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16 septembre 2016

Sarkozy l'opportuniste vire climato-sceptique

Nicolas Sarkozy, ancien Président de la République aspirant à le redevenir, s'est apparemment fendu de déclarations clairement climato-sceptiques lors d'une réunion publique. Il a déclaré: Cela fait 4 milliards d’années que le climat change. Le Sahara est devenu un désert, ce n’est pas à cause de l’industrie. Il faut être arrogant comme l’Homme pour penser que c’est nous qui avons changé le climat…. Pour ma part, je pense que ces déclarations confirme l'opportunisme de Sarkozy en matière d'environnement, qui ne s'embarrasse pas des faits scientifiques. Ces déclarations donnent aussi à voir que le courant climato-sceptique en France est plus fort qu'il n'y paraît au premier abord, puisque Sarkozy a jugé utile de tenir des propos aussi ineptes.

L'ineptie des propos ne fait aucun doute, dans tous les domaines. Ce n'est pas parce que le climat a changé dans le passé sans l'intervention des humains que ce n'est pas le cas aujourd'hui. Il existe aujourd'hui de nombreux éléments qui montrent que le réchauffement actuel est d'abord et avant tout dû aux activités humaines — utilisation de combustibles fossiles, fabrication de ciment, déforestation, élevage de ruminants —, au point que j'y avait modestement consacré un billet. D'autre part, Sarkozy laisse entendre que l'Homme n'aurait pas le pouvoir de transformer l'environnement, ce qui est tout aussi faux. Les exemples s'étendent jusque dans l'Antiquité, où par exemple, les défrichements romains ont largement façonné les paysages de Provence. Aujourd'hui, à cause de l'ampleur mondiale des activités humaines, il n'est pas étonnant qu'elles puissent avoir des conséquences sur l'équilibre du monde entier.

Ces déclarations relèvent d'un opportunisme certain. En effet, lors de son mandat présidentiel, Nicolas Sarkozy avait commencé par lancer le «Grenelle de l'Environnement», grand barouf où il s'agissait de discuter environnement, bien sûr, mais aussi et surtout des préoccupations des associations écologistes. En mars 2010, deux ans après la fin du grand barouf, il déclarait au Salon de l'Agriculture qu'il voulait dire un mot de toutes ces questions d'environnement. Parce que là aussi, ça commence à bien faire. Entretemps, à la COP15 à Copenhague, il avait déclaré Les scientifiques nous ont dit ce qu'il fallait faire, ils nous ont dit que nous étions la dernière génération à pouvoir le faire. (...) Qui osera dire que les deux degrés d'augmentation de la température ne passent pas par la réduction de 50 % des émissions dont 80 % pour nous les pays riches, parce que nous avons une responsabilité historique ?. En passant, un des faits marquants du Grenelle de l'Environnement avait été la pantalonnade du comité de préfiguration sur les OGMs, où l'avis des scientifiques avait été proprement piétiné, ce qui avait donné lieu ensuite à diverses annulations d'arrêtés sur le MON810. En fait, le seul point commun que j'aie trouvé entre ces déclarations et ces décisions est l'opportunité politique. Au début du mandat, il s'agissait d'ouverture et de continuer dans une lignée où les écologistes avaient le vent en poupe y compris à droite; en 2010, de plaire aux agriculteurs. Aujourd'hui, Nicolas Sarkozy est en campagne pour tenter d'être encore une fois le candidat de son parti aux élections présidentielles.

Plusieurs conclusions peuvent être tirées de cet épisode. D'abord, si l'ancien Président juge opportun de faire de pareilles déclarations, c'est qu'il doit toujours exister un courant climato-sceptique dans l'opinion, même s'il ne s'exprime pas souvent publiquement. Ensuite, sur nombre de questions, cela montre que Nicolas Sarkozy a peu d'égards pour les faits démontrés. Pour quelqu'un qui professe que le premier des défis de ces cinq prochaines années est celui de la vérité, c'est assez étrange, même si de nos jours ce genre de déclaration est en fait le prélude à un déluge de n'importe quoi émotionnel. Enfin, cela montre qu'un nouveau mandat de Nicolas Sarkozy risque d'être une répétition du premier en matière de comportement.

Évidemment, Nicolas Sarkozy profite d'un contexte où la vérité en politique n'a presque plus de valeur, comme peuvent le démontrer les succès de Donald Trump, du Brexit, ou plus éloigné, du référendum sur la constitution européenne. Il ne faut pas se tromper, ces épisodes ne sont pas passés inaperçus des professionnels de la politique. Ils en ont tiré la conclusion immédiate que ça ne servait pas à rien de pointer les faits, et qu'il valait mieux surfer sur une vague émotionnelle. Mais cela devrait inciter les gens qui tiennent un peu à ce qu'il se dise de temps en temps des choses exactes dans le débat public à écarter l'ancien Président de la candidature.

12 novembre 2015

L'intenable objectif des 2°C

L'objectif officiel des négociations en cours sur le climat est de limiter le réchauffement climatique à moins de 2°C par rapport à l'époque pré-industrielle (cf par exemple les conclusions de la Conférence de Cancun en 2010). J'ai déjà exprimé ma conviction par deux fois que cet objectif était intenable. Cette année, on va y revenir, diverses voix de connaisseurs du domaine se sont clairement exprimées sur le sujet en disant en substance que les scénarios du GIEC qui annonçait réussir la quadrature du cercle ne faisaient que servir la soupe aux politiques pour leur permettre d'afficher une réussite de façade.

Mais d'abord, commençons par voir ce qui est nécessaire pour limiter le réchauffement à 2°C. Le GIEC se base pour cela sur divers modèles économétriques où les émissions de CO₂ sont une donnée de sortie qu'on met dans un modèle du climat. Un certain nombre de ces modélisations ont eu lieu, et le GIEC a établi des sortes de scénarios moyens qui donnent une idée générale de ce qu'il faut faire pour les respecter. Ils sont désignés sous le titre de Representative Concentration Pathways suivi du forçage radiatif (une mesure de l'effet de serre additionnel). 4 scénarios moyens sont donc pris par le GIEC: les RCP2.6, RCP4.5, RCP6 et RCP8.5. Le scénario RCP2.6 est celui correspond à l'objectif officiel de la limitation du réchauffement à moins de 2°C. AR5_syr_scenarios_synthese.jpg AR5_CO2_budgets.jpg

Comme expliqué dans le tableau ci-dessus, le scénario qui permet de limiter le réchauffement à 2°C implique que les émissions de CO₂ soient limitée à 1000Gt. Comme proposé dans cet éditorial originellement publié dans Nature Geoscience, on peut alors se livrer à un petit calcul:

  1. La déforestation représente 4 ou 5 Gt/an. Si on considère qu'elle va s'arrêter en 2050 avec une baisse linéaire, on obtient entre 80 et 100Gt
  2. La production de ciment et plus précisément la calcination du calcaire est le principal procédé émetteur de CO₂ non compté dans les statistiques énergétiques. En comptant qu'aujourd'hui, elles représentent entre 1.5 et 2Gt/an, on peut compter que d'ici 2100 environ 100Gt seront émises (l'éditorial parle de 150Gt).
  3. Depuis 2010, 5 ans ou presque se sont écoulés, et on peut penser que la situation en 2020 sera surtout la poursuite des tendances actuelles. Actuellement, la combustion des combustibles fossiles pour la production d'énergie émet grosso modo 32Gt/an. En 10 ans, on atteint 320Gt.
  4. Si on suppose qu'après 2020, il y a une baisse linéaire des émissions, pour ne pas dépasser les 480Gt qui restent, il faut que les émissions venant de la production d'énergie s'arrêtent en 30 ans, soit en 2050.

Comme l'hypothèse d'une baisse franche dès 2020 et l'élimination en 30 ans des industries des combustibles fossiles sont des hypothèses héroïques, on peut déjà se dire qu'atteindre l'objectif officiel va être très compliqué.

Mais ce n'est pas tout: le scénario RCP2.6 ne compte pas vraiment atteindre le zéro émission des combustibles fossiles en 2050. Par contre, des émissions négatives sont prévues à partir de 2070, que ce soit dans la production d'énergie ou dans l'extension des forêts. RCP_ff_AR5.jpg emissions_450ppm_AR5.jpg Pour cela, la plupart des modèles font appel au BECCS pour BioEnergy, Carbon Capture & Storage, en clair, on brûlerait du bois, activité supposée neutre en carbone et on capturerait le CO₂ produit grâce aux technologies de capture et séquestration du carbone. Sachant qu'il est douteux qu'à grande échelle, brûler du bois soit vraiment neutre en carbone et qu'il n'existe qu'une poignée d'usines pratiquant la capture et la séquestration du CO₂ de par le monde, cela paraît tout de même sacrément optimiste! Un autre petit détail: utiliser autant de biomasse nécessiterait d'y consacrer de l'ordre de 5 millions de km² de terres arables, soit un peu plus de la moitié de la superficie des USA… C'est pourquoi on peut affirmer que 2°C, c'est faisable … mais uniquement dans les modèles!

Ces modèles qui permettent d'atteindre l'objectif officiel ont tout de même un défaut: ils permettent de créer un écran de fumée devant la situation réelle des choses. En effet, écrire un scénario où on peut se permettre d'extraire massivement du CO₂ de l'atmosphère permet d'émettre plus au total, avant que la capture ne commence à faire son effet. Cela permet de conserver le discours politique sur les négociations: il faut toujours agir maintenant si on veut «sauver la planète», ce "maintenant" se déplaçant au gré des sommets sur le climat et des rapports du GIEC. Il est en quelque sorte toujours 5 minutes avant minuit. Pour illustrer le problème, en 2010, le programme des Nations Unies pour l'environnement a publié un document sur les efforts à faire pour combler entre les politiques menées ou annoncées et ce qu'il faudrait faire pour atteindre l'objectif des 2°C: l'objectif des émissions à l'horizon 2020 était de 44Gt d'équivalent CO₂ pour l'ensemble des gaz à effet de serre. En 2015, le résumé pour les décideurs de la nouvelle édition mentionne 42Gt pour … 2030! En 5 ans, on a gagné 10 ans d'émissions «gratuites»: c'est fort!

C'est pourquoi des voix se sont élevées pour dire qu'il fallait que les scientifiques cessent de tenir ces scénarios pour crédibles et de les maintenir en avant. Il faut remarquer que c'est déjà le cas pour l'objectif de limiter le réchauffement à 1.5°C: les scénarios n'étaient déjà pas très nombreux en 2010, ils ont disparu aujourd'hui. On pourrait certes penser qu'abandonner l'objectif plus ou moins présent depuis les années 90 dans les négociations risquerait d'en couper l'élan: si tout est perdu, à quoi bon? Mais en fait, les conséquences du réchauffement climatiques empirent progressivement avec son amplitude et signaler que l'objectif originel ne peut plus être atteint serait surtout un signe que la situation est hors de contrôle et que la détérioration est déjà bien engagée. Si on continue à apporter des bonnes nouvelles aux responsables politiques, ils sont en quelque sorte protégés des conséquences de la procrastination puisqu'ils peuvent toujours prétendre que l'objectif sera atteint pendant que les négociations piétinent.

Des échos clairs de la situation sont parus en langue anglaise, et dernièrement dans la presse en français. Mais à la fin de la COP21, il ne faudra pas se laisser abuser: si les engagements ne permettent pas de tenir l'objectif des 2°C ce n'est pas par manque de volonté politique aujourd'hui, mais parce que l'objectif est devenu inatteignable.

11 novembre 2015

Le réchauffement climatique

À l'occasion de la prochaine conférence sur le climat qui va se tenir à Paris, la COP21 selon son acronyme anglais, je vais écrire quelques billets pour en couvrir quelques aspects. Ce premier billet est consacré à la base scientifique du phénomène et des prévisions que font les modèles sur le futur du climat. Rien de novateur a priori, il s'agit surtout de fixer les idées en partant du dernier rapport du 1er groupe de travail du GIEC.

