCDE) à don­ner immé­di­ate­ment aux pays non-OCDE l’ex­em­ple ou plutôt les exem­ples de l’ef­fi­cac­ité énergé­tique, de la pro­preté énergé­tique et de la mod­éra­tion du PIB ; les rich­es s’as­so­cient pour organ­is­er immé­di­ate­ment une gou­ver­nance énergé­tique mon­di­ale dont le pre­mier but est d’ac­célér­er l’en­richisse­ment des plus pau­vres, ceci dans un con­texte de bonne effi­cac­ité énergé­tique c‑à-d d’in­ten­sité énergé­tique décrois­sante. Cette gou­ver­nance vise à faire con­verg­er le développe­ment des pays non-OCDE vers une struc­ture de richess­es du même type que celle de l’OCDE. L’aide OCDE aux pays non-OCDE est, dans ce scé­nario SVa, tech­nologique et éduca­tive, une sorte de Plan Mar­shall plané­taire de four­ni­ture de matériel et de savoir-faire. Les prin­ci­paux axes de cette aide sont effi­cac­ité énergé­tique et cul­ture de sûreté (indis­pens­able au développe­ment mon­di­al du nucléaire).

L’élé­ment moteur du change­ment est le con­cept de développe­ment durable : d’abord la chas­se aux com­bustibles fos­siles car­bonés, le développe­ment des éner­gies pro­pres et abon­dantes mais aus­si la chas­se au gaspillage énergétique .

Le PIB / habi­tant de l’OCDE 2100 vs 2001 n’aug­mente pas et dimin­ue même légère­ment, ces pays rich­es aban­don­nant la course à l’ac­croisse­ment du PIB. Le PIB / hab non-OCDE (Asie, ex URSS et Europe Est / cen­trale) rejoint celui de l’OCDE en 2100 mais demeure en retard en Amérique latine et très en retard en Afrique. Aujour­d’hui (début xxi^e siè­cle) le niveau de PIB dans l’OCDE inter­dit tout développe­ment durable.

La dématéri­al­i­sa­tion du PIB des pays OCDE par­ticipe à la mod­éra­tion de leurs con­som­ma­tions d’én­er­gies. Cette dématéri­al­i­sa­tion du PIB dans les pays non-OCDE n’in­ter­vien­dra que dans la deux­ième moitié du xxi^e siè­cle, après qu’ils aient enfin acquis « la richesse matérielle ».

La chas­se aux fos­siles car­bonées (caus­es G.E.S et / ou épuise­ment pét­role et gaz) entraîn­era un développe­ment con­sid­érable de l’élec­tric­ité (nucléaire et pro­duite par les éner­gies nou­velles renou­ve­lables (ENR)) que seuls le solaire ther­mique (surtout dans les lat­i­tudes moyennes) et la géother­mie mod­éreront de façon significative.

L’in­ten­sité énergé­tique OCDE est sup­posée, à l’hori­zon 2100, dimin­uer de moitié vs 1990/2000. Cette hypothèse cor­re­spond grossière­ment aux résul­tats de l’é­tude d’ef­fi­cac­ité énergé­tique présen­tée dans l’é­tude Energie 2010–2020 du Com­mis­sari­at Général au Plan français. À l’im­age des efforts réal­isés par la Chine, qui a divisé par 2 son inten­sité énergé­tique entre 1990 et 2000 (Ref AIE), les pays non OCDE sont sup­posés, dans ce scé­nario SVa, ori­en­ter pré­co­ce­ment leur développe­ment dans un con­texte de bonne effi­cac­ité énergé­tique, ceci avec l’aide matérielle et éduca­tive de l’OCDE.

L’én­ergie nucléaire est sup­posée uni­verselle­ment accep­tée et recon­nue comme durable dès le milieu du siè­cle : cette accep­ta­tion est favorisée par :
1) les réac­teurs de 4ème généra­tion (GIV) à sécu­rité intrinsèque,
2) la mul­ti­pli­ca­tion par 100 des ressources fis­siles (ura­ni­um et tho­ri­um) grâce aux réac­teurs surgénéra­teurs (RNR et Sels fondus),
3) la recon­nais­sance socié­tale uni­verselle de la bonne ges­tion des déchets,
4) le développe­ment d’une bonne cul­ture de sûreté dans les pays non OCDE.

Fig­ure 2
CEP Monde-énergie (qua­tre scénarios)

 
Fig­ure 3
C0₂ dans l’atmosphère

Cette énergie nucléaire du futur saura fab­ri­quer de l’hy­drogène, par élec­trol­yse ou procédés ther­mochim­iques. Elle sera de plus « co-généra­trice » de chaleur et de dessale­ment d’eau : ses ren­de­ments énergé­tiques globaux seront donc claire­ment supérieurs (peut-être dou­bles) à ceux d’aujourd’hui.

