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L'énergie à découvert

 | 
Rémy Mosseri
, 
Catherine Jeandel

Première partie. Introduction

1. Les dynamiques mondiales de l’énergie

Patrick Criqui

Texte intégral

1À la fin du XVIIIe siècle, le monde consommait moins de 250 millions de tonnes équivalent pétrole* (Mtep), essentiellement sous forme de bois et plus accessoirement sous forme d’énergie éolienne (moulins et bateaux à voile) ou hydraulique. La révolution industrielle du début du XIXe siècle est aussi celle des énergies fossiles. D’abord la révolution du charbon qui, couplé à la machine à vapeur, permet l’industrie moderne et le chemin de fer, et qui donne à l’Angleterre la suprématie économique, au temps du Rule Britannia (chanson écrite pour célébrer la puissance navale et économique de l’Angleterre). Le XXe siècle est, dans cette perspective, celui du pétrole et de l’automobile, éléments constitutifs initiaux de la puissance économique des États-Unis et de l’American way of life. De 1900 à 1950, la consommation mondiale d’énergie double, passant de 1 à 2 milliards de tep (Gtep), puis c’est l’accélération et la multiplication par 6 entre 1950 et 2010. Il n’aura fallu que soixante ans pour passer de 2 à 12 Gtep : un instant seulement à l’échelle de l’histoire humaine Cette. croissance de la consommation mondiale est la résultante de trajectoires très contrastées selon les régions. La consommation d’énergie permet de satisfaire des besoins élémentaires – confort thermique dans le bâtiment transports,, production de biens industriels transfert, et stockage d’informations – et ces besoins dépendent des conditions physiques, historiques et sociales propres à chaque société. Par-delà les différences de modèle énergétique, le fait majeur depuis la fin du XXe siècle est le début du rattrapage par les pays émergents. Ce phénomène explique l’essentiel de la croissance de la consommation mondiale depuis lors. Le doublement de cette consommation à l’horizon 2050, anticipé par la plupart des prospectives, pose un double problème : celui de la raréfaction possible de certaines sources fossiles et, sans doute plus grave encore, celui de l’accumulation du CO2 énergétique dans l’atmosphère, principale cause du changement climatique anthropique.

Fig. 1 –. Inégalités énergétiques et trajectoires de consommations par habitant. Pour chaque pays, les dernières correspondent à 2010. Source : Gapminder.org

Des « modèles énergétiques » différents d’une région du monde à l’autre

2Le développement des sociétés modernes s’est accompagné d’une augmentation significative de la consommation d’énergie primaire*, en valeur absolue et par habitant. Mais la relation entre le Produit intérieur brut (PIB*) par habitant et la consommation d’énergie n’est pas linéaire et les trajectoires nationales sont différentes. Pour simplifier, on distinguera le modèle énergétique américain, partagé par les autres grands pays industrialisés ayant une faible densité de population et à ressources énergétiques abondantes, comme le Canada ou l’Australie. Ce modèle se caractérise par une forte intensité en transports et par des équipements ménagers, automobiles ou industriels très consommateurs : un habitant des États-Unis consomme près de 8 tep/an, même si cette consommation par tête a cessé de croître depuis le début des années 1980. Le modèle européen ou japonais, avec des pays historiquement plus denses et aux ressources énergétiques plus limitées, conduit à des consommations par habitant moitiés moindres, de l’ordre de 4 tep/an ! Enfin, les pays émergents sont aujourd’hui au début de leur développement énergétique, mais le rattrapage a commencé. En Chine, la consommation est aujourd’hui de 1,7 tep/hab/an, au Brésil de 1,3 ; et en Inde de 0,6. Une des clés de l’avenir énergétique est de savoir sur quelle trajectoire de consommation par tête à long terme les pays en développement vont se placer.

3Les principaux secteurs consommateurs d’énergie sont : i. le résidentiel-tertiaire pour le confort dans le bâtiment, ii. les transports de marchandises et de personnes, iii. la production industrielle et iv. les transformations de l’énergie. En 2010, dans les pays de l’OCDE, ces quatre grands secteurs représentaient des masses comparables : 1,32 Gtep dans le bâtiment, 1,18 dans les transports, 1,19 dans l’industrie (en comptant les différents usages des matières premières des produits énergétiques), 1,15 Gtep dans la production d’électricité ; à cette dernière composante il faut ajouter environ 0,56 Gtep de pertes dans les autres transformations, notamment les raffineries, ou dans le transport et la distribution. On arrive ainsi à 5,2 Gtep d’énergie primaire * pour les pays industrialisés, soit aujourd’hui un peu moins de la moitié de l’énergie consommée dans le monde.

Le poids croissant des pays émergents

4Longtemps les pays industrialisés ont dominé la scène énergétique mondiale, par le poids de leur consommation, mais aussi évidemment du fait du rôle joué par leurs grandes compagnies internationales. Mais la scène énergétique a déjà changé.

5Après la Seconde Guerre mondiale, la consommation des pays alors dits « en développement » était négligeable, en 1965 elle ne représentait encore que 1 Gtep hors OCDE contre 2,6 Gtep dans l’OCDE. Le rattrapage fut progressif mais régulier jusque dans les années 1990. À partir du nouveau millénaire on assiste à une envolée des consommations dans les pays émergents, alors que la consommation des pays du Nord ralentit, puis décroît même avec la crise commençant en 2008. En dix ans seulement, la consommation des pays non-OCDE passe de 4 à 7 Gtep ; elle dépasse celle des pays OCDE en 2007 (en 2006 pour les émissions de CO2 énergétique). De plus en plus, l’avenir de l’énergie− consommation, production, investissements − se joue au Sud (figure 2).