On peut définir le réchauffement climatique de façon générale par l'accumulation de chaleur par la Terre sur une longue durée. Cela se traduit par une hausse des températures moyennes à la surface du globe, de façon non uniforme: la répartition du stock de chaleur peut changer entre la surface des océans et les continents, par exemple. Mais cette accumulation peut se mesurer depuis l'espace: en effet, le seul moyen pour la Terre d'évacuer de la chaleur est de la rayonner et le principal apport — et de très loin — est la lumière du Soleil. Comme depuis les années 70, des satellites mesurent ces 2 données en permanence, il est désormais établi avec certitude que la Terre accumule de la chaleur. Cet apport est évalué à environ 0.45W/m² — en répartissant uniformément à la surface de la Terre — en moyenne entre 1971 et 2010 (p7 du résumé technique). En conséquence de quoi, les températures moyennes ont augmenté avec une tendance d'environ +0.12°C par décennie depuis les années 50 (p5) et sur les 10 années les plus chaudes jamais mesurées, 9 sont au 21ᵉ siècle et la manquante est 1998, année la plus chaude du 20ᵉ siècle.

Une fois les observations acquises, il reste à les expliquer. Comme la luminance du Soleil n'a pas beaucoup varié ces dernières décennies, il faut se tourner vers d'autres explications, et il s'avère que c'est bien l'accumulation de gaz à effet de serre qui expliquent le mieux les observations. RFs_AR5.jpg Il faut dire que l'effet de serre a une longue histoire tant théorique que pratique. Dès la fin du 19ᵉ siècle, on s'est aperçu que la température moyenne à la surface de la Terre était trop élevée par rapport à un bête calcul d'équilibre thermique. Il fallait donc expliquer la différence: rapidement, on s'est aperçu que divers gaz absorbaient dans l'infrarouge, comme la vapeur d'eau ou le gaz carbonique. D'où des tentatives de déterminer la variation de température moyenne si on augmentait la concentration de l'atmosphère en CO₂. Au fond, le modèle de l'effet de serre est assez simple à comprendre: en absorbant une partie du rayonnement émis par la surface de la Terre, l'atmosphère agit comme une couverture qui fait monter la température. Une partie de la chaleur est piégée et ce d'autant plus qu'une partie de l'énergie absorbée revient aussi à la surface de la Terre par des phénomènes de conduction thermique. Comme les bandes d'absorption du CO₂ ne sont pas confondues avec celles de l'eau, augmenter sa concentration provoque plus d'absorption et donc une hausse de la température.

Quant à l'origine de l'augmentation de CO₂, il n'y a aucun doute sur sa réalité et sur son origine. Cela vient de l'utilisation de combustibles fossiles, de la déforestation ainsi que de quelques procédés industriels. Le GIEC parle d'émissions depuis 1750, mais en fait, avant la Seconde Guerre Mondiale, les émissions étaient bien moins élevées. Ce n'est qu'avec l'exploitation massive du pétrole que les émissions ont véritablement décollé. fossil_fuels_AR5WG1.jpg Au total en 2010, les émissions de CO₂ dues aux activité industrielles (combustion de combustibles fossiles plus divers procédés) dépassent les 30 milliards de tonnes (Gt) par an, auxquelles il faut ajouter 5Gt/an pour la déforestation et l'équivalent d'un peu moins de 15Gt/an pour les autres gaz à effet de serre comme le méthane et le N₂O, pour un total d'à peu près 50Gt/an d'équivalent CO₂.

Ensuite, le GIEC détermine des scénarios moyens et lie des masses d'émissions à une probabilité de rester sous une certaine élévation de température. Il est important de noter que ces quantités sont données à partir de 2011: nous sommes en 2015 et ces budgets sont déjà entamés. AR5_CO2_budgets.jpg Pour accomplir l'objectif proclamé d'avoir plus de 2 chances sur 3 de limiter le réchauffement à moins de 2°C, il restait donc à peu près 1000 Gt de CO₂ possibles à émettre (les autres gaz à effet de serre ne sont pas comptés dans ce budget, mais modélisés à part).

Le premier effet du réchauffement climatique est la hausse du niveau des mers par 2 voies: la dilatation thermique et la fonte des glaciers terrestres. Ces 2 termes expliquent environ 80% de la hausse observée du niveau des mers; le reste est dû à la différence entre le pompage des nappes phréatiques et du stockage dans des barrages. La précision des observations de la hausse du niveau des mers s'est grandement améliorée à partir des années 90 quand le premier des satellites d'altimétrie radar a été lancé. Avec ses successeurs, on observe depuis plus de 20 ans une hausse d'environ 3mm/an du niveau moyen des mers. Au 21ᵉ siècle, la différence entre les situations où il y aurait un fort réchauffement et celui où il serait plus limité est relativement faible: si on limite le réchauffement à 2°C, on peut s'attendre à une hausse du niveau des mers de 40cm contre 75cm dans le cas de la prolongation tendancielle (grosso modo +4 ou +5°C). Mais une vraie différence apparaît à plus long terme: la fonte de la calotte du Groenland se produit vers un réchauffement de +1.5°C et une hausse du niveau des mers de 6m à l'échelle de plusieurs millénaires, et à l'échelle de plusieurs siècles, le cas du fort réchauffement conduit à une élévation de l'ordre de 4 à 5m en moyenne, contre moins d'un mètre s'il est contenu. Combiné aux autres changements annoncés dans la répartition des précipitations, de la hausse de la fréquence des épisodes de fortes précipitations, on comprend qu'il y a là motif à agir, ne serait-ce que pour limiter la vitesse des changements les plus néfastes.

28 octobre 2015

Tract ou journal?

Mardi après-midi, est paru sur le site du Monde un article intitulé Le nucléaire, une solution pour le climat ?, signé par Pierre Le Hir. A priori, on s'attendrait à une comparaison des émissions de CO₂ entre diverses technologies, mais en fait, il semble bien qu'il s'agit en fait de relayer la parution d'un argumentaire anti-nucléaire par diverses associations opposée à cette technologie. En effet, la structure de l'article est composée d'une introduction où on parle de la position d'EDF, puis un corps où l'argumentaire des opposants est développé, pour terminer pour citer le GIEC, mais surtout dans ses remarques les plus négatives.

Évidemment, le nucléaire ne règlera pas à lui tout seul le problème des émissions de CO₂ et du réchauffement climatique, mais comme personne ne prétend qu'une technologie peut y parvenir seule, la question est plutôt de savoir s'il peut apporter quelque chose. On peut alors se retourner vers quelques faits simples. Tous les ans, l'AIE publie un inventaire mondial des émissions de CO₂ venant de la production d'énergie, ainsi que son résumé, gratuit et accompagné d'un tableur. La dernière édition disponible aujourd'hui, celle de 2014, recense les émissions de 2012. On y constate une différence d'émissions de 4 tonnes de CO₂ par habitant entre la France et l'Allemagne, dont 3.3 pour le seul poste «production de chaleur & d'électricité». La source de cette différence est bien connue: en Allemagne, presque 50% de la production d'électricité est assurée par du charbon et les 2/3 à partir de combustibles fossiles, alors qu'en France, les moyens décarbonnés assurent plus de 90% de la production et le nucléaire entre 75 et 80%. Comme on peut le constater, cette expérience montre que le nucléaire a bien le potentiel de réduire substantiellement les émissions dans certains pays, et non des moindres! CO2_FRvsDE.jpg

Un autre argument avancé est que le nucléaire émet lui aussi du CO₂. Ce n'est pas faux: lors de la construction, on a besoin de ciment et d'acier, qui nécessitent d'émettre du CO₂ pour les produire. Afin de comparer tous les effets, le concept d'émissions sur le cycle de vie a été développé. Il s'agit de comptabiliser toutes les émissions qui ont servi à produire de l'énergie, du début de la construction à la démolition. Le GIEC fournit dans le résumé technique de la partie sur les solutions possibles au problème du réchauffement climatique le graphe suivant p41 (coupé pour ne tenir compte que des technologies actuellement disponibles). LCA_technos.jpg On constate que le nucléaire est parmi les moins émetteurs: la médiane des études le met à égalité ou presque avec l'éolien. On est donc bien en peine de trouver le moyen de production d'électricité qui produirait vraiment moins de CO₂ par unité d'énergie, ce qui est quand même l'essentiel pour lutter contre le réchauffement climatique. Le solaire phovoltaïque, par exemple, émet plus que le nucléaire, ce qui ne l'empêche pas d'être apprécié par les opposants au nucléaire. C'est à peine si l'auteur de l'article mentionne cela, tout au plus il mentionne que le GIEC classe le nucléaire parmi les sources à faibles émissions de carbone.

Les autres problèmes du nucléaire existent bien, mais aucun des problèmes des alternatives ne sont exposés. Par exemple, nulle mention du problème de l'intermittence de l'éolien ou du solaire. Le scénario de l'ADEME qui prévoit un mix électrique 100% renouvelable est mentionné, sans dire que certaines technologies nécessaires n'existent pas à l'heure actuelle. Enfin, quand on mentionne les problèmes d'acceptation par la population, c'est évident que tout dépend de la perception qu'en ont les gens … qui serait peut-être améliorée par une information impartiale qui éviterait de n'instruire qu'à charge.

Cet article semble donc être avant tout une reprise de la communication des associations anti-nucléaires. Même pour un «compte-rendu», on serait tout de même en droit d'attendre que les inexactitudes dans leurs positions ne soient pas relayées complaisamment. Et qu'à la question posée dans le titre, on apporte la véritable réponse que les faits appellent: Oui, le nucléaire est une solution pour le climat, mais seulement partielle et s'il devient mieux accepté et moins cher!

30 octobre 2013

La taxe des petits malins

Le gouvernement a aujourd'hui décidé de reporter sine die l'application de l'écotaxe, officiellement taxe poids lourds, suite aux manifestations qui se sont déroulées en Bretagne.

À première vue, l'écotaxe ressemble à une taxe d'usage: plus on roule, plus on paie, le produit net de la taxe est affecté à l'organisme étatique chargé des projets d'infrastructures. Cependant, contrairement à une véritable taxe d'usage, les voitures particulières sont exonérées, ainsi que d'autres poids lourds parmi lesquels les véhicules de secours et … les citernes de lait. Des abattements sont prévus pour certains endroits, dont la caractéristique principale est d'être peu pourvus en autoroutes. À part les grandes routes, le reste est exonéré, un des buts avoués de la taxe est de favoriser les canaux et le train. On remarque aussi que plus le poids lourd respecte une norme anti-pollution récente et moins le poids lourd consomme de pétrole, moins il paie. C'est aspect est naturel puisque cette taxe a été décidée après le fameux Grenelle de l'Environnement. Il semble donc qu'il s'agit en fait de taxer la consommation de carburant, on y reviendra.

Un article des Échos sur la genèse de cet impôt particulier, on constate aussi que d'autres raisons ont présidé à cette remarquable invention. L'appât du gain que l'exemple allemand a provoqué: peu importe que le réseau allemand ne connaisse pas le péage. Les reports de trafic vers l'Alsace créent aussi un allié, les élus alsaciens, qui ne veulent pas de ce nouveau trafic. Enfin, la privatisation des autoroutes a privé l'organisme qui s'occupe des infrastructures de la plupart de son financement.

La complexité de la taxe ne cesse d'étonner. Elle nécessite la pose de portiques le long des grandes routes partout en France et l'enregistrement de l'ensemble des camions circulants. Une telle infrastructure demande un entretien important, ce qui fait que la collecte coûte 250M€, soit un quart des recettes totales. Penser qu'une gestion publique aurait fait mieux n'est pas fondé: les radars automatiques coûtent plus de 200M€.

Alors, pourquoi ne pas avoir simplement rogné la ristourne fiscale sur le diesel dont bénéficient les poids lourds? Le risque aurait alors été le blocage de grandes villes ou plus simplement des raffineries. Pour amadouer les éventuels protestataires, les transporteurs routiers ont été autorisés à extérioriser le coût de cette taxe auprès de leurs clients dont la grande distribution, en sus des autres exonérations accordées: aux laitiers, aux Bretons, etc. Le report dans un futur indéterminé en 2008 a aussi permis de reporter à plus tard la protestation et de se lier les mains en préparation de cette contestation très prévisible lorsque le moment de payer allait s'approcher. Enfin, créer une taxe particulière permettait de l'affecter et s'empêcher de déshabiller les investissements dans les infrastructures pour boucler le budget.

Évidemment, l'heure de passer à la caisse a fini par se préciser et il s'avère que la taxe aurait dû s'appliquer à partir de l'année prochaine. Et tout s'est passé de façon défavorable. Les donneurs d'ordres ont négocié comme avant auprès des transporteurs, et la taxe allait se répercuter suivant la théorie de l'incidence fiscale. Il s'avère que dans l'agro-alimentaire, c'est à court terme les agriculteurs qui paient. Comme une bonne part du transport s'effectue en fait dans les derniers kilomètres et que les abords des grandes villes sont dépourvus d'autoroutes à péages, ceux qui pensaient être à l'abri car en «cycle court» se sont aperçus qu'en fait, ils allaient payer.