Des tech­niques de séques­tra­tion du CO₂ sont maîtrisées, reçoivent une accep­ta­tion socié­tale et sont mis­es en œuvre. Elles sont toute­fois sup­posées ne per­me­t­tre de séquestr­er que 30% du CO₂ (gross­es indus­tries émettrices).(Figures 2 et 3) Quelques chiffres 2100 résu­ment le scé­nario SVa : La con­som­ma­tion mon­di­ale d’én­ergie pri­maire (CEP) avoi­sine en 2100 20 Gtep, presque dou­ble de celle de 2000 (10 Gtep) ; les pays non OCDE con­som­meront près des 3/4 du total mon­di­al au lieu de 45% en 2000 ; les éner­gies fos­siles car­bonées (pét­role + gaz naturel + char­bon) pèseront encore près du ¼ du bilan énergé­tique mon­di­al (à com­par­er à 80% en 2000) ; le nucléaire 45% (à com­par­er à 30% seule­ment dans la France de 2000); les ENR (vent, soleil, géother­mie) un bon 15% (0,5% en 2001); la teneur de l’at­mo­sphère en CO₂ com­mence à décroître dans la deux­ième moitié du siè­cle mais est encore, en 2100, supérieure de 50% à celle de 2000. (voir fig­ures 1, 2 et 3)

C’est donc l’é­cart SSS / SVa qui définit la plage dans laque­lle se situera, en 2100, le panora­ma énergé­tique mon­di­al imag­iné par ces scénarios.

c) Un scénario SVb raisonnablement vertueux mais pas tout de suite

La ver­tu ne com­mence à s’in­staller que dans 2 ou 3 décen­nies et de façon moins intense. Les paramètres décrits en SVa évolu­ent plus tard et moins vite.

La course au PIB / tête de l’OCDE ne se calme qu’après 2050. 

L’in­ten­sité énergé­tique OCDE et non OCDE sera maîtrisée plus tar­di­ve­ment et plus mollement

La séques­tra­tion du CO₂ est plus mod­este (20% du CO₂ séquestré en 2100).

Quelques chiffres 2100 résu­ment le scé­nario SVb :

La CEP¹ est, en 2100, presque triple de celle de 2000 ; les pays non OCDE con­som­meront env­i­ron 85% du total mon­di­al (45% en 2001) ; fos­siles car­bonés et nucléaire ont sen­si­ble­ment la même impor­tance et représen­tent, à elles 2, les ¾ du bilan énergé­tique mon­di­al ; les ENR 12% ; la teneur de l’at­mo­sphère en CO2 croît tout au long du siè­cle et atteint, en 2100, plus du dou­ble de la teneur 2000 mais la pro­gres­sion se ralen­tit après 2050. (voir fig­ures 1, 2 et 3)

d) Un scénario SVc encore plus modestement vertueux et encore plus tard

La ver­tu ne s’in­stallera que vers le milieu du siè­cle et modérément.

Les paramètres décrits en SVa évolu­ent donc encore plus tard et encore moins vite qu’en SVb.

Le PIB /habitant de l’OCDE ne cesse pas de croître d’i­ci la fin du siècle.

Les efforts d’in­ten­sité énergé­tique se réduisent encore com­parés à SVb.

La séques­tra­tion du CO₂ n’est plus que de 10% en 2100

Quelques chiffres 2100 résu­ment le scé­nario SVc :

La CEP 2100 est proche du quadru­ple de celle de 2001 ; les pays non OCDE con­som­meront plus de 85% du total mon­di­al (45% en 2001) ; les fos­siles car­bonés pèsent 60% du bilan énergé­tique mon­di­al ; le nucléaire un bon 20% (7% en 2001) ; les ENR (vent, soleil et géother­mie) 6% ; la teneur de l’at­mo­sphère en CO2 croît tout au long du siè­cle et atteint, en 2100, près du triple de la teneur 2000 ; sa pro­gres­sion se ralen­tit à peine en 2100. (voir fig­ures 1, 2 et 3)

