Transitions énergétiques, renouvelables et rationalisation : la réalité en face

Professeur émérite à l’Université de Manitoba, Canada

Est-il possible de remplacer les combustibles fossiles par des sources renouvelables comme le solaire et l’éolien ? La route est encore longue, et devra notamment passer par une utilisation différente de l’énergie.

Les transitions énergétiques ne sont pas nouvelles, mais jusqu’au XIXe siècle, elles étaient très lentes. À l’exception du Royaume-Uni (où le charbon prédominait déjà au XVIIe siècle), les grandes sociétés occidentales se reposaient principalement sur le bois comme source d’énergie jusqu’à la seconde moitié du XIXe siècle. Le charbon a commencé à dépasser la moitié des approvisionnements énergétiques français au début des années 1870, et la moitié de la demande des États-Unis au milieu des années 1880. Le bois, encore prépondérant dans le monde au XIXe siècle, n’a été dépassé par le charbon qu’au tout début du XXe.

En 1950, la biomasse traditionnelle représentait quelque 27 % des approvisionnements énergétiques mondiaux (et la majeure partie de ceux de la Chine et de l’Inde), contre environ 72 % pour les combustibles fossiles (charbon principalement), tandis que l’hydroélectricité dépassait à peine 1 % du total. À la fin du XXe siècle, la civilisation moderne est devenue encore plus tributaire des énergies fossiles : en termes absolus, les quantités extraites ont plus que quadruplé entre 1950 et 2000, pour atteindre environ 78 % de l’énergie primaire dans le monde, mais la biomasse traditionnelle en représentait encore près de 12 %. Les approvisionnements en énergies primaires modernes (charbon, pétrole brut et gaz naturel) ont donc représenté 90 % du total mondial en 2000, pour tomber à 86 % en 2015. Nous avons toujours su que notre dépendance vis-à-vis des combustibles fossiles serait temporaire et que, bien avant l’épuisement de ces immenses ressources, il deviendrait trop coûteux d’extraire le charbon de couches profondes et minces ou le pétrole et le gaz de petits gisements dans des environnements extrêmes. Il a toujours été inévitable de passer au nucléaire ou à la conversion moderne des flux d’énergie renouvelable. Si les ressources ou les moyens techniques de récupérer le charbon, le pétrole et le gaz à un coût abordable étaient les seules contraintes, nous pourrions envisager de nous reposer sur ces ressources encore un siècle, voire plus. Le réchauffement planétaire a rendu la transition vers des énergies non carbonées urgente, mais nous devons néanmoins être réalistes quant à l’ampleur et à la vitesse du changement.

En 2015, la principale contribution non fossile était celle de l’hydroélectricité (environ 6 %) et, bien qu’il reste des possibilités de l’exploiter à grande échelle en Asie, Afrique ou Amérique latine, les limites de la ressource et les considérations environnementales assombrissent la perspective ne serait-ce que de doubler cette part. La fission nucléaire assure aujourd’hui moins de 5 % de l’approvisionnement mondial en énergie primaire et fait l’objet de certains plans ambitieux d’expansion en Asie, mais stagne ou décline dans les pays de l’OCDE ; il est donc improbable qu’elle devienne une énergie sans carbone de premier plan à court terme.

Le solaire, l’éolien et les biocarburants modernes ne représentent actuellement que 3 % de l’approvisionnement mondial en énergie primaire. La Chine, après des années d’augmentation record de ses capacités solaire et éolienne, en a tiré moins de 2 % de son énergie en 2014. L’électricité éolienne et solaire est beaucoup plus importante dans certains pays de l’UE, mais même l’Allemagne, dont l’Energiewende a accéléré l’adoption des nouvelles sources renouvelables, a produit en 2014 quelque 15 % d’électricité solaire ou éolienne, contre 55 % environ d’origine fossile. Aller plus loin, disons jusqu’à 40-50 % de renouvelables, sera techniquement et économiquement très difficile car, en raison de l’intermittence de ces sources, il faudra une plus grande réserve de puissance pour satisfaire la demande la nuit et les jours sans soleil ou vent, de meilleures interconnexions haute tension et davantage de stockage à grande échelle de l’électricité, notamment pour des villes entières, plus de la moitié de la population mondiale actuelle étant urbaine.