On a là un concentré de l'impéritie de l'état français. Une taxe pour décourager l'usage d'un produit qui se raréfie — même le PDG de Total dit que les quantités extraites chaque année vont baisser la prochaine décennie — et qui est responsable d'une bonne part du réchauffement climatique — un tiers des émissions dues à la combustion d'hydrocarbures au niveau mondial — est légitime, mais personne ne sait comment la faire accepter. Germe alors l'idée de la faire par une voie détournée, en persuadant ceux qui pourraient bloquer la mesure qu'ils ne paieront pas, en se liant les mains et en reportant l'application à une époque où il est probable que le pouvoir aura changé de mains. Bien sûr, pour que l'illusion fonctionne, la complexité de la taxe est très élevée et demande des investissements pour mettre en place un système de recouvrement. L'illusion se dissipe et le nouveau gouvernement ne sait toujours pas comment faire accepter cette augmentation de taxes. Ce manque d'argent oblige alors à mettre en veilleuse certains projets d'infrastructures, faute de financement. On sait aussi que ces deux aspects, moins de consommation de pétrole et disposer de rentrées fiscales pour financer les infrastructures, font consensus entre les différents partis. Au fond, les politiques ne savent plus comment faire accepter des actions qu'ils jugent légitimes, que ce soit pour financer l'action de l'état ou pour éviter des évènements néfastes.

22 septembre 2013

De la réduction de la consommation d'énergie finale de 50% d'ici 2050

Vendredi dernier, François Hollande a annoncé son objectif de voir la consommation finale d'énergie — celle payée par le consommateur final — divisée par 2 d'ici 2050. Je suis fort sceptique que cet objectif puisse être réalisé et certain qu'il est néfaste, ce qui ne doit pas surprendre mes lecteurs réguliers.

Pour bien comprendre à quel point cet objectif est irréaliste, il faut se rappeler que, dans le scénario central du gouvernement allemand, il n'est prévu qu'une baisse de 40% (tableau 1 p7). À ceci, il faut ajouter que la population est attendue en baisse d'un peu plus de 10% (tableau 2-2, p80); en conséquence, la baisse de consommation d'énergie finale par habitant est d'environ 1/3. En France, il est communément admis que la population augmentera d'environ 10% d'ici 2050, l'objectif présidentiel se traduit par une baisse de 55% de la consommation par habitant. L'Allemagne a décidé de s'embarquer vers un modèle où l'essentiel de son énergie proviendrait de sources renouvelables et a exclu de recourir au nucléaire, ce qui limite les quantités disponibles — quoique 15% d'importations d'électricité soient par exemple prévues. Cette simple comparaison devrait amener à avoir des doutes sérieux sur l'éventuelle réflexion qui a précédé cette annonce, ou alors sur les scénarios allemands.

Les sources ne sont pas bien difficiles à trouver, le fameux débat, dont on a dit pis que pendre ici-même, fournit tout de même quelques documents dont un résumant les scénarios considérés. On y voit p8 la liste des scénarios qui correspondraient plus ou moins à l'objectif présidentiel, leurs supporters rassemblent essentiellement des associations écologistes, l'ADEME, ainsi que le gestionnaire du réseau de gaz — point qui peut étonner quand on sait qu'il doit être question de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Le groupe de scénarios "Sobriété" est représenté entre autres par le scénario négaWatt où il s'agit d'abord d'être contre le nucléaire et de tout faire pour l'éviter. (On peut lire ma critique de scénario,celle de Sauvons le Climat, ainsi qu'une critique de la partie «biomasse»). Le groupe de scénarios "Efficacité" compte notamment l'ADEME (critique personnelle & celle de Sauvons le Climat, publiées avant que les documents complets ne soient rendus publics). Ces scénarios ont pour caractéristiques communes une contrainte importante placées sur les citoyens: impossible de se déplacer comme on le souhaite, le secteur des transport est soumis à des limitations draconiennes pour quelqu'un vivant en 2013. Des hypothèses bizarres sont faites, ainsi point de développement des deux-roues à moteur pour l'ADEME d'ici à 2030, alors qu'avec la forte hausse du prix du pétrole, ils s'étaient quelque peu développés. Il n'y a pas d'étalement urbain, la surface habitable par habitant est constante — elle a augmentée d'un tiers entre 1984 et 2006 (p129) —, ce qui implique un zonage très strict et des problèmes pour les jeunes générations, les vieux ayant tendance à rester dans leurs grands logements une fois les enfants partis. Bref, les prix élevés de l'immobilier sont garantis dans ce type de scénario. On mange aussi suivant les préconisations de la FAO, c'est à dire nettement moins de viande et plus de petits pois. Dans le même esprit, le système électrique est équilibré de façon quasi-magique en utilisant de fortes doses de sources fatales intermittentes. Il semble ainsi que la manip' qui permet au système électrique d'être équilibré dans le scénario de l'ADEME, c'est qu'un filtre passe-bas limite les fluctuations de l'éolien en mer (p206 du document technique de l'ADEME). On peut dire que c'est un cocktail détonnant d'ingénierie sociale et d'hypothèses audacieuses sur les sources mobilisables, dont rien ne dit que les citoyens et les entreprises les acceptent et les mettent en œuvre.

Pour donner une idée de la contrainte à placer sur la consommation d'énergie, on peut se tourner à nouveau vers l'Allemagne. Comme on le sait, les prix de l'électricité pour les petits consommateurs ont fortement augmenté sous l'effet de l'introduction de la Stromsteuer et de l'explosion de la taxe «renouvelables». Ils sont passés de 14 cents/kWh en 2000 à 26 cents/kWh en 2012 (source: BDEW, p41), soit presque une multiplication par 2. Dans le même temps, la consommation d'électricité par les ménages et le secteur tertiaire, impactés de plein fouet par la hausse des prix, a augmenté de 7% (Source: AG Energiebilanzen p30). En France, les prix sont passés de 12 à 14 cents/kWh et la consommation a augmenté de 25% pour un périmètre comparable. On voit que la consommation d'électricité ne répond que faiblement aux hausses de prix, par ailleurs tous les nouveaux objets ou presque en utilisent. Or, la production d'électricité est fortement contrainte dans les scénarios préférés du Président Hollande. Un rationnement n'est donc pas à exclure.

On pourrait penser que, comme ces déclarations portent sur un terme éloigné où François Hollande aura 96 ans, ces déclarations n'engagent à rien. Malheureusement, elles ont probablement une importance certaine, au contraire. Estimer que la consommation finale va baisser de 50% d'ici 2050 a des conséquences sur les investissements à faire aujourd'hui: pas besoin de capacité électrique pilotable supplémentaire, par exemple. Or, il s'avère que si la croissance repartait, il est fort possible selon RTE qu'on ne puisse éviter un black-out lors des hivers 2016 et 2017. Il faut aussi prendre en compte le fait que construire des centrales électriques, des lignes haute tension, des réseaux de chaleur, tout cela prend du temps et de plus en plus, à cause des consultations qui ne cessent de s'allonger pour les projets d'infrastructure. Si le gouvernement, forcément impliqué dans ces décisions, sous-estime gravement la demande, une pénurie est inévitable car le temps manquera pour construire les infrastructures nécessaires. En fait, estimer que ces déclarations n'ont aucune importance, c'est penser que les transitions énergétiques sont rapides et qu'on peut facilement changer de direction à tout moment. Rien n'est plus faux: historiquement, les nouvelles sources d'énergies ne se sont imposées que lentement, sur plusieurs décennies. Des pays de taille raisonnable comme la France peuvent aller plus vite, mais cette prégnance du long terme reste: dans le secteur électrique, la construction du parc nucléaire qui domine la production d'électricité a été décidée il y a maintenant 40 ans, sa réalisation a pris 20 ans pour l'essentiel. Il en va de même pour le chauffage: de nombreuses maisons restent chauffées au fioul alors que ce dernier n'est plus compétitif au vu des cours actuels, les chaudières gaz à veilleuse sont restées longtemps sur le marché — et sont sans doute toujours en usage — alors que celles à allumage électronique sont plus économiques au total. Il est donc sans doute de bon ton de prévoir une marge sur la consommation d'énergie: il est tout de même nettement plus simple de s'abstenir de construire quelque chose dont on n'a finalement pas besoin que de s'agiter en toute hâte parce qu'une pénurie s'est révélée.

De même, se reposer sur des technologies n'ayant aucune application actuellement, même sous la forme de prototypes est dangereux. Ces installations sont très populaires car parées de toutes les vertus, elles bénéficient en quelque sorte de la prime au rêve: ces installations ont pour principal avantage que personne ne les a vues en vrai ni n'a payé pour. On trouve dans ce genre d'infrastructure le stockage de l'électricité ou, dans un autre registre, les réacteurs au thorium. Il apparaît ainsi que le stockage le plus facile de l'électricité peut se faire via la production de chaleur, aussi connue sous le nom de chauffage électrique. Il semble que malheureusement, l'intersection de l'ensemble des supporters des énergies intermittentes et des supporters du chauffage électrique est vide. Même pour les installations qui n'existent qu'à l'état de prototypes ou connaissant un fort développement, rien n'assure qu'on pourra les déployer à plus grande échelle. Des limites fortes existent aussi pour les énergies renouvelables. Par exemple, 40% du maïs américain et 14% du soja servent à produire de l'éthanol pour une proportion dans l'essence aux USA de 10% seulement. En Allemagne, les cultures destinées à l'énergie représentent déjà 17% de la surface agricole utile. De l'autre côté, le 21e siècle a surtout vu le retour du charbon comme source importante d'énergie, y compris en Europe. Cela veut dire qu'il vaut mieux partir pour diminuer les émissions de CO₂ avec des technologies qui ont déjà fait en grande partie leurs preuves (nucléaire, réduction de la consommation des moteur automobiles…) et qui ont encore une grande marge de progression, quitte à intégrer les nouveautés par la suite, plutôt que de faire le pari de l'apparition d'une technologie miracle.

Au fond, il me semble que cette déclaration confirme que les mauvais traits de la politique énergétique de François Hollande que je craignais dès l'hiver 2011. Il fait des déclarations, en partie pour faire plaisir à ses alliés écologistes, en partie parce qu'il a été convaincu, mais leur réalisation concrète est hautement improbable: l'effort à réaliser est inouï. Un effort comparable à celui de l'Allemagne correspondrait, compte tenu des évolutions démographique, à une baisse limitée à 20% de la consommation d'énergie finale, ce qui correspond aux scénarios écartés. Appliquée telle qu'annoncée, la politique ne laisse aucune marge de manœuvre, sauf à prévoir de rater la cible en termes d'émission de CO₂. Il se trouve qu'on ne peut pas non plus écarter ces déclarations d'un revers de main, car l'approvisionnement en énergie de la France de 2050 se décide en partie aujourd'hui.

23 août 2013

Le marché des quotas de CO₂ a-t-il échoué?

Le rapport de la Cour des Compte sur les énergies renouvelables comporte une partie où elle tente d'évaluer les bénéfices des diverses politiques d'aide mises en place. Pour cela, il est pratique de pouvoir donner un prix aux tonnes de CO₂ dont on aura évité l'émission, puisque c'est là un des buts avoués de la politique en faveur des énergies renouvelables. Elle distingue divers modes de valorisation parmi lesquels le marché des droits à polluer, la valeur tutélaire — qui est une sorte de valorisation intrinsèque des bénéfices de moindres émissions — et la valorisation fiscale. Après avoir constaté le faible prix des droits à émettre du CO₂, elle affirme que en raison de l'échec du marché à valoriser le carbone, la seule valorisation qui intègre les dommages environnementaux reste une valorisation théorique publique, appelée valeur tutélaire du carbone. C'est une antienne qui est souvent reprise dans les média tant francophones qu'anglophones et qui me semble attribuer à ce marché une tache qu'il ne pouvait effectuer.