Ces 4 scé­nar­ios sont-ils recevables ?
Les pics de pro­duc­tion de pét­role et de gaz se pro­duiront très vraisem­blable­ment durant la pre­mière moitié du siècle.
Le scé­nario SVa (« hyper-vertueux immé­di­ate­ment) s’en accom­mod­erait vraisemblablement.
Au con­traire, le scé­nario SVb (« raisonnable­ment vertueux un peu plus tard) n’est prob­a­ble­ment pas com­pat­i­ble avec ces 2 pics de pro­duc­tion même si la con­ver­sion du char­bon (aux ressources plané­taires abon­dantes et bien dis­tribuées géo­graphique­ment) en com­bustibles liq­uides et en gaz est pro­pre à retarder le problème.
Quant aux scé­nar­ios SVc (mod­éré­ment vertueux à compter de 2050) et SSS, à coup sûr ils ne passent pas : leur seule ver­tu est de met­tre en évi­dence le car­ac­tère incon­tourn­able d’une mod­i­fi­ca­tion dras­tique et immé­di­ate des comportements.

Les marges de manœuvre

Les usages énergétiques

Les prin­ci­paux gise­ments d’é­conomies se situent dans les trans­ports (en 2001 : 26% de la Con­som­ma­tion Finale d’En­ergie (CFE : voir au § 2 ci-après ce qui dis­tingue CFE de CEP) et dans l’ensem­ble dit « Autres secteurs » (en 2001 : 40% de la CFE) qui com­prend en par­ti­c­uli­er l’habi­tat, le ter­ti­aire et les ser­vices publics. (don­nées AIE 2003).

Remar­que : Les indus­triels (en 2001 : 31% de la CFE), motivés par le souci de com­péti­tiv­ité, ont fait des efforts con­sid­érables d’é­conomies d’én­ergie depuis plusieurs décen­nies (75% de la CFE en 1973). Ils approchent de l’asymptote.

Certes cette asymp­tote s’abais­sera à cause de l’aug­men­ta­tion des prix de l’én­ergie entraînée par les pénuries prévis­i­bles de pét­role et gaz naturel. Mais les économies sup­plé­men­taires à espér­er dans le domaine indus­triel sont mod­estes com­parées au poten­tiel d’é­conomies dans les trans­ports, l’habi­tat et le ter­ti­aire. Une baisse sig­ni­fica­tive des con­som­ma­tions indus­trielles ne pour­raient venir que d’un évène­ment socié­tal majeur : fin de la société de con­som­ma­tion au sens de fin du gaspillage. L’a­gri­cul­ture ne pèse que 1 à 2% de la CFE mon­di­ale et ne peut donc représen­ter un gise­ment sig­ni­fi­catif d’é­conomies d’énergie.

Les vecteurs énergétiques

C’est la forme sous laque­lle l’én­ergie finale est consommée.

Le pét­role en terre est une énergie ; l’essence un vecteur énergé­tique, comme l’élec­tric­ité. La fab­ri­ca­tion des vecteurs énergé­tiques est très « éner­givo­race » et ceci de plus en plus : en 2001 elle coû­tait ⅓ de la con­som­ma­tion d’én­ergie pri­maire (CEP) à com­par­er à ¼ en 1973. Une expli­ca­tion à cette évo­lu­tion : la part de l’élec­tric­ité dans la CFE aug­mente et, plus générale­ment, l’én­ergie finale est de plus en plus sophis­tiquée (ex : il faut plus d’én­ergie pour fab­ri­quer un litre d’essence en 2001 qu’en 1973).

Les vecteurs sont en con­cur­rence per­ma­nente et le « résul­tat des cours­es » évolue avec les coûts énergé­tiques (mais égale­ment socié­taux, san­i­taires et envi­ron­nemen­taux) asso­ciés à chaque vecteur : ther­mies ↔ élec­tric­ité ; Ther­mies solaires, bio, ou géother­miques ↔ ther­mies ex fos­siles car­bonés ; Élec­tric­ité ↔ car­bu­rants ; Elec­tric­ité nucléaire ↔ élec­tric­ité renou­ve­lable ; Hydrogène ↔ car­bu­rants pétroliers (?); Hydrogène solaire ou bio ↔ hydrogène nucléaire.

Les gaspillages de la société de consommation

La société de con­som­ma­tion fab­rique de l’ob­so­les­cence anticipée et emplit les poubelles d’ob­jets non pas usés mais démod­és. Est-ce durable ? Vraisem­blable­ment NON. Une ques­tion socié­tale sur­git : l’avenir sera-t-il à « Avoir moins et Être plus » ou à « Avoir et Être autrement » étant enten­du que « Être » con­somme moins d’én­ergie que « Avoir ».