Toutefois, il est moins problématique d’accroître les parts du solaire et de l’éolien que de se passer de carburants fossiles dans les transports. Les biocarburants sont une solution évidente, mais très peu de pays peuvent affecter à leur production autant de terres que les États-Unis, où leur part ne représente pourtant même pas 8 % de la consommation totale d’énergie dévolue aux transports. La production mondiale de biocarburants modernes (éthanol et biogazole) fournit à peine 3 % des quelque 2,5 milliards de tonnes d’équivalent pétrole consommées par les transports. Densités de puissance et rendements énergétiques faibles, demande d’eau et détérioration de l’environnement sont les limites les plus évidentes de cette production, et les biocarburants de deuxième génération tant vantés (issus de résidus végétaux) ne sont pas encore produits à l’échelle industrielle.

Surtout, certains grands secteurs n’ont aucune alternative pour obtenir les milliards de tonnes de produits de substitution dont ils ont besoin. À travers le monde, environ un milliard de tonnes de charbon est destiné à la production de coke, matière première essentielle dans la sidérurgie, alors que la réduction directe de fer ne représente que 5 % de la production totale de métal (et qu’elle est généralement alimentée par un autre combustible fossile, le gaz). Les utilisations non énergétiques des combustibles fossiles sont également déterminantes : plus de 500 millions de tonnes de pétrole brut et de gaz naturel servent de matières premières aux plastiques, engrais et autres produits chimiques, et plus de 100 millions de tonnes de brut deviennent des lubrifiants ou des matériaux de revêtement (asphalte).

Réduire le gaspillage

Il reste donc beaucoup à faire : modifier les subventions – les supprimer pour les énergies fossiles et les renforcer pour les renouvelables –, fixer des objectifs de production obligatoires et intensifier la R-D sont des mesures qui pourraient accélérer la transition vers le renouvelable, mais non remplacer en quelques décennies toutes les énergies fossiles, indispensables notamment au développement de nombre de pays à faible revenu. Les combustibles fossiles seront encore prépondérants dans l’approvisionnement énergétique mondial en 2050, mais leur consommation absolue devrait baisser régulièrement, notamment dans les pays de l’OCDE et si nous nous engageons à rationnaliser notre consommation d’énergie.

L’adoption généralisée des meilleures techniques de conversion disponibles ne suffit pas : même si les avions, navires et camions sont plus sobres, nous consommons davantage de carburants aujourd’hui car nous voyageons et échangeons davantage. Les économies riches doivent simplement trouver des moyens de réduire leur consommation moyenne d’énergie par habitant, notamment en s’attaquant à leur énorme gaspillage alimentaire (environ 40 %) et en rationalisant les transports. Elles amélioreraient ainsi le bien-être et la balance commerciale, tout en réduisant leurs émissions de CO2.

N’oublions pas que l’action la moins nocive pour le climat n’est pas l’adoption de nouvelles techniques pour produire davantage d’énergie par différents moyens, mais simplement la réduction de la consommation. Il n’a jamais été plus souhaitable de « faire plus avec moins » que dans la lutte contre la hausse des concentrations atmosphériques de CO2.

*Vaclav Smil est membre de la Société royale du Canada et de l’Ordre du Canada, et l’auteur d’une quarantaine de publications interdisciplinaires sur l’énergie, l’environnement, les progrès techniques, l’alimentation et la démographie. Pour en savoir plus sur les thèmes abordés dans cet article, voir ses ouvrages Energy Transitions (2010), Harvesting the Biosphere (2013) et Power Density (2015).

Smil, Vaclav (2006), « L’énergie au XXIe siècle : quelques pistes de réflexion », L’Observateur de l’OCDE n° 258-259, décembre 2006

©L'Observateur de l'OCDE n°304 novembre 2015




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