L'essence du marché du carbone est la suivante: les états de l'UE (et quelques autres) émettent des titres qui donnent le droit de rejeter dans l'atmosphère du CO₂, avec 1 tonne de rejet pour 1 titre. Pour des raisons pratiques, seul un certain nombre d'industries sont obligées d'en détenir, les particuliers en sont par exemple dispensés. Le principe est alors de placer une limite supérieure globale aux rejets des grandes industries comme la sidérurgie, la fabrication de ciment et d'électricité. Cette limite supérieure, actuellement d'un peu plus de 2Gt, décroît d'année en année, il est prévu que la quantité de titres créés par les états baisse de 1.7% par an d'ici 2020. De cette façon, les rejets de CO₂ peuvent être progressivement amenés à un niveau ne mettant pas trop en danger l'équilibre climatique de la planète. Ces titres sont prévus pour être échangeables contre de l'argent — y compris auprès des états qui mettent aux enchères une partie des titres émis chaque année — ce qui fait que la répartition des efforts de réduction des rejets n'est pas fixée à l'avance, et devrait commencer par là où c'est le moins cher, les industries où il est plus facile d'éviter de rejeter du CO₂ revendant leurs crédit aux autres ou passant leur tour lors des enchères. Si une entreprise rejette du CO₂ sans avoir acquis de droit à polluer, elle doit payer une amende, ce qui fait que lorsque la limite supérieure des rejets est dépassée, ce système se transforme en taxe carbone. On voit donc que le résultat est de se donner une quantité maximale de pollution émise chaque année.

En fait, les états ne sont pas la seule source de droits à polluer. Le protocole de Kyoto a créé des certificats de réduction des émissions via ce qui est pompeusement désigné sous le nom de mécanisme de développement propre, alias CDM. L'ensemble des certificats émis représente environ 1.4Gt de CO₂, ils peuvent être utilisées dans l'UE au même titre que les droits émis par les états. Ce sont donc 1.05Gt qui se sont retrouvés ces 5 dernières années sur le marché européen. Soit environ 10% du total des titres émis par les états ou l'équivalent des titres créés par la Pologne. La même Pologne qui a tenté d'obtenir le droit de donner des crédits gratuits pour des usines inexistantes. Dans le même ordre d'idées, des manœuvres ont fait que les crédits obtenus par le CDM ne sont valables qu'à condition qu'ils n'aient pas été attribués pour la construction d'une centrale nucléaire ou pour la création d'une forêt, par exemple. Pourquoi ces exceptions, alors que construire certains types de centrales au charbon y donne droit? Eh bien, parce que! … Ou bien plus exactement qu'il faut bien faire un compromis pour faire passer certaines mesures. Dans le cas d'un marché comme les droits à polluer, les compromis sur les quantités de titres sont fondamentaux. Une fois qu'ils sont actés, il est très difficile de revenir dessus … et difficile de blâmer le marché du carbone lui-même pour les décisions qui ont mené là: après tout, la contrainte majeure de ce marché est cette quantité de titres créés!

Un autre exemple de cette dépendance à la quantité de titres est le marché US des droits à émettre du dioxyde de soufre (SO₂), gaz qui entraîne des pluies acides. Ce système est souvent vanté comme ayant très bien marché. Il est crédité d'une baisse des émissions de 43% entre 1990 et 2007. Mais comme le nombre de permis émis chaque année n'a pas varié depuis 2000, car le Congrès n'a pas réussi à trouver un accord, le prix des permis s'est effondré. En fait, il s'avère que ce système pêche par sa rigidité: pour modifier le paramètre principal qui est le nombre de titres émis chaque année, il faut passer par le Congrès. La réglementation est nettement plus facile à modifier et c'est ce qui s'est passé aux USA: la réglementation a été durcie au point où il est impossible d'atteindre le plafond d'émissions. On a aussi assisté à un retrait du charbon au profit du gaz de schiste dans la production d'électricité. Mais personne ne dit que le marché du SO₂ est un échec parce que le prix des permis est trop bas; pour constater si les buts sont atteints, on regarde si le plafond a été respecté et combien cela a coûté. On ne se pose même pas la question de savoir s'il eût été possible de faire mieux, or il s'avère que dans le même temps, l'UE a fait bien mieux. Les émissions de SO₂ y ont été divisées par 3, certains pays comme le Royaume-Uni les ont divisées par 6. La cause en est que l'UE a édicté des réglementation strictes notamment via les directives GIC (LCP en anglais) et IED.

Dans le domaine des émissions de CO₂, on constate que l'UE a aussi adopté toute une série de réglementations qui visent à diminuer les émissions. On peut citer les engagements sur les énergies renouvelables, sur l'efficacité énergétique ou même les directives LCP et IED qui vont faire fermer de vieilles centrales au charbon et au fioul. Des évènements non prévus au départ peuvent aussi permettre de respecter le plafond sans effort. La dépression actuelle en fait partie: de nombreuses aciéries et cimenteries ont fermé, la demande en électricité stagne voir baisse à cause de la faillite de nombreuses entreprises et de la baisse du niveau de vie des habitants. Évidemment, peu souhaitaient que le respect du plafond d'émissions passe par une crise pareille et le scénario prévu était que des investissements permettraient de conjuguer croissance et limitation des émissions de CO₂. C'est simplement ignorer que devenir l'Albanie est une façon de réduire drastiquement les émissions de CO₂. Après tout le marché du CO₂ ne dit pas comment réduire les émissions, mais fixe juste la limite à ne pas dépasser. Le prix des permis ne fait que refléter l'effort qu'il faut faire pour être sûr de ne pas dépasser le plafond ou alors, lorsqu'on est trop près ou delà du plafond, le prix de l'amende.

Comme le prix des permis reflète surtout l'effort à faire pour rester sous le plafond prévu à l'origine, il n'y a aucune raison que ce prix reflète le coût pour la société de la pollution. On peut même dire que les promoteurs d'un tel système espèrent ouvertement que le prix des permis soit nettement inférieur au coût de la pollution. Que les prix du carbone sur le marché soient bas n'est pas en soi-même un échec. S'en plaindre, c'est surtout se plaindre que les évènements n'ont pas été conforme à ce qui avait été prévu. Or sur le marché du carbone, le prix s'ajuste en partie par ces évènements imprévus, qu'ils soient bons ou mauvais. Cela veut aussi dire que les valorisations théoriques et via le marché n'ont pas les mêmes significations. Une valorisation théorique donne une idée des sommes qu'on peut rationnellement payer pour éviter une pollution, en dehors de toute autre considération, notamment de savoir s'il existe une façon plus économique de faire. La valorisation par le marché a pour but de rechercher la façon la plus économique d'atteindre une certaine quantité de pollution. En ce sens, il n'y a pas à se prévaloir d'un éventuel échec du marché pour se référer à une valorisation théorique, d'une part parce que le marché ne couvre pas l'ensemble des des émissions, d'autre part parce qu'il peut finalement devenir rationnel de diminuer la pollution plus qu'il n'était prévu au départ. Inversement, un prix bas sur le marché du carbone signale surtout que les objectifs fixés au départ vont être atteints sans beaucoup d'efforts, mais sans rien dire sur la situation générale de l'UE.

Finalement, on peut dire qu'on affuble la situation actuelle du marché du CO₂ du nom d'échec pour de mauvaises raisons. Ce qui est regretté, c'est que les choses ne sont pas passées comme prévu: c'est la crise qui a fait s'effondrer les émissions dans le secteur industriel, pas une quelconque innovation. C'est oublier que le marché ne fait que fixer un maximum d'émission — qui peut être dépassé en payant une amende, d'ailleurs — et que d'autres politiques que le seul marché du CO₂ sont en place pour essayer de faire baisser les émissions, comme par exemple les subventions aux énergies renouvelables. Il est inévitable que ces subventions exercent une pression à la baisse sur les prix des permis … en engageant parfois des dépenses astronomiques. On ne peut pas non plus confondre le coût théorique de la pollution et le prix des permis, puisqu'en fait l'espoir est que la pollution sera réduite en dépensant moins que ce que la pollution coûte à la société. Au fond, le marché du CO₂ n'est que la voiture balais des politiques européennes sur le sujet, c'est une tentative de fixer un plafond annuel d'émissions. Se plaindre de son échec du fait du bas prix des permis, c'est un peu se plaindre que la voiture balais soit vide à l'arrivée d'une étape du Tour de France. L'étape était peut-être trop facile, peut-être le peloton n'est-il composé que de dopés, mais rien de tout cela n'est la faute de la voiture balais.

16 avril 2013

L'électricité, l'avenir du chauffage (2e épisode)

Après avoir regardé la situation présente du chauffage électrique en France, qui n'a rien d'une horreur écologique, au contraire, je vais me tourner vers la question de l'avenir. En effet, si la situation présente est bonne, c'est largement dû aux politiques menées par le passé, parfois très lointain comme quand il s'est agi de construire des barrages. La question de savoir si ajouter encore du chauffage électrique est la chose à faire, notamment en ce qui concerne les émissions de CO₂.

Quid du futur?

Si pour l'eau chaude sanitaire, il reste sans doute de la place la nuit pour que le bilan carbone soit largement positif, pour le chauffage électrique la situation est différente puisque tout le potentiel nucléaire et hydraulique installés sont utilisés en hiver. On a pu aussi constater que la construction de centrales nucléaires n'est plus tout à fait une spécialité locale. Pour arriver à faire un bilan des émissions probables en cas de hausse de consommation via le chauffage électrique, il faut faire quelques hypothèses sur les moyens de production qui vont servir pour la couvrir.

Une autre étude de l'ADEME s'est essayée à cet exercice, pour conclure à un contenu marginal en CO₂ de 500 à 600g/kWh. Cependant, cette étude faisait l'hypothèse que l'électricité circule sans contrainte sur tout le réseau européen, hypothèse qui est grossièrement fausse. Si c'était vraiment le cas, EDF aurait tout intérêt à augmenter la disponibilité de son parc nucléaire de façon importante en été. EDF n'aurait aussi aucune raison d'arrêter ses centrales nucléaires pendant les vacances de Noël lorsque le vent souffle. C'est pourtant ce qu'on a constaté pas plus tard que pour les congés de fin 2012. Comme la construction de lignes THT prend énormément de temps et fait partie des projets d'infrastructures les plus impopulaires, il est en fait plus réaliste de faire l'hypothèse que toute consommation supplémentaire sera couverte par de nouveaux moyens construits en France.

Il semble que la situation sur d'éventuels moyens de production supplémentaires soit la suivante:

  • L'éolien et le photovoltaïque sont subventionnés et la puissance installée augmente de ce fait. Pour d'évidentes raisons, le photovoltaïque ne sert à rien pour le chauffage.
  • Pas de centrale nucléaire nouvelle à l'horizon. Le charbon et le fioul semblent, en France, se diriger vers la sortie suite à des directives européennes.
  • Le gaz est le moyen de production fossile de choix, appelé pour couvrir ce qu'on ne veut pas ou ne peut pas couvrir avec le reste.

Pour les besoins de cette estimation, je fais l'hypothèse que le surcroît de production serait couvert par entre un tiers et un quart d'éolien et le reste de gaz. L'éolien ne peut pas tout couvrir du fait de son intermittence. Cela conduit à des émissions pour tout kWh de chauffage supplémentaire comprises entre 240g et 270g: le gaz est compté comme émettant 360g/kWh. Pour être équivalent à un chauffage au gaz en termes d'émissions de CO₂, il faudrait alors que la consommation finale d'électricité pour le chauffage soit limitée entre 75 et 80% de celle d'un logement au gaz. Comme en France, il existe un rapport moyen de 2.58 entre l'énergie primaire et finale pour l'électricité, cela correspond à une limite en énergie primaire quasiment 2 fois plus élevée pour l'électricité.

C'était en gros la logique qui prévalait avant le changement de réglementation thermique de 2012. Par exemple, la réglementation de 2005 prévoyait les limites suivantes: rt2005.jpg Il s'avère que la RT2005 s'est révélée très favorable au chauffage électrique puisqu'entre 2006 et 2008 plus de 70% des logements construits étaient dotés d'un chauffage électrique (cf Bilan prévisionnel 2012 de RTE, p9). La situation s'est depuis inversée avec la RT2012 qui prévoit une limite uniforme en énergie primaire quelque soit le type d'énergie mais variable selon les zones géographiques. RT2012.jpg

L'expérience de la période 2006-2008 semble donc montrer qu'il est possible que l'électricité soit économiquement compétitive même si on veut qu'elle n'émette pas plus de CO₂ au m² que le gaz. Le coût modique des radiateurs permet de dépenser plus en isolation. Le problème principal est en fait d'éviter le charbon dans la production d'électricité, or il n'est plus question de construire de nouvelles centrales au charbon en France, mais bien de fermer les plus vieilles, construites dans les années 60 et 70.