La dématérialisation du PIB

Elle est vraisem­blable­ment déjà engagée dans cer­taines couch­es sociales des pays de l’OCDE ; reste à savoir si elle s’é­ten­dra et à quel rythme. Quant aux pays non OCDE, on ne peut imag­in­er une dématéri­al­i­sa­tion du PIB qu’après l’ac­cès de leurs pop­u­la­tions au néces­saire : nom­bre de PVD en sont encore loin.

Il est raisonnable de penser que les coûts énergé­tiques seront l’un des prin­ci­paux moteurs de cette dématéri­al­i­sa­tion, con­cept qui, lui aus­si, pose la ques­tion « Être ou Avoir »

Les coûts

Bien que cette démarche « scé­nar­ios » ne soit pas une démarche « prévi­sion », on peut con­sid­ér­er comme qua­si cer­tain que le monde con­naî­tra, au cours de ce siè­cle, des con­ver­sions énergé­tiques majeures et coû­teuses : nucléaire et ENR prin­ci­pale­ment, mais aus­si explo­rations minières (pét­role, gaz…) plus dif­fi­ciles, séques­tra­tion du carbone…

Pour caus­es d’hori­zons trop loin­tains et de nou­veautés tech­nologiques qui n’en sont encore qu’au stade R&D, il n’est pas sérieux de pré­ten­dre répon­dre à la ques­tion du coût.

Le cas du nucléaire mérite cepen­dant atten­tion car, dans les 3 scé­nar­ios « vertueux », SVa, SVb et SVc, son développe­ment est sig­ni­fi­catif. D’autre part, alors qu’il pro­duit le kWh le moins cher, l’in­vestisse­ment qu’il demande est lourd. Une approche grossière est pos­si­ble : à l’hori­zon 2100, le nucléaire pèserait de l’or­dre de 10 Gtep/an et exig­erait ain­si la con­struc­tion, sur 100 ans, de 5000 GW de puis­sance instal­lée soit, au coût de 3$/W (cycle com­plet : explo­ration, pro­duc­tion de min­erai, traite­ment, enrichisse­ment, fab­ri­ca­tion du com­bustible, con­struc­tion des réac­teurs, retraite­ment des com­bustibles usés et ges­tion des déchets), 15000 G$ ou, en moyenne chaque année et pen­dant 100 ans, 1 à 2‰ du pro­duit brut mon­di­al. Not­er ici que le pro­gramme nucléaire français a coûté chaque année et durant 25 ans, 4‰ du PIB de notre pays.

Aux con­di­tions actuelles, le développe­ment des ENR coûterait encore plus cher : mais elles sont jeunes et sus­cep­ti­bles de diminu­tions sig­ni­fica­tives de leurs coûts d’investissement.

Espoirs et problèmes

Ils sont multiples mais 2 sujets retiennent particulièrement l’attention :

a). Les transports :

si, à l’im­age des USA, l’au­to­mo­bile (aujour­d’hui en jouis­sent dans le monde 1 habi­tant sur 4, bien­tôt 1 sur 3) envahit les pays non OCDE (c’est en cours en Chine et en Inde soit 40% de la pop­u­la­tion mon­di­ale pour l’ensem­ble de ces 2 seuls pays) et ceci de façon pérenne, la route va pos­er le dou­ble prob­lème de l’épuise­ment du pétrole/gaz (même si le char­bon peut être un sub­sti­tut tem­po­raire) et du risque cli­ma­tique. Avec deux voies d’e­spoir : l’hy­drogène et l’électricité.

L’hy­drogène : il en faudrait, à l’hori­zon 2100 et pour 2 mil­liards de véhicules (700 mil­lions aujour­d’hui), au moins 1 Gt/an dans le meilleur des cas (piles à hydrogène), au pire 2 fois plus (moteurs ther­miques ali­men­tés à l’hy­drogène). On sait le fab­ri­quer, c’est très cher et sa fab­ri­ca­tion et sa mise en œuvre exi­gent, avec les procédés maîtrisés aujour­d’hui, au moins 2 fois plus d’én­ergie qu’il n’en restituera ; on peut croire que l’on saura faire mieux et moins cher. Mais il fau­dra le stock­er, le trans­porter, le met­tre à bord des véhicules : ou bien sous 700 bars, ou à ‑253°c ou sous forme d’hy­drures. Ces prob­lèmes sont à l’é­tude : ils néces­siteront des rup­tures sci­en­tifiques et tech­nologiques. Seront-elles réussies ? Il faut beau­coup d’imag­i­na­tion et de con­fi­ance dans les chercheurs pour y croire, comme le Prési­dent Bush.