Fig. 2 – Les dynamiques contrastées de la consommation (Mtep). Source : BP Statistical Review of World Energy 2012

6Il en va de même pour les entreprises. Dans le domaine du pétrole, le « cartel des sept sœurs » (Gulf, Mobil, TEXACO, EXXON, Chevron, BP et SHELL) a dominé sans partage, de 1928 jusqu’à l’arrivée des « nouveaux venus » dans les années 1960 puis les nationalisations dans les pays producteurs. Après la période des chocs et avec la montée des pays émergents, on compte aujourd’hui quatre compagnies issues des émergents dans le classement des 10 premiers pétrogaziers mondiaux, soit par ordre de chiffre d’affaires : SHELL, Exxon-Mobil, BP, Chevron, Total, Gasprom, PetroChina, ENI, Petrobras, Sinopec. Cela sans compter les autres compagnies des grands pays producteurs comme l’ARAMCO (Arabie Saoudite), qui par rapport à EXXON produit 10 fois plus en quantité de pétrole et dispose de réserves 20 fois plus importantes !

Fig. 3 – La compétition des énergies primaires (production mondiale en Mtep). Source : BP Statistical Review of World Energy 2012

Des énergies fossiles toujours largement dominantes

7Si l’on exclut la biomasse traditionnelle qui reste difficile à quantifier, les énergies fossiles représentent 87 % de l’approvisionnement total et cette part est remarquablement stable depuis les années 1990. Avec 4 Gtep/an, le pétrole est toujours la première énergie mondiale. Son atout est d’être… un liquide. Présentant une forte énergie volumique et massique, il est facilement transportable et stockable. Le gaz naturel est en progression constante et linéaire au cours des dernières décennies. L’histoire du charbon est plus complexe : après avoir été évincé par les hydrocarbures à partir des années 1960, le charbon connaît depuis 10 ans un regain d’intérêt, qui s’explique très clairement par la dynamique énergétique des émergents, au premier rang desquels la Chine, qui consomme aujourd’hui 49 % de tout le charbon mondial. À regarder les courbes des énergies primaires (figure 3), on peut penser que le charbon naguère qualifié d’énergie du passé peut redevenir la première énergie du XXIe siècle.

8L’hydraulique et le nucléaire, même si l’électricité est comptabilisée en équivalent à la production (cf. encadré) ne représentent aujourd’hui respectivement que 6 et 5 % de la production mondiale et leur croissance est lente. Il n’en va pas de même pour le solaire et l’éolien car leur croissance a été de 14 %/an dans les dix dernières années, mais leur part reste faible à 1,6 % du total en 2011.

Un futur à 2050 très problématique

9De manière assez surprenante, les grandes prospectives énergétiques mondiales, de l’Agence internationale de l’Énergie, du Département de l’Énergie Américain, du Conseil mondial de l’Énergie, de la Commission européenne, sont assez convergentes pour le futur énergétique mondial à 2050. Cela est vrai au moins pour les projections dites « business as usual » (soit, « au fil de l’eau »), c’est-à-dire les projections sans politiques affirmées. Pour la période 2000-2050, elles prédisent une augmentation de la population mondiale de 50 %, à 9-10 milliards ; un PIB mondial multiplié au moins par quatre ; une consommation mondiale d’énergie multipliée par deux, à 20-22 Gtep, soit 2,1 tep/hab. On remarquera que de tels scénarios supposent en eux-mêmes des gains d’efficacité énergétique très significatifs, puisqu’il faut déjà diviser par deux l’intensité énergétique* du PIB.

10Mais le problème majeur est que ces scénarios supposent toujours un fort appel aux énergies fossiles : si le pétrole et le gaz conventionnel connaissent un plateau de production – plutôt qu’un véritable pic – à partir de 2030-2040, et malgré la progression du nucléaire et des renouvelables, il faudra recourir de manière massive au charbon et aux hydrocarbures non conventionnels* (gaz et pétrole de schistes notamment). Or la planète pourrait ne pas le supporter : le doublement des émissions de GES* énergétique projeté dans ces scénarios conduit directement à des augmentations de température à long terme de 4 à 6 °C. D’où la nécessité impérative de quitter cette trajectoire et d’engager la transition énergétique qui devrait conduire non au doublement mais à la division par deux des émissions mondiales en 2050. Un programme extraordinairement ambitieux !

Deux systèmes sont possibles pour comptabiliser l’électricité primaire : l’équivalence à la production, qui comptabilise la chaleur qu’il faudrait entrer dans un cycle de Carnot* pour produire une quantité donnée d’électricité, soit 1 MWh = 0,22 tep ; ou bien l’équivalence à la consommation, qui comptabilise la chaleur qui serait dégagée par effet Joule par la même quantité d’électricité, avec 1 MWh = 0,086 tep, soit près de trois fois moins. Aucune des solutions n’est idéale, la seule chose que l’on puisse demander à un système est de comptabiliser de la même manière l’électricité hydraulique et nucléaire.

Table des illustrations

Légende Fig. 1 –. Inégalités énergétiques et trajectoires de consommations par habitant. Pour chaque pays, les dernières correspondent à 2010. Source : Gapminder.org
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Légende Fig. 2 – Les dynamiques contrastées de la consommation (Mtep). Source : BP Statistical Review of World Energy 2012
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Légende Fig. 3 – La compétition des énergies primaires (production mondiale en Mtep). Source : BP Statistical Review of World Energy 2012
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© CNRS Éditions, 2013

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