Le miracle de la pompe à chaleur

Comme mentionné plus haut, la RT2012 a mis fin à la domination du chauffage électrique dans le neuf, pour le moment du moins. Avec le ratio primaire/final de 2.58 pour l'électricité, il suffirait à une centrale au gaz d'avoir un rendement d'environ 45% pour que le chauffage électrique par effet joule soit plus efficace en termes d'émissions de CO₂ qu'un chauffage utilisant une chaudière murale. Or, il s'avère que les centrales au gaz peuvent atteindre des rendements de 60%, le coefficient d'émissions de RTE suppose d'ailleurs un rendement de l'ordre de 55%. Le problème c'est qu'au bout d'un moment, il devient plus rentable d'installer une chaudière murale et le circuit d'eau chaude qui va avec que d'isoler encore plus, à supposer que ce soit encore possible.

Une autre question qui peut se poser est peut-on émettre moins de CO₂ en se chauffant uniquement à l'électricité, à isolation comparable à un chauffage au gaz, mais en brûlant uniquement du gaz pour produire d'électricité? Encore une fois, la réponse est oui, en utilisant une pompe à chaleur. On s'aperçoit bien qu'avec les conditions données dans la question, il est impossible d'y arriver en dissipant l'énergie électrique dans un radiateur par effet joule: le second principe de la thermodynamique et les réalités de construction imposent au rendement d'une centrale au gaz d'être bien inférieur à 100%. Mais ce même principe n'empêche pas la réalisation d'une machine thermique qui permettrait de prendre de la chaleur dans un milieu «froid» pour la mettre dans un milieu «chaud».

C'est l'idée de base de la pompe à chaleur, dont tout le monde ou presque possède un exemplaire sous la forme d'un réfrigérateur. Le principe est en général le suivant:

  1. on fait s'évaporer un liquide, le fluide calorifique, dans un milieu «froid», ce qui a pour effet de transférer de la chaleur de ce milieu froid vers le liquide puisqu'il faut fournir de l'énergie pour vaporiser un liquide.
  2. on compresse le gaz obtenu, ce qui le chauffe aussi. C'est le moment où on a besoin d'énergie mécanique, apportée en général par l'électricité. Ce compresseur permet aussi de faire circuler le fluide calorifique dans le système, sans quoi il ne se passerait rapidement plus rien.
  3. au contact du milieu «chaud», le gaz se condense. C'est possible car même si la température du milieu chaud qui entoure le gaz (le tuyau qui le contient en fait) est plus élevée que celle du milieu froid, la pression est maintenant plus élevée. Cette fois-ci, le gaz transfère de l'énergie au milieu environnant.
  4. le liquide va ensuite dans un détendeur, ce qui a pour effet de refroidir le liquide en même temps que sa pression chute. Le cycle peut recommencer.

La pompe à chaleur doit disposer de fluides calorifiques pour fonctionner de façon pratique, avec des changements d'états judicieusement placés en température et en pression. L'avantage principal de la pompe est qu'on peut extraire de l'énergie d'un milieu déjà froid — ce qui permet la réfrigération — pour la mettre dans un milieu déjà chaud — ce qui permet un effet de levier pour le chauffage. Cet effet de levier est appelé le coefficient de performance ou COP pour reprendre l'acronyme anglais.

Une chaudière murale à condensation a un rendement d'environ 110% PCI — GDF n'oublie pas ce fait et facture en conséquence des kWh PCS qui incluent en sus la chaleur de condensation de l'eau créée par la combustion du gaz! —, ce qui veut dire qu'un système centrale gaz plus pompe à chaleur devient plus performant en termes d'émissions de CO₂ qu'une chaudière si le COP est supérieur à 2 en moyenne sur l'année.

L'office fédéral de l'énergie suisse a publié une note de questions-réponses en collaboration avec le lobby des pompes à chaleur local. En Suisse, les pompes à chaleur sont devenues populaires ces dernières années, si on en croit les statistiques sur le sujet: la part de marché atteint presque 10%. Il ressort notamment du document de l'OFEN le tableau suivant (p7): copa_suisse.jpg On voit que le COP de 2 est dépassé de façon large pour les nouvelles constructions dans tous les cas et de façon un peu moins nette pour les rénovations. On note aussi que des COP de 4 sont dans l'ordre des choses avec des pompes à chaleur basés sur un système géothermique, où on récupère la chaleur du sol via une circulation d'eau. Le système centrale à gaz et pompe à chaleur est alors 2 fois meilleur en termes d'émissions de CO₂ — et donc de consommation de gaz — que la chaudière murale.

Des esprits chagrins me rappelleraient sans nul doute qu'on peut aussi faire tourner une pompe à chaleur avec du gaz. Mais on s'aperçoit vite que plus on produit d'énergie dite mécanique, plus le système est efficace car c'est là que la pompe à chaleur fournit le plus d'énergie. Or, les moteurs classiques on un rendement de l'ordre de 30%, la moitié du rendement d'une bonne centrale au gaz. Lorsque le COP atteint 4, une production d'électricité seule suffit alors à garder l'avantage — sachant qu'on peut aussi faire de la cogénération.

Évidemment, le gaz n'est pas le seul moyen de produire de l'électricité. Si on y ajoute de l'éolien — à la mode en ce moment —, du nucléaire — nettement moins à la mode — et de l'hydraulique, mais qu'on exclut le charbon, le tableau devient totalement en faveur de l'électricité. Les petits calculs ci-dessus s'appliquent d'ailleurs très bien au biogaz qui est avant tout … du méthane, comme le gaz naturel. Bref, les pompes à chaleur sont sans conteste le meilleur moyen de limiter les émissions de CO₂. Ce n'est pas pour rien que dans un scénario allemand 100% renouvelable, pour compléter des éoliennes au facteur de charge surgonflé, le chauffage des habitations ne s'effectue uniquement à l'aide de pompes à chaleur et que rien ne provient de chaudières murales (p23).

Le problème de genre de système réside dans les coûts d'investissement et de fonctionnement. Contrairement à une chaudière murale reliée au réseau de gaz, les coûts d'investissements dans une pompe à chaleur et le réseau électrique sont nettement plus élevés. Et il faut en plus payer les salariés qui s'occupent de faire fonctionner la centrale. Pour répondre à une demande très saisonnière, une installation qui ne demande que peu d'entretien et fonctionne «toute seule» présente des avantages économiques certains.

Conclusion

Il semble donc bien que, contrairement à ce qu'assènent souvent les écologistes, le chauffage à l'électricité soit celui qui préserve le plus notre environnement. En France, la politique passée a fait qu'il existe un parc nucléaire important, doublé d'un parc hydro-électrique. Cela a rendu le chauffage électrique à simples radiateurs efficace sur le plan des émissions de CO₂ grâce à une combinaison avec une isolation renforcée. Les dernières réglementations thermiques interdisent de fait cet arbitrage en plaçant la barre trop haut: il devient financièrement plus intéressant d'utiliser une chaudière à gaz. Cela montre l'inanité d'une réglementation qui se base uniquement sur l'énergie primaire: en voulant minimiser les consommation d'énergie primaire, on n'atteint pas forcément le minimum d'émissions de CO₂. C'est logique: si on veut minimiser les émissions de CO₂, il faut libeller les normes en termes d'émissions de gaz à effet de serre.

C'est d'autant plus dommage que les pompes à chaleur — qui fonctionnent principalement à l'électricité — sont de fait le mode de chauffage qui est le plus prometteur. Cependant, il est à craindre que des réglementations se basant uniquement sur les consommations d'énergie primaire ne permettent pas leur développement. Des calculs d'ordre de grandeur se basant sur les technologies actuelles montrent pourtant qu'en combinant les pompes à chaleur avec les modes de génération de l'électricité qu'on peut raisonnablement envisager de construire en France, le nucléaire, le gaz et l'éolien, on obtient ce qui est sans doute une façon de se chauffer qu'on peut à la fois déployer à grande échelle et compter parmi les plus bénignes pour le climat. On ne peut que se demander pourquoi la réglementation n'encourage pas plus ce qui est d'ores et déjà la 4e source d'énergie renouvelable en France.

15 avril 2013

L'électricité, l'avenir du chauffage (1er épisode)

Chacun a sans doute déjà entendu dire que le chauffage électrique était un scandale et qu'il a été un succès en France grâce à une alliance inattendue entre technocrates partisans du nucléaire et pubards de génie. Une réponse à leurs arguments a déjà été formulée, mais elle est basée sur de vieilles données.

Les opposants au chauffage électrique avancent principalement 3 arguments contre le chauffage électrique: qu'il est inefficace sur le plan énergétique, qu'il émet plus de CO₂ que les autres formes de chauffage et enfin qu'il met en danger la sécurité d'approvisionnement en électricité en créant des pics de consommation très importants. Si ce dernier argument est vrai, le deuxième est faux et le premier n'a en fait pas vraiment d'importance.

Le faux-semblant du gaspillage dû à l'électricité

Pour arriver à dire que le chauffage électrique gaspille de l'énergie, les opposants prennent en compte le processus de fabrication de l'électricité. En effet, avant de nous vendre des produits énergétiques finis qui servent aux particuliers, les industriels partent de matières brutes et perdent une partie du contenu énergétique utilisable dans cette transformation. La plupart des centrales électriques sont des machines thermiques, ce qui fait que leur rendement est sévèrement limité par le second principe de la thermodynamique. Ce rendement change aussi suivant les technologies utilisées et l'âge de la centrale. C'est ainsi que les centrales nucléaires françaises ont un rendement d'un tiers, alors que les centrales à gaz dernier cri peuvent atteindre les 60%.

Pour compter l'énergie techniquement récupérable au départ dans la matière première, on parle d'énergie primaire; pour compter l'énergie effectivement livrée aux clients finals, on parle d'énergie finale. L'énergie finale ne dit pas forcément quelle est la forme la plus utile d'énergie, elle signale juste qu'on est arrivé en bout de chaîne commerciale et que quelqu'un a donc payé pour cette énergie. L'énergie primaire, elle, ne convoie pas du tout le même concept, elle sert surtout à savoir qu'elles sont les matières premières utilisées. Les contempteurs du chauffage électrique comptent bien sûr en énergie primaire quand ils affirment qu'il est inefficace.

Or, la comptabilité en énergie primaire ne dit rien de la difficulté à mettre cette énergie à notre service, ni des autres inconvénients qui s'y rattachent, qui sont les vraies questions qui se posent à une société humaine. En effet, l'énergie est abondante dans l'univers et sur terre — on entend d'ailleurs souvent les contempteurs du chauffage électrique déclarer qu'il faudrait couvrir de panneaux solaires une petite partie de la surface terrestre pour assouvir l'ensemble des besoins de l'humanité —, le problème est de pouvoir en disposer quand et où nous en avons besoin. Cette difficulté à en disposer est généralement traduite dans le prix de vente de l'énergie finale, qui regroupe les salaires et les rentes qu'il a fallu verser pour se la procurer. Parfois, quand il existe une taxe sur la pollution, le prix rend compte de certains inconvénients. Dans le cas de l'électricité, on peut constater que son prix est environ 2 fois plus élevé que celui du gaz, par exemple. Et que c'était pire dans le passé. prix_energies.jpg

Si le chauffage électrique a rencontré un certain succès ces 30 dernières années, c'est donc qu'il permettait de consommer … moins. Le prix supérieur de l'électricité est partiellement compensé par une consommation facturée moindre, état de fait acté par les différentes normes de constructions de bâtiments qui se sont succédées depuis le choc pétrolier et qui obligent les logements chauffés à l'électricité nouvellement construits à consommer moins d'énergie finale que leurs homologues utilisant des combustibles fossiles. De plus, le chauffage par simples radiateurs coûtait peu en investissements de départ, compensé par une isolation renforcée.

Et le CO₂?

Un autre reproche des contempteurs du chauffage électrique est qu'il rejette plus de CO₂ que les autres formes de chauffage. La logique est la suivante: certes, le nucléaire est une production décarbonée, mais il produit tout le temps, ce n'est donc pas lui qui fournit l'électricité du chauffage, nécessaire uniquement en hiver, mais les centrales à combustible fossile. Comme le rendement n'est pas de 100%, le chauffage électrique ne peut qu'émettre plus de CO₂ qu'un chauffage au gaz, par exemple. En prime, alors que le charbon n'est plus utilisé pour chauffer des habitations, des centrales au charbon sont toujours en service en France. Or, les centrales au charbon émettent quasiment 1kg par kWh d'électricité produite contre environ 200g par kWh de gaz facturé.