Les trans­ports élec­triques : dans quelques décen­nies le chemin de fer à grande vitesse aura peut-être détrôné l’avion sur les dis­tances de 2 à 3000 kms comme il l’a détrôné sur Paris-Mar­seille. Quant au match fer-voiture son issue dépen­dra du coût du pét­role, du risque cli­ma­tique, de la maîtrise de la solu­tion hydrogène, de l’is­sue (très dou­teuse) des recherch­es sur le stock­age d’élec­tric­ité mas­sif, léger et peu encom­brant, …et de la capac­ité des sociétés de chemin de fer à faciliter les trans­ports d’extrémité.

Les trans­ports de marchan­dis­es, con­fron­tés aux mêmes prob­lèmes, se détourneront peut-être de la route au prof­it du fer­routage, du flu­vial, du cab­o­tage et du trans­port de camions par bateau.

b. La captation et la séquestration du carbone

Aujour­d’hui les hommes déposent chaque année et pour l’é­ter­nité, dans leur biosphère, 7 Gt de C provenant des com­bustibles fos­siles. Tout tran­site par l’at­mo­sphère sous forme de 25 Gt/an de CO₂ : la moitié est rapi­de­ment reprise par le sol, la végé­ta­tion et les océans ; l’autre moitié séjourne une cen­taine d’an­nées dans l’at­mo­sphère, créant le risque cli­ma­tique. Il sem­ble que cette men­ace soit plus proche de nous que l’épuise­ment des fos­siles car­bonés. D’où l’idée de séquestr­er le gaz car­bonique. Plusieurs voies sont explorées : séques­tra­tion géologique (puits de pét­role ou de gaz avec pro­duc­tions addi­tion­nelles de pét­role et de gaz ; veines char­bon­nières avec pro­duc­tion de méthane ; dômes de sel) ; séques­tra­tion océanique en eaux pro­fondes (avec risque de resti­tu­tion ultérieure à l’at­mo­sphère); séques­tra­tion ter­restre. Un effort inter­na­tion­al de R & D est con­duit par le Car­bon Seques­tra­tion Lead­er­ship Forum (CSLF). 17 pays, dont la France, y par­ticipent. Il est clair que toutes les voies explorées soulèvent des prob­lèmes envi­ron­nemen­taux. Quelques sites de séques­tra­tion géologique de CO₂ sont d’ores et déjà exploités aux USA et au Canada.

CONCLUSIONS

Une vague de rup­tures sci­en­tifiques et tech­niques vien­dra à l’ap­pui des con­ver­sions énergétiques.

Le bon sens socié­tal et le courage poli­tique per­me­t­tront-ils la mise en œuvre de ces conversions ?

Bien­tôt un nuage plané­taire de gaz car­bonique ? Aujour­d’hui : un océan d’incertitudes.….dont on pressent les frontières.

Le panora­ma énergé­tique des 21ème et 22ème siè­cles dépen­dra de la capac­ité socié­tale à accepter ou à refuser les risques asso­ciés à l’ac­croisse­ment de l’ef­fet de serre, ceux liés à l’én­ergie nucléaire, aux trans­ports indi­vidu­els et à l’épuise­ment des éner­gies fos­siles. Il dépen­dra aus­si des efforts d’ef­fi­cac­ité énergé­tique et de la volon­té de se préoc­cu­per des prochaines généra­tions. In fine, ce panora­ma dépen­dra du choix que fer­ont les hommes entre le rationnel et l’ir­ra­tionnel. Un haut fonc­tion­naire de la Com­mis­sion Européenne dis­ait en novem­bre 2001 « Ceux qui veu­lent à la fois réduire les émis­sions de gaz à effet de serre, sor­tir du nucléaire, avoir une sécu­rité d’ap­pro­vi­sion­nement et sont con­tre les éoli­ennes car c’est mau­vais pour les oiseaux vont devoir faire des choix. ».

Une remar­que par­ti­c­ulière à l’én­ergie nucléaire : elle est jeune, a l’âge qu’avait le chemin de fer en 1880. Vouloir « Sor­tir du Nucléaire » est un com­bat d’ar­rière-garde auquel il faut sub­stituer une lutte en vue d’un nucléaire durable, encore plus sûr et encore plus propre.

Durant une grande par­tie de ce siè­cle les bien­tôt 10 mil­liards d’hommes auront besoin de toutes les éner­gies et, en toute hypothèse, plus que tout, d’EF­FI­CAC­ITÉ ÉNERGÉTIQUE. Il serait inéquitable que les prix de l’én­ergie en soient le seul moteur.

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Référence : toutes don­nées his­toriques sont issues de l’AIE « Key World Ener­gy Sta­tis­tics 2003 »

1. Con­som­ma­tion d’énergie primaire.

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