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La transition énergétique : enjeux et jeux d’acteurs

Changement climatique et futurs énergétiques

Une nécessité d’agir dès à présent

Afin d’atténuer les effets du changement climatique, il est indispensable d’agir dès à présent et d’engager la transition énergétique.

Il est encore possible de limiter à moins de 2°C le réchauffement climatique d’ici la fin du 21ème siècle par rapport à l’ère préindustrielle (1861-1880) mais le temps est compté. Pour ne pas franchir ce seuil fixé par la communauté internationale et réduire « le risque de conséquences graves, généralisées et irréversibles pour l’être humain et les écosystèmes », le GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat) indique la voie dans le rapport de synthèse de son cinquième rapport d’évaluation publié en novembre 2014 : les émissions de gaz à effet de serre (GES) devraient diminuer au niveau mondial de 40 à 70% entre 2010 et 2050, et tomber à zéro ou moins d’ici 2100.

Le rapport d’évaluation du GIEC, produit par plus de 830 scientifiques issus de plus de 80 pays, constitue l’évaluation la plus complète des changements climatiques jamais entreprise (cf. l’encadré « Qu’est-ce que le GIEC ? »). « Ce sont des résultats d’analyses scientifiques menées dans des communautés structurées » insiste Patrick Criqui. Comme le rappelle Franck Lecocq, ce « travail collectif » est le document de base, le socle commun de référence pour les négociateurs de la conférence internationale sur le climat de Paris, la COP21 , 21ème Conférence des parties de la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (CCNUCC, texte adopté lors du Sommet de la Terre de Rio de Janeiro en 1992) qui aura lieu du 30 novembre au 11 décembre 2015 et dont l’enjeu majeur est de parvenir à un accord international sur le climat, dans l’objectif de maintenir le réchauffement en deçà de 2°C.

La nécessité d’une décarbonation profonde des systèmes énergétiques apparaît clairement dans les travaux du GIEC, indique Patrick Criqui, elle fait partie « des résultats robustes et très utiles pour les exercices de prospective énergétique ». La notion de budget carbone est devenue un concept-clé : pour avoir une chance de maintenir la hausse des températures à 2°C (avec une probabilité supérieure à 66%), il ne faut pas dépasser 2 900 gigatonnes d’émissions totales de CO2 au cours du 21ème siècle, or entre 1870 et 2011, les deux tiers de ce total ont déjà été émis… « Notre situation peut d’une certaine manière s’apparenter à une voiture lancée à grande vitesse, observe l’économiste, les émissions augmentent très rapidement de décennie en décennie. Il nous faudrait donc freiner franchement pour parvenir à zéro émission dans la deuxième moitié du 21ème siècle, ce qui ne va pas être évident  ».

Les émissions de GES d’origine anthropique ont en effet augmenté plus fortement au cours de la dernière décennie 2000-2010 qu’entre 1970 et 2000 . Cette accélération est liée à la combustion d’énergie fossile ; elle est due en particulier au développement de la production d’électricité à partir de charbon en Asie, précise Franck Lecocq. Entre 1970 et 2000, les croissances économique et démographique ont entraîné une hausse des émissions de GES. Le CO2 émis par la combustion d’énergies fossiles et par les processus industriels a constitué l’essentiel du surcroît. Mais en parallèle, l’intensité carbone de l’énergie diminuait progressivement. Depuis 2000, la tendance s’inverse : le contenu carbone de l’énergie repart à la hausse en raison de l’utilisation accrue du charbon.

Le temps presse pour agir car, comme l’indique Patrick Criqui en se référant à des travaux de la Shell (Mountains and Oceans Scenarios, 2013), une trajectoire spontanée de laisser-faire, sans politique climatique volontaire de contrôle des émissions, se stabiliserait beaucoup trop tard par rapport à la nécessité avérée de réduire drastiquement les émissions de GES d’ici à 2050 pour rester dans la limite des 2°C de réchauffement climatique. Sans efforts supplémentaires pour réduire les émissions de GES, les scénarios du GIEC confirment que celles-ci se stabilisent à un niveau élevé et conduisent à des augmentations de la température moyenne du globe de 3,7 à 4,8 °C d’ici à 2100. « Les risques associés à des températures égales ou supérieures à 4°C incluent des extinctions substantielles d’espèces, de l’insécurité alimentaire mondiale et régionale, des contraintes conséquentes sur les activités humaines communes et un potentiel d’adaptation limité dans certains cas » écrit le GIEC dans son résumé du rapport de synthèse à l’intention des décideurs du 1er novembre 2014.