Cependant, comme le montrent les graphes suivants extraits du bilan de RTE de décembre 2012, les centrales à combustibles fossiles ne sont pas les seules à voir leur production augmenter en hiver. prod_mensuelles_par_secteur.jpg Comme on peut le constater les centrales à combustible fossile produisent très peu lors de la belle saison, leur production augmente d'environ 4 à 5TWh lors des mois d'hiver normaux par rapport à cet étiage bas et les mois d'une rigueur exceptionnelle, comme le mois de février 2012, voient une production augmentée de 7TWh. Mais dans le même temps, la production nucléaire augmente de 10TWh entre l'hiver et l'été et la production hydraulique voit aussi sa production augmenter d'environ 1 à 2 TWh. On constate donc que l'augmentation de la production des moyens décarbonés est donc 2 fois supérieure à celles des centrales à combustible fossile. Comme il peut rester un doute à cause de la forte variabilité des émissions de CO₂ suivant les moyens appelés, il est intéressant de faire un calcul plus détaillé.

Il se trouve qu'en 2005, une étude de l'ADEME a estimé le contenu carbone de chaque kWh électrique suivant l'usage qui en était fait. Elle donne la valeur moyenne de 180g/kWh pour le chauffage électrique. Les émissions de CO₂ associées au kWh moyen étant stables depuis une dizaine d'année autour de 60g/kWh, l'expansion du chauffage électrique ne paraît pas non plus avoir d'effet néfaste et son contenu carbone est sans doute lui aussi resté stable depuis 2005. Les documents qui servent à calculer le bilan carbone estiment les émissions du gaz à environ 200g/kWh et celles du fioul à 300g/kWh. On voit donc qu'en France, utiliser un kWh d'électricité ou de gaz provoquent l'émission d'à peu près la même quantité de CO₂. Mais comme on l'a rappelé plus tôt, les logements chauffés à l'électricité sont plus économes.

On peut même quantifier cela. Pour commencer, l'électricité chauffe un gros tiers des logements actuellement contre un peu moins de la moitié pour le gaz et 15% pour le fioul, ses principaux concurrents. En passant, le graphique suivant (tiré de ce document, p28) montre, en sus de l'essor du chauffage central, que les 40 dernières années n'ont pas seulement été un âge d'or pour le chauffage électrique mais aussi pour le chauffage au gaz. Ce dernier partage certaines caractéristiques communes avec le chauffage électrique: pas de mauvaises odeurs et pollution fortement diminuée, distribution sans effort par un réseau d'adduction. repartition_mode_chauffage.jpg Par ailleurs, un tableau pioché dans cet autre document de l'ADEME (p45) permet de connaître la répartition de l'énergie consommée pour se chauffer, en dehors du bois. On voit que le chauffage électrique consomme seulement 18% de l'énergie consacrée au chauffage alors qu'il représente 35% des logements. chauffage_energie.jpg Du côté des émissions de CO₂, la performance du fioul est très médiocre, alors que la performance des réseaux de chauffage urbain est à remarquer. Il faut dire qu'ils sont souvent alimentés par l'incinération des ordures, du bois ou encore la géothermie. On voit aussi que le chauffage électrique n'est certainement pas une horreur de ce point de vue. emission_CO2_chauffage.jpg

Mais ce n'est pas tout. Le chauffage des locaux n'est pas le seul usage où on a besoin de produire de la chaleur. À part la cuisine qui représente une faible partie de la consommation énergétique des ménages, il y a la production d'eau chaude. Elle aussi a beaucoup augmenté depuis les années 70s; il paraît aujourd'hui incongru de ne pas pouvoir prendre une douche tous les jours chez soi. Dans ce domaine, l'électricité a acquis une position encore plus forte que pour le chauffage, comme on peut le voir ci-dessous (source Bilan Carbone, Tome Énergie §2.6.2.4, p53): ECS_PdM.jpg Une nouvelle fois, en termes de consommation d'énergie finale, il semble que le chauffage à l’électricité soit plus économe. ECS_EFinale.jpg Et la note de l'ADEME attribue une émission de CO₂ de 40g/kWh à la production d'eau chaude sanitaire par l'électricité: il faut dire que cette consommation a lieu le plus souvent en heures creuses tout au long de l'année, là où le nucléaire est archi-dominant dans la production d'électricité française. En conséquence, les émissions de CO₂ sont très basses. On peut aussi noter l'excellente performance des réseaux de chaleur. ECS_CO2.jpg

Enfin, on peut voir la répartition des émissions de CO₂ pour ces usages thermiques. On constate que l'électricité et les réseaux de chaleur ne compte que pour 15%, les combustibles fossiles utilisés directement pour 85%. C'est dû à la fois au prix de l'électricité qui force à l'économiser plus que le gaz, au rendement de 100% du chauffage électrique — une fois passé le compteur, il n'y a pas de pertes pour un usage en chaleur — alors que le chauffage au gaz est toujours handicapé par la présence de chaudières peu efficaces (veilleuses…) dans une bonne partie du parc de logements. Emissions_thermiques_logements.jpg

Conclusion

On peut constater que le chauffage électrique n'a rien eu d'hérétique jusqu'ici en France. L'argumentation se basant sur un prétendu gaspillage dû au passage par l'électricité passent allègrement sur le fait qu'une chute d'eau ou une bise bien fraîche n'ont jamais réchauffé personne et que tout le monde n'a pas la chance d'avoir un réacteur nucléaire à la maison.

Les performances en termes d'émissions de gaz à effet de serre sont tout à fait honorables par rapport à ce qui se faisait à la même époque dans les logements chauffés autrement. Bien sûr, à la suite du durcissement des normes de construction, les logements chauffés au gaz nouvellement construits sont meilleurs de ce point de vue que les logements chauffés à l'électricité construits dans les années 70. Dans le deuxième épisode, je regarderai quelles sont les perspectives.

4 décembre 2012

Le débat national sur la transition énergétique ou les conquérants de l'inutile

Delphine Batho, ministre de l'écologie, etc., a lancé le fameux débat sur la transition énergétique jeudi dernier. Cela a donné lieu à une offensive médiatique, puisque deux membres du comité de pilotage ont donné des interviews. Bruno Rebelle, ancien directeur de Greenpeace en France, a été interrogé par un média internet et s'est épanché sur son blog. Laurence Tubiana, ancienne négociatrice pour la France sur les problèmes climatiques, a fait de même dans Le Monde. Quant à la ministre, Les Échos sont allés lui poser quelques questions; elle s'est aussi exprimée sur Europe 1. En réponse, deux vétérans de ce genre d'exercice, Jean-Marc Jeancovici et Arnaud Gossement, ont déjà donné le fond de leur pensée sur leurs sites web respectifs.

Le communiqué ministériel mentionne une charte que le comité de pilotage devra faire respecter. Et c'est là que les problèmes commencent: comme le débat n'a pas de site internet propre et que ladite charte ne figure nulle part sur le site du ministère — en tout cas, je ne l'y ai pas trouvée — il faut aller ailleurs pour en prendre connaissance. On y lit, entre autres, que tout citoyen peut contribuer au débat national sur la transition énergétique, que ce soit en participant aux débats décentralisés ou en s’exprimant sur le site internet dédié: un lancement du site aurait sans doute été une bonne chose! On y lit aussi que l'organisation du débat est complexe avec moult comités, ce qui peut permettre au gouvernement de se livrer à un exercice de centralisme démocratique où il trouvera miraculeusement que ses idées sont partagées par une partie des comités.

Cette charte définit aussi les buts de ce débat. On s'aperçoit sans peine qu'il est déjà bien encadré par des décisions déjà prises et affichées comme irréversibles. Si toutes ces décisions étaient incontestables, comme celle de diviser par 4 les émissions de gaz à effet de serre d'ici 2050, cela ne poserait pas de problème. Mais parmi ces décisions, il y a la réduction de la part du nucléaire dans la production électrique et la fermeture de Fessenheim qui vont dans une direction directement opposée à la décision précédente. La charte dit aussi que le débat doit contribuer à définir la façon la plus pertinente écologiquement, la plus efficace économiquement et la plus juste socialement, de la conduire pour atteindre l’objectif retenu pour 2025, et, au delà, mettre l’économie et plus globalement la société française sur une trajectoire cohérente avec les objectifs de 2050. On ne peut que constater que tous ces objectifs ne sont pas forcément tous compatibles. Juste pour prendre un exemple, s'il s'agit de développer les énergies renouvelables, l'exemple allemand sur l'électricité montre qu'on voudra épargner l'effort aux grandes entreprises, mais qu'il tombera entièrement sur les particuliers et les petites entreprises. C'est sans nul doute efficace économiquement: les grandes entreprises énergivores sont très sensibles au prix de l'énergie. Mais par contre, ce n'est pas forcément juste socialement, surtout quand ça aboutit à faire subventionner ces grandes industries par des particuliers qui n'en peuvent mais!

On sent dans les réactions des 2 vétérans cités qu'ils sont un peu las et blasés. À les lire, il n'y a pas grand chose à attendre de ce débat, vu qu'un certain nombre de décisions dimensionnantes — idiotes ou pas — ont été déjà prises et que nombre de raouts du même genre ont eu lieu ces dernières années. On peut citer le Grenelle de l'Environnement, le rapport de la mission Énergies 2050, diverses missions de parlementaires, comme celle de l'OPECST sur le futur du nucléaire en France ou du sénat sur le prix de l'électricité, ou encore de très nombreux rapports publics, comme sur l'énergie dans les bâtiments ou la politique de soutien à l'éolien et au solaire photovoltaïque, les coûts du nucléaire, etc. Bref, ce n'est pas la documentation qui manque et on peut déjà, à mon sens, en retirer des choses sur la politique à mener. La lecture de ces document montre qu'on doit faire un très important effort d'économies d'énergie (isolation des bâtiments,…), d'efficacité énergétique et installer des moyens de production d'énergie décarbonée par ordre de prix et d'utilité. Un autre facteur de la lassitude des vétérans est sans doute que cette masse de documents n'a pas apaisé le débat sur les questions les plus passionnelles — le nucléaire au premier chef.

Malheureusement, on ne peut pas dire qu'on voit des signes positifs poindre à l'horizon sur aucun de ces fronts. Par exemple, Greenpeace a annoncé ne pas vouloir participer à ce débat tout comme Greenpeace avait refusé de participer à la mission Énergies 2050. Les interventions de la ministre laissent aussi penser que 6 mois au pouvoir n'ont pas suffi pour assimiler quelques idées ou encore des ordres de grandeur sur la question. C'est ainsi que l'interview aux Échos est titrée L'énergie est un levier de relance majeur. Dans le corps de l'interview, cette phrase est accolée à L'éolien offshore créera aussi beaucoup d'emplois, ce qui montre qu'elle n'a pas compris que l'énergie ne pouvait être un levier de relance que si elle était à un prix raisonnable. Sur Europe 1, elle a déclaré qu'il était possible de remplacer le nucléaire par des énergies renouvelables comme la biomasse, les hydroliennes, etc tout en abaissant les émissions de CO₂. Or, de fait, les ordres de grandeurs ne collent pas: les seuls scénarios où les émissions baissent quand même sont ceux où la consommation d'électricité baisse et où tout l'accent est mis sur des économies d'énergie, qui doivent couvrir à la fois baisse du nucléaire et réduction de la consommation des énergies fossiles. Comme on a déjà du mal, sauf crise économique, à réduire suffisamment vite la consommations de combustibles fossiles pour remplir l'objectif d'une division par 4 des émissions en 2050, la mission devient totalement impossible en réduisant la production du nucléaire. Dans leurs interviews Rebelle et Tubiana citent le modèle décentralisé où chacun serait producteur et consommateur, mais ce qu'on constate c'est que le développement du solaire et de l'éolien ont amené l'explosion du prix de l'électricité à cause du prix de ces énergies et au besoin de renforcer considérablement le réseau.

Le principal point positif que les 2 vétérans entrevoient, c'est que ce débat participe à l'information du public. Personnellement, je doute que ce soit ce débat améliore plus la situation que ce qui a déjà été fait en la matière. La plupart des gens n'ont pas le temps d'assimiler ne serait-ce qu'un résumé sommaire de toute la documentation accumulée sur le sujet. Ces grands débats publics ont pour caractéristique de passer inaperçus auprès du public. Quand ils accèdent à une certaine notoriété, ça peut être à cause d'une transformation en défouloir, comme pour le funeste débat sur l'identité nationale. Étant donné la complexité de la matière, j'ai assez peu confiance dans la presse pour informer les citoyens sur ce sujet! Par exemple, le chauffage électrique y est souvent décrit comme une gabegie, alors que les document du Bilan Carbone montrent qu'au contraire, le chauffage électrique est le mieux placé en termes d'émissions de CO₂. Pour ma part, je considère que ce débat souffre énormément des promesses inconsidérées de François Hollande, qui amènent à devoir courir un marathon en s'étant tiré une balle dans le pied au départ. Si on arrive simplement à éviter ou inverser des décisions calamiteuses, comme la diminution de la production nucléaire, le bilan de ce débat sera déjà bon!

25 novembre 2012

Les visions du futur de l'ADEME

L'ADEME a effectué un travail de prospective visant à montrer une façon d'atteindre les objectifs de réduction d'émissions de gaz à effet de serre que la France s'est fixée. Le Monde s'en est fait l'écho ainsi qu'une presse plus spécialisée. Les simples mortels semblent toutefois devoir se contenter de la synthèse (lien google), un document plus complet est sans doute adressé au gouvernement.

Ces scénarios ne se veulent pas forcément très réalistes, puisque dès l'introduction, on nous dit qu'ils sont volontaristes. Le président de l'ADEME, François Loos, déclare même dans une réponse à actu-environnement.com qu'à notre avis, la question du prix n'est pas le moteur de l'action. Étant donné la raison d'être de l'ADEME, les scénarios favorisent ouvertement les économies d'énergie et les énergies renouvelables.

Étant donné la longueur de mes élucubrations, une découpe suivant plus ou moins les secteurs abordés par l'agence semble s'imposer, avec les renvois associés:

Les bâtiments

La synthèse commence par aborder le cas des secteurs résidentiel et tertiaire, qui constituent 40% de l'énergie (finale) consommée. La synthèse de l'ADEME est utilement complétée par leur document sur les consommations des bâtiments. L'ADEME considère que la consommation d'électricité dite spécifique, c'est-à-dire en dehors de son usage pour le chauffage, est stable d'ici à 2030, tant dans les services que dans le secteur résidentiel. Cette tendance est prolongée jusqu'en 2050. Elle affirme que cela prend en compte l'apparition de nouveaux usages. C'est déjà en soi un objectif très difficile à atteindre: par exemple, le document sur les consommation des bâtiments montre que, dans le secteur résidentiel, la consommation d'électricité spécifique par m² a augmenté de 90% entre 1976 et 2010 et de 35% entre 1990 et 2010. Le nombre de logements a augmenté de 6M, soit d'environ un tiers entre 1990 et 2010. Au total, la consommation d'électricité spécifique a augmenté d'environ 80% en 20 ans. Si cette consommation n'augmentera pas ainsi ad infinitum, l'hypothèse d'une stabilité sur les 20 ans qui viennent est loin d'être assurée; en tout cas, cela paraît incompatible avec une croissance de 1.8%/an en moyenne.

L'ADEME prévoit la fin du chauffage à l'aide de dérivés du pétrole (fioul et GPL). Ce développement est logique: l'hypothèse que le maximum de production de pétrole soit dépassé d'ici 10 ou 15 ans est la plus probable. De plus, le chauffage au fioul — qui représentait 60% du parc de logements au début des années 70 (source, p28) — est en déclin constant depuis de nombreuses années. Le prix du kWh de fioul a dépassé celui du gaz, ce combustible a une image nettement moins propre que les alternatives. L'agence prévoit aussi un développement des réseaux de chaleur, seul vecteur dont la consommation augmente de façon nominale. On peut inférer du graphe de la page 5 que les logements chauffés au fioul le seront soit par des réseaux de chaleur, soit à l'électricité. Le chauffage électrique est profondément modifié puisqu'une bonne part des logements utiliseraient des pompes à chaleurs: 20% du parc de logements en 2030, l'électricité représentant un gros tiers du parc actuel. Les chaudières au gaz atteindraient un rendement proche du maximum physique (aux alentours de 110% du PCI) avec la généralisation des chaudières à condensation. À l'horizon 2050, un deuxième round de rénovation a lieu, avec des effets grosso modo similaires, sauf que tout ne repose plus que sur une meilleure isolation, vu que les systèmes de chauffage seraient déjà plus ou moins au maximum de rendement physique.

Les chauffe-eau solaires auraient toujours une contribution mineure. Ils ne servent qu'à produire une partie de l'eau chaude sanitaire, pour laquelle la consommation d'énergie est environ 6 fois plus faible que pour le chauffage. Comme il y a toujours besoin d'un système de complément, le système n'est pratiquement jamais rentable en France métropolitaine sans subvention. Autant utiliser ce système de complément en permanence, surtout que l'électricité a déjà une part de marché de presque 50% sur ce segment, avec un contenu carbone très faible (40g/kWh) du fait de l'asservissement au tarif heures pleines/heures creuses.

L'essentiel des économies d'énergie provient en fait du succès des pompes à chaleur ainsi que d'un programme très important de rénovation. Non seulement le nombre de logements rénovés est très important — par exemple 70% des maisons — mais, en plus, ces rénovations sont très importantes comme le montre la chute de la consommation par m². Le gros problème de ce type de programme est la faisabilité économique. Contrairement à ce qu'affirme le président de l'ADEME, les coûts ont un impact déterminant sur les décisions en matière d'installations de chauffage, du fait de l'importance de ce poste budgétaire pour les ménages, mais aussi du fait du coût des rénovations. À cause des problèmes d'agence, comme entre propriétaires et locataires, et des contraintes en termes de capacité d'endettement, il n'est même pas sûr que toutes les rénovations rentables se fassent. Les hypothèses macro-économiques sont alors primordiales. L'ADEME prévoit un prix du pétrole en 2030 pas très différent de celui de 2008 et 20% au-dessus du niveau de 2012 qui semble cohérent avec une disparition du fioul, déjà bien engagée aux prix actuels. Pour le gaz, aujourd'hui le prix livré aux clients résidentiels est d'environ 60€/MWh pour un prix de gros de 20€/MWh dans les hypothèses. Les hypothèses macro-économiques prévoient donc en gros un prix entre 80 et 90€/MWh en 2030 en supposant les coûts de réseau constants. Est-ce suffisant pour motiver les rénovations d'ampleur qu'appelle l'ADEME?

Je remarque aussi que l'ADEME se laisse aller à ce qui me semble être des lubies comme les bâtiments à énergie positive ou la micro-cogénération. Pour les bâtiments à énergie positive, cette énergie serait produite grâce à des panneaux solaires. Le maximum de production aurait donc lieu lors des minima de consommation de juillet & août, et la production serait nettement inférieure pendant des mois travaillés comme novembre et janvier. Pour ce qui est de la micro-cogénération, qui consiste à produire de l'électricité à l'aide de sa chaudière à gaz, quel peut en être l'intérêt lorsque le rendement de production de chaleur de la chaudière est proche du maximum physique? Le rendement de conversion en électricité ne sera pas fameux à cause des limites posées par le second principe.

Les transports

Dans ce domaine, l'ADEME prévoit que les efforts de règlementation vont porter leurs fruits et les consommations de carburants chuter. Les véhicules vendus en 2030 verraient en moyenne leur consommation divisée par presque 3. La consommation moyenne du parc serait réduite de 40%. Comme l'agence prévoit une hausse du transport de marchandises par la route, elle prévoit un changement d'usage des moyens de transports de personnes pour compenser. mode_transport_2030.jpg On peut y voir la haine des 2 roues motorisés de la part des pouvoirs publics: alors que la presse et d'autres mauvais esprits rendent compte d'une forte hausse de l'usage des scooters et autres motos, aucune hausse de la part de marché n'est prévue ces 20 prochaines années. Heureusement, le déferlement de la horde de barbares a été freinée par une règlementation opportune, alors que les Français avaient voté avec leur portefeuille lorsque le prix du pétrole avait atteint des records. Or, même si certaines motos consomment plus que certaines voitures récentes, les scooters 125 peuvent s'avérer nettement plus économiques. Un effort sur les moteurs, similaire à ce que font les constructeurs automobiles, pourrait renforcer ce trait.

À l'horizon 2050, l'ADEME prévoit que le parc automobile aura diminué d'un gros tiers grâce à la mutualisation des véhicules. Ils seraient aussi nettement plus économes, la consommation de carburants aurait diminué d'un facteur supérieur à 3. Bizarrement, les 2 roues motorisés voient leur part de marché augmenter alors qu'ils sont laissés de côté pour 2030. L'agence estime aussi qu'il serait alors possible de se passer de pétrole en se reposant sur du gaz — produit de façon de renouvelable de préférence. Ce serait possible grâce aux gains réalisés sur le chauffage au gaz. Pour le transport de marchandises, il est prévu que le trafic n'augmente plus par rapport à 2030, grâce à une rationalisation, complétée par un développement du transport par voie ferrée. Je remarque que c'est un vœu constamment exprimé mais jamais réalisé.

L'industrie

Pour l'industrie, l'ADEME est fortement contrainte par l'hypothèse de croissance économique. Elle impose un certain maintien d'industrie lourde, même si évidemment elle doit prendre en compte des évolutions dans la répartition de l'activité entre les divers secteurs industriels. Dans le domaine de l'industrie, un certain nombre d'activités sont déjà fortement incitées à économiser l'énergie par la forte compétition mondiale et par le poids de l'énergie dans les coûts et donc dans le prix des produits. C'est ainsi que des industries concurrentielles et développées depuis longtemps se voient affecter des gains par unité produite relativement faibles: sidérurgie, métaux non ferreux, etc. L'agence voit donc le gisement dans les industries où l'énergie représente une part plus faible des coûts de production, comme l'agro-alimentaire. À l'horizon 2030, cela produit une économie globale d'environ 10%. Mais à l'horizon 2050, alors qu'il est écrit qu'il s'agit d'une prolongation de tendance, les économies d'énergie atteindraient 20% par rapport à 2030!

Les questions principales en la matière sont celles de savoir si les hypothèses macro-économiques se réaliseront bien — en cas d'absence de croissance, une partie des industries disparaîtra — ou encore de savoir si certaines industries ne préfèreront pas aller là où le contexte énergétique est meilleur et moins contraignant.

Les sources d'énergie

Il s'agit surtout pour l'agence d'évaluer les gisements d'énergies renouvelables. Elle commence par étudier le cas du bois. Le bois est aujourd'hui la première source d'énergie renouvelable en France: en 2010, la consommation de bois a représenté presque 10Mtep. L'ADEME prévoit 18Mtep en 2030 et la même chose en 2050. Elle compte pour cela sur une plus forte exploitation des forêts françaises, puisqu'elle compte que l'équivalent de 75% de l'accroissement naturel de la forêt soit récolté chaque année contre 48% actuellement. Cela permettrait de plus que doubler la production de bois destiné à être brûlé et aussi d'alimenter un peu plus un circuit de récupération. Une critique du scénario négaWatt montre qu'un tel plan devrait s'accompagner d'une hausse notable du prix du bois. Par ailleurs, si le potentiel théorique de la forêt française n'est exploité qu'à moitié, c'est sans doute aussi qu'une partie importante des propriétaires de forêts n'ont pas envie de les exploiter pour le bois. Il n'est pas dit qu'une simple hausse du prix du bois les y incite suffisamment, car il y a d'autres usages pour une forêt.