Déjà en 2006, le rapport Stern sur l’économie du changement climatique montrait qu’une hausse de 4°C signifiait des rétroactions positives importantes, des incertitudes et des coûts très élevés, entre 5 et 20% du Pib mondial devant être consacré à l’adaptation au changement climatique, rappelle Patrick Criqui. A l’inverse, dans le cadre du scénario à 2°C, les rétroactions sont limitées, les incertitudes réduites et les coûts beaucoup plus faibles (1 à 5% du Pib mondial) et davantage liés à la réduction des GES qu’à l’adaptation au changement climatique.

La question essentielle posée par le rapport du GIEC est bien de savoir comment il est possible de passer à la trajectoire RCP2.6 (compatible avec l’objectif des 2°C) et à quel coût, souligne Franck Lecocq. Il existe plusieurs scénarios d’atténuation capable de limiter à moins de 2°C le réchauffement mais tous montrent qu’il faut augmenter massivement et rapidement la part des énergies non carbonées (renouvelables, hydraulique, nucléaire) dans les systèmes énergétiques. Retarder l’atténuation de la baisse des émissions rend plus difficile la réalisation de l’objectif des 2°C. De plus, les scénarios d’action tardive sont beaucoup plus coûteux que ceux d’action précoce, remarque Patrick Criqui en se référant aux travaux du projet européen Ampere (www.ampere-project.eu). Selon les scénarios du GIEC, plus on laisse filer les émissions d’ici à 2030, plus leur réduction doit être drastique entre 2030 et 2050 (de 6% par an en moyenne). Il faudrait réduire les émissions de l’ordre de 3% par an d’ici à 2030 et même dans ce cas, le saut à franchir sera considérable, observe Franck Lecocq, car aujourd’hui l’augmentation moyenne des émissions de GES est environ de 2% par an.

L’atténuation des émissions de GES requiert des efforts dans tous les secteurs ; cependant, d’après les modèles du Giec, c’est dans le secteur de la production d’électricité que la hausse des émissions est la plus forte. Pour inverser la tendance, il faudrait produire massivement l’électricité à partir de la biomasse, explique Franck Lecocq, et séquestrer le carbone grâce à au stockage (CSC – capture et stockage de carbone). L’autre option serait de produire l’électricité majoritairement à partir des énergies renouvelables et de planter des millions d’hectares de forêts pour stocker le carbone.

Cela étant, la disponibilité de ces techniques à grande échelle est loin d’être assurée. Les technologies de CSC sont aujourd’hui à l’étape des tests et des démonstrateurs. Par ailleurs, la question de la disponibilité des sols pour faire de la bioénergie à grande échelle ou de la séquestration de carbone dans la biomasse se pose avec acuité. Beaucoup de travaux dans les domaines de la biologie, de la sécurité alimentaire ou de la préservation des écosystèmes s’interrogent sur le réalisme de telles options qui entrent en contradiction avec d’autres enjeux.

Enfin, les estimations des coûts de l’atténuation varient beaucoup, précise Franck Lecocq, en notant qu’elles dépendent largement des hypothèses sur la disponibilité des technologies et sur le fonctionnement des marchés. Les modèles d’évaluation intégrés se basent sur l’hypothèse d’un fonctionnement parfait des marchés dans lesquels les coûts d’ajustement sont négligés…

Tenir l’objectif des 2°C de hausse des températures moyennes est donc réalisable, à un coût « potentiellement raisonnable », conclut Franck Lecocq, mais sous plusieurs réserves : une atténuation rapide et importante des émissions de GES ; une forte disponibilité en terre ; une économie fonctionnant de manière fluide.

Construire la transition

Si l’objectif des + 2°C s’inscrit dans le long terme, à l’horizon 2100, c’est aujourd’hui qu’il faut tracer les chemins de la décarbonation. Dans un contexte de crise économique, que faire à court et à moyen terme ? La littérature scientifique, et par conséquent le rapport du GIEC, est moins fournie sur les transitions, note Franck Lecocq en soulignant que l’enjeu central, posé à l’échelle de chaque pays, est alors l’articulation entre les politiques de décarbonisation et les autres objectifs de développement (croissance, emploi, réduction des inégalités,…).
Certes, le rapport du GIEC discute de cette articulation, principalement sous l’angle des co-bénéfices en se penchant sur l’impact de la réduction des émissions de GES sur des enjeux environnementaux et sociaux. Il envisage cette articulation dans certains secteurs en privilégiant une approche intégrée. C’est le cas par exemple pour les politiques urbaines dont le climat n’est qu’une partie. Mais de manière générale, cette question de l’articulation entre environnement et développement reste sous explorée, déplore Franck Lecocq. Des travaux du CIRED (Centre international de recherche sur l’environnement et le développement) illustrent combien la transition se pose en des termes différents d’un pays à l’autre. En France, par exemple, la question de la réduction des émissions de GES s’articule avec des enjeux technologiques (sortie du nucléaire ou pas) et économiques ( taxation du travail, financement des retraites, …). Au Brésil, les questions sont centrées sur le futur de la filière bioénergie, l’utilisation des ressources fossiles offshore, la hausse du niveau de vie…

Afin de préparer la COP 21, les pays se livrent à ce type de réflexion intégrée car ils devront présenter à Paris leurs engagements en termes de politiques publiques pour leur transition énergétique ; ce sont les Intended Nationally Determined Contributions (INDCs). Le projet international Deep Decarbonization Pathways (DDPP,www.deepdecarbonization.org), lancé par Laurence Tubiana, nommée en 2014 représentante spéciale pour la Conférence de Paris sur le climat par le gouvernement français, et Jeffrey Sachs, conseiller spécial de Ban Ki-Moon, secrétaire général des Nations Unies, associe ainsi 15 pays qui chacun prépare des trajectoires de transition. Ce projet souligne la très grande diversité des solutions possibles pour engager la transition énergétique, remarque Patrick Criqui.

Les trajectoires en France

Le cas de la France, dont l’objectif est le facteur 4 , est éclairant. Les scénarios construits dans le cadre du débat national sur la transition énergétique (DNTE) illustrent la multiplicité des solutions.

Pour alimenter ce débat, qui a précédé le projet de loi sur «  la transition énergétique pour la croissance verte » , les experts se sont saisis de seize scénarios existants. « Nous les avons regroupés pour faire apparaître quatre grands scénarios structurels, appelés trajectoires, explique Patrick Criqui, ce sont des sortes d’idéaux types abstraits, contrastés mais cohérents qui balisent bien le champ des futurs ». Ces quatre trajectoires font plus ou moins appel à la réduction de la demande, aux énergies renouvelables et au nucléaire dans la production d’électricité à l’horizon 2050. Le scénario SOBriété se base sur 50% de réduction de la demande, 70% de renouvelables et une sortie du nucléaire. Le scénario EFFicacité se traduit par une réduction de 50% de la demande, 70% de renouvelables et 25% de nucléaire. Le scénario DIVersité signifie une réduction de 20% de la demande, 40% de renouvelables et 50% de nucléaire. Enfin, le scénario DECarbonisation par l’électricité réclame une réduction de la demande de 20%, 20% de renouvelables et 75% de nucléaire dans la production de l’électricité.

Le projet de loi sur la transition énergétique s’appuie implicitement sur le scénario EFFicacité, le « first best scenario », indique Patrick Criqui, même s’il y a débat, notamment entre l’Assemblée nationale et le Sénat, sur la part du nucléaire. Cette trajectoire réclame des actions concrètes dans trois domaines majeurs, le bâtiment, les transports et les énergies renouvelables.

Dans le bâtiment, elle suppose une réhabilitation à 100% du parc de logement d’ici à 2050. C’est un énorme défi mais aussi la voie principale pour réduire la consommation énergétique de 50%. Dans cette optique, d’importants investissements de réhabilitation thermique sont nécessaires. Et la facture totale – énergie + investissements - dépend beaucoup du taux d’actualisation, c’est-à-dire du coût du capital pour les ménages et les acteurs du secteur. « Quand ce taux est de 4%, on peut aller assez loin dans la réhabilitation thermique, avec un optimum de l’ordre de 60% pour la réhabilitation technique, observe Patrick Criqui, en revanche si ce taux est élevé, le schéma économique de cette réhabilitation devient critique ». La réalité montre d’ailleurs que depuis les chocs pétroliers, la France est très sous-optimale en termes d’efficacité énergétique ; c’est le « gap d’efficacité énergétique ».

Sans compter, comme l’observe Yves Bamberger, que le diable se cache dans les détails… Il en va ainsi de la réglementation thermique 2012 (RT 2012), issue du Grenelle de l’Environnement et entrée en vigueur le 1er janvier 2013 pour le secteur résidentiel. Basée sur l’énergie primaire , elle aboutit à développer les usages du gaz : 80% des bâtiments neufs dans le résidentiel utilisent le gaz pour le chauffage et l’eau chaude. Pour l’ancien directeur scientifique d’EDF, la situation est paradoxale au regard de la transition énergétique car ces bâtiments produisent six à sept fois plus de CO2 que s’ils fonctionnaient à l’électricité et ils participent à l’augmentation des importations de gaz. La raison ? Quand on consomme 1kwh de gaz, c’est un kwh qui est compté selon la RT 2012 ; rien de tel pour l’électricité : quand on consomme 1kwh d’électricité, ce n’est pas 1kwh en énergie primaire qui est compté mais 2,58 kwh, car on applique un facteur de conversion en raison du rendement des centrales thermiques classiques. Du fait de ce coefficient, pour deux habitations identiques, il faudrait donc que la consommation de kwh électrique soit 2,58 fois plus basse que la consommation de gaz…

En outre, la RT 2012 décourage l’installation de systèmes domotiques permettant de coupler les cumulus électriques à de la production locale ou nationale d’énergie renouvelable excédentaire pour chauffer l’eau. Ces systèmes, alliés de renouvelables, ne sont installés que dans 20% des habitations, déplore Yves Bamberger, or ils permettraient de répondre au problème de la valorisation des pics de production des énergies renouvelables (éolien et solaire). Selon lui, avec une politique volontaire pour les développer, les cumulus pourraient représenter une puissance installée de 15 000 mégawatts, soit l’équivalent de quinze centrales nucléaires.

Autre travers de la réglementation, le diagnostic de performance énergétique ou DPE, obligatoire pour la vente ou la location d’un logement. Là encore, le DPE, basé sur l’énergie primaire, valorise une habitation au gaz par rapport à une habitation à l’électricité alors qu’elle produit plus de CO2. Au Royaume-Uni, les réglementations thermiques sont basées uniquement sur le CO2 et selon Yves Bamberger, c’est une situation « claire et pragmatique » quand on veut réduire les émissions de GES et notamment de CO2.

Dans les transports, le scénario EFFicacité suppose « des ruptures de tendances » souligne Patrick Criqui, notamment une diminution de la mobilité totale et la généralisation des véhicules électriques. Or, avec un temps de retour sur investissement d’au moins 8 ans, le véhicule électrique est loin d’être rentable aux yeux des usagers. Pour le rendre attractif, il faudrait un prix du carbone d’environ 400 euros par tonne de CO2. Nous sommes encore loin de ce signal prix !

L’introduction des renouvelables

Enfin le scénario EFFicacité se base sur l’introduction de 55% d’énergie renouvelable variable dans la production d’électricité. Cela pose des problèmes de désajustement entre l’offre et la demande d’électricité (qui ne se stocke pas) et d’excédents de production. Les travaux de Friedrich Wagner sur le système électrique allemand montrent en effet qu’à partir de 40% de production à partir de l’éolien et du solaire, les excédents sont très importants. La seule réponse, précise Patrick Criqui, serait le stockage - mais la solution technique n’existe pas encore - ou la création de super grids européens.

Par ailleurs, en matière d’énergies renouvelables, il faut aussi chercher le diable dans les détails, selon Yves Bamberger. Les tarifs de rachat de l’électricité produite par les renouvelables - supérieurs au coût de production d’EDF et au coût du marché - finissent par jouer contre le développement de ces énergies. Les tarifs de l’électricité en France et dans d’autres pays ont augmenté car on répartit sur l’ensemble des consommateurs d’électricité ce tarif de rachat, explique-t-il en insistant sur deux paradoxes. Primo, les consommateurs d’électricité produisent peu de CO2 puisque l’électricité en France est peu carbonée grâce à l’hydraulique et au nucléaire mais ils sont taxés pour l’éolien et de photovoltaïque, alors que les consommateurs de gaz et d’essence, qui produisent du CO2, ne le sont pas pour soutenir les renouvelables. Secundo, ce faisant « nous sommes en train d’altérer la bonne image des renouvelables », regrette Yves Bamberger.

Selon lui, une autre erreur a été commise lors de l’introduction des tarifs de rachat : ils n’ont été associés à aucune quantité ni limite de production des renouvelables et cela entraîne des conséquences négatives sur l’équilibre du mix électrique. Quand celui-ci repose sur des renouvelables intermittents, on met en place un autre moyen de production ; si c’est du gaz ou du charbon, on se retrouve avec une production d’électricité carbonée. Le cas de l’Allemagne est emblématique : le renoncement au nucléaire se traduit par un mix associant les renouvelables au charbon et au lignite. Résultat, le contenu CO2 de l’électricité a augmenté en Allemagne. La situation sera similaire en France si on baisse la part du nucléaire, prévient Yves Bamberger, car il faudra augmenter la production des centrales à cycle combiné au gaz naturel, seule solution à court terme viable sur le plan économique. Au moment de la mise en place des tarifs de rachat, l’Europe a manqué d’une vision systémique intégrée et n’a pas fait de simulation globale. Elle aurait dû fixer des limites de production correspondant à des estimations d’évolution de la consommation d’électricité, comme par le passé.

L’histoire du black-out de novembre 2006, qui a touché 15 millions de foyers en Europe, est un autre cas d’école intéressant lié à l’introduction des renouvelables. Lorsqu’on a commencé à les déployer dans le système électrique, pour faire des économies, on a accepté de dégrader la qualité de fonctionnement de ce système et ainsi d’augmenter les risques, critique Yves Bamberger. En effet, au moment de la panne, les dispatcheurs, qui conduisent le système électrique, n’avaient pas de vision précise de l’état de la production issue des renouvelables, les producteurs n’étant pas tenus de les informer. Et la règle du n-1, qui permet de vérifier en permanence la stabilité du système, n’a pas été respectée par l’opérateur allemand de la région où s’est produit l’incident… La leçon a cependant été entendue, les règles ont été modifiées et en Europe, toutes les grandes installations de dispatching sont désormais en interaction.

Ces « petites histoires » racontées par Yves Bamberger révèlent de manière concrète combien la gestion de la transition doit être dynamique. Il faut observer les résultats obtenus, par exemple dans le domaine de la rénovation thermique du bâtiment, et en fonction des réponses et des points critiques, ajuster la stratégie, insiste Patrick Criqui. En revanche, comme le souligne James H. Williams, professeur à l’Université de Californie, dans un article paru dans Science en 2012, l’ordre des séquences est essentiel. Il faut en premier lieu faire des efforts d’efficacité énergétique, puis s’attacher à décarboner la production d’électricité et enfin déployer l’électrification des usages, notamment dans les transports. En effet, l’électrification des transports avec une énergie carbonée se solderait par un bilan négatif !

Selon Patrick Criqui, le futur énergétique français s’inscrira probablement entre les deux trajectoires EFFicacité et DIVersité. Le principal défi sera de doser les efforts entre la réduction de la demande et la décarbonisation de l’offre, la question du coût du nucléaire demeurant un problème central à résoudre. Plus globalement, le financement de la transition vers des économies à bas carbone fait un peu figure d’ « éléphant blanc dans la pièce », selon Franck Lecocq. Cependant, remarque-t-il, même si les ressources publiques sont limitées, il existe dans le monde d’importantes quantités d’épargne en recherche d’opportunités d’investissement. Tout l’enjeu est de créer des mécanismes susceptibles de rediriger une partie de cette épargne vers des projets bas carbone.

La transition énergétique est bel et bien, selon les termes imagés de Patrick Criqui, « un voyage au long cours pendant lequel il faut régler les voiles, ajuster le cap et construire des arbitrages ».

mardi 23 juin 2015, par HUCHERY Mélissa