Pour ce qui est du secteur de l'électricité, L'ADEME voit en 2030 les EnR produire 48% de l'électricité, le nucléaire 49% et seulement 3% à partir de centrales au gaz. En termes de puissance, elle voit 34GW d'éolien à terre et 12 en mer, 33GW de photovoltaïque, 32GW de nucléaire, 14GW de gaz (fossile), le reste étant soit non précisé (énergies marines ...) soit supposé quasiment constant (hydraulique). L'ADEME donne une production en baisse (environ 445TWh) des exportations stables (environ 45TWh) et une consommation (en incluant les pertes environ 400TWh). Cela représente une baisse de la consommation d'électricité de presque 20% par rapport à aujourd'hui, ce qui me semble très optimiste ou incompatible avec les hypothèses sur le PIB. C'est aussi très différent du scénario privilégié par RTE dans son bilan prévisionnel, dont on a déjà parlé. Autre particularité: si on se replace dans les conditions de la vague de froid de février dernier, moyennant quelques hypothèses, on arrive péniblement à une puissance produite en France de 80GW. Même en escomptant une capacité d'importation de 10GW, la puissance maximale prévue est donc bien inférieure aux 102GW atteints cette année. Inversement, certains jours du mois d'août, on peut s'attendre à un production des EnR intermittentes de l'ordre de 40GW avec le soleil au zénith; à l'heure actuelle, la pointe au mois d'août, aux alentours de midi, est d'environ 50GW, ce qui veut dire que l'essentiel du nucléaire serait à l'arrêt et qu'il y a un risque de surproduction si un jour est venté, les capacités d'exportation étant dépassées. Bref, l'ADEME affirme s'être basée sur des simulations heure par heure mais il semble que des hypothèses m'échappent.

La question qui n'est pas abordée dans cette synthèse est celle des coûts et du modèle économique. Si pour le bois, le modèle serait sans doute le même qu'aujourd'hui, il va de façon autre pour la production d'électricité: actuellement, les producteurs d'électricité renouvelable à partir de biomasse bénéficient des tarifs de rachat et produisent en base. Or le document de l'ADEME laisse penser que la production d'électricité à partir de biomasse devra avoir lieu quand l'éolien et le photovoltaïque feront défaut. De même en 2050, l'ADEME nous dit que des stations de pompage seront construites pour le stockage intersaisonnier. Vus la taille maximale du stockage (il faut compter 1km² pour stocker 10GWh) et le modèle économique (une STEP doit produire 1500h par an), l'utilité pour le stockage intersaisonnier du pompage est plus que douteuse à un coût acceptable! Le modèle de revenus collectés à l'exportation est aussi remis en cause: les exportations auront lieu surtout lors des pics de production renouvelable, ce qui va nécessiter de multiplier les lignes THT et de trouver des clients pour cette électricité produite de façon imprévisible à long terme. Le prix s'en ressentira forcément. On peut aussi simplement se demander si c'est vraiment utile de fermer la moitié du parc nucléaire français pour le remplacer par des moyens qui paraissent nettement plus chers. On pourrait aussi utiliser le nucléaire pour adoucir les hypothèses d'économies d'énergie.

L'ingénierie sociale

Le trait marquant du scénario de l'ADEME est surtout le nombre de prescriptions réglementaires et/ou normatives qu'on y lit. C'est ainsi que le régime alimentaire des français changerait pour se conformer en 2050 aux prescriptions de la FAO pour manger moins de viande mais plus de céréales et de fruits & légumes. Si le niveau de vie des français augmente — ce que l'ADEME prévoit — on se demande pourquoi ils mangeraient moins de viande. Si par contre il baisse, l'expérience montre que les prescriptions de la FAO ne sont pas le résultat le plus probable. Toujours dans le domaine de la nutrition, l'agence prévoit une réduction de 50% des aliments partant à la poubelle («pertes alimentaires évitables»). Je me demande comment cet objectif pourrait être tenu, surtout quand on voit quelles sont les conséquences de vouloir se rapprocher des préconisations standard en matière de nutrition.

Ces hypothèses normatives s'étendent partout, par exemple:

  • Les logements collectifs et les maisons se partageraient les nouvelles constructions à parité, alors que depuis les années 90 au moins le parc de logement est constitué à 56% de maisons (p27 du bilan énergie de l'ADEME). C'est sans doute l'hypothèse structurante pour arriver à stopper l'artificialisation des sols. Dit autrement, l'ADEME prévoit un renforcement du zonage, zonage qui n'est sans doute pas pour rien dans l'inflation immobilière de ces 15 dernières années.
  • Dans le domaine des transports, les moyens collectifs sont nettement favorisés. L'expérience de longues années de développement des transports en commun montre qu'ils ne remplacent pas la voiture. La novlangue administrative frappe d'ailleurs en ce domaine, puisque les moyens faisant appel à la force motrice de l'utilisateur sont appelés moyens de transports doux. Tout utilisateur régulier d'un vélo peut certifier que son usage n'a rien de tel.
  • Les moyens de partage de véhicules voient leur part de marché nettement augmenter. Le problème ici est que, si les voitures ne sont utilisées que 5% du temps, c'est que les moments d'utilisation sont très concentrés, pour aller au travail le matin, en revenir le soir, aller en vancances: pendant des laps de temps courts, la majeure partie de la population se déplace. Ce n'est pas en voyant la fourniture de véhicule comme un service que ces réalités vont changer. La même logique est à l'œuvre quand il s'agit de rationaliser les transports de marchandises.
  • Les exportations d'aluminium sont limitées pour maximiser la part du recyclage

S'il est certain que se passer de pétrole et, plus généralement, de combustibles fossiles va imposer un certain nombre de changements de société, il est loin d'être certain que ce soit ceux prévus par les planificateurs. Et si l'édiction de normes peut remplacer voire faire mieux qu'une augmentation du prix d'énergie, ces normes peuvent aussi revêtir au final l'aspect d'une taxe sur certaines catégories de citoyens. C'est le cas du zonage urbain et des limitations mises sur la construction.

Quelques conclusions

Les visions de l'ADEME constituent une façon d'arriver à remplir les engagements de la France sur le plan des émissions de CO₂: les diviser par 4. Le tropisme de l'agence pour les économies d'énergie l'amène à bâtir ses scénarios dessus. Ces scénarios sont un mélange de continuation de tendances actuelles — disparition du fioul, ratio gaz/électricité changeant lentement dans le secteur du chauffage, etc… —, de rappel des vaches sacrées et des topos des économies d'énergie — réseaux de chaleur, transports en commun, lutte contre le gaspillage de nourriture, etc… —, de ruptures sociales majeures — description des transports en 2050 — et d'éléments susurrés par l'arrivée d'un nouveau pouvoir comme la division par 2 du parc nucléaire, dont on se demande ce qu'elle vient faire là.

Ce qui manque dans cette synthèse, c'est la description des politiques nécessaires selon l'agence pour arriver au but. On ne sait pas s'il agit, selon les cas, de continuer la politique actuelle, de la changer profondément, d'établir de nouvelles taxes, de nouvelles normes contraignantes. Il n'y a pas d'analyse des raisons qui ont fait l'insuccès des moyens prônés par l'agence de longue date, comme les transports en commun ou les réseaux de chaleur, ni des raisons pour lesquelles ces moyens seraient adoptés dans le futur. Tous ces éléments sont pourtant nécessaires pour se rendre compte de la faisabilité de ces scénarios: certaines mesures sont, dans ce domaine, très impopulaires, ce qui grève leur faisabilité politique; d'autres ont des effets pervers, ce qui grève leur efficacité voire les rend contreproductives.

Ces exercices de prospective valent surtout pour montrer la différence de résultats qu'on attend de 2 politiques différentes. Comme il n'y a pas de scénario de référence ou concurrent, que les mesures effectives à prendre ne sont pas détaillées, il est difficile de se faire une idée plus précise. On retrouve tout de même quelques réalités de la lutte contre le réchauffement climatique:

  • la question du chauffage paraît gérable à partir d'une meilleure isolation et en s'appuyant sur un mix électrique décarbonné.
  • la question des transports et de l'industrie lourde, notamment la sidérurgie et le ciment, est nettement plus difficile à gérer, ce qui laisse présager des départs d'industrie, des efforts douloureux ou un surcroît d'effort dans le domaine du chauffage.
  • que diminuer la production nucléaire n'est peut-être pas la meilleure idée, alors qu'on va chercher des marges de manœuvre en matière énergétique!

18 septembre 2012

Le coût exorbitant de la course aux renouvelables: 2e édition

Lors de son discours de clôture de la conférence environnementale, le premier ministre a annoncé diverses mesures envers les producteurs d'électricité renouvelables, ou plus exactement l'éolien et le solaire. Ces mesures ressemblaient pour certaines aux recommandations d'un rapport de l'administration: ainsi Jean-Marc Ayrault a-t-il annoncé un assouplissement du zonage pour faciliter l'implantation d'éoliennes.

Mais ce rapport est aussi intéressant par ce qu'il montre les contradictions de la politique que veut mener le gouvernement ou, en tout cas, qu'elle est contraire aux intérêts des consommateurs et à ce qu'il faudrait faire pour diminuer efficacement les émissions de CO₂ en France. Ces contradictions sont apparentes dès le début du rapport, avec les deux premiers paragraphes de la synthèse. On nous dit au premier paragraphe que l'éolien et le solaire doivent être subventionnés. Au deuxième, on nous explique que l'éolien et le solaire ne pourront, pour des raisons techniques, permettre la réduction de la part du nucléaire dans la production d'électricité à 50%: il ne reste donc que les combustibles fossiles pour combler le manque.

De l'éolien et du solaire à bas prix?

La première recommandation du rapport est de préserver une part conséquente de production d'électricité à bas coût. Des esprits forts pourraient en déduire que le rapport devrait s'arrêter dès son introduction puisque de fait, en France, la production d'électricité combine à la fois bas coûts et faibles émissions de CO₂. Les seuls besoins concernent des installations permettant de répondre à des périodes de forte demande à l'ajustement de la production au cours de la journée, bref, des moyens de production pilotables, ce que ne sont pas l'éolien et le solaire photovoltaïque. On sent aussi les rédacteurs du rapport, qui ont lu le bilan prévisionnel 2011 de RTE, très similaire dans ses conclusions à celui de 2012 en ce qu'il annonce une hausse des émissions de CO₂ en cas de diminution de la part du nucléaire, un peu gênés aux entournures, puisqu'ils recommandent aussi de regarder d'autres sources d'électricité que l'éolien et le photovoltaïque (recommandation n°5). Évidemment, la lettre de mission adressée aux fonctionnaires ne leur permet pas de s'arrêter là.

Ils recommandent donc d'assouplir les contraintes pesant sur l'installation d'éoliennes, de façon à accélérer les procédures, augmenter le nombre de terrains disponibles, changements qui peuvent diminuer le prix de l'électricité éolienne toutes choses égales par ailleurs. Cela dit, l'article du Figaro mentionne que le lobby de l'éolien espérait une augmentation des tarifs de rachat qu'il n'a obtenue que pour les DOM-TOM sous les atours de tarifs spéciaux pour eux et pour les zones cycloniques. Le rapport recommande aussi de mettre fin aux tarifs spéciaux du photovoltaïque prévoyant une prime pour l'intégration au bâti. Du point de vue du consommateur, cette prime ne fait que renchérir inutilement le prix de l'électricité.

Mais le rapport contient aussi tous les éléments qui montrent que la politique menée jusqu'ici va coûter fort cher. On y trouve p39 les prévisions de subventions qui se monteraient à 8G€ en 2020 — contre 2G€ en 2012 — ce qui alourdirait la facture des particuliers de 10€/MWh hors taxes. On y voit que les 2 principaux contributeurs seraient le solaire photovoltaïque et l'éolien en mer. Et de fait, on peut s'apercevoir, au gré des appels d'offres, que le solaire photovoltaïque est payé, pour les nouvelles constructions, 208€/MWh pour les plus grosses installations tandis que l'éolien en mer coûte la bagatelle de 228€/MWh.

Quant à espérer des baisses de prix, en dehors du photovoltaïque, elles risquent de se faire attendre. Ainsi, le BDEW, association industrielle allemande regroupant entre autres les producteurs d'électricité, a publié un document sur les perspectives allemandes de la production d'électricité renouvelable, dont l'essentiel est traduit dans ce document de Sauvons le Climat. On y trouve ce graphe p64: prix_EnR_complet.jpg On y voit qu'à part le photovoltaïque dont le prix d'achat moyen passe de complètement délirant à simplement exorbitant, toutes les autres sources voient leurs prix d'achat moyens augmenter ou stagner.

Les appels d'offres, remède à la dérive des coûts?

Pour essayer de limiter les coûts, les auteurs préconisent d'arrêter les tarifs de rachats à guichet ouvert pour passer sur un régime d'appel d'offres. On voit mal comment une telle politique peut s'adapter à l'installation de panneaux photovoltaïques par les particuliers, les plus chers, et un facteur de dérive des coûts restera donc toujours de ce fait. Mais le problème, c'est que cette politique est à double tranchant. Les appels d'offres peuvent permettre de limiter les coûts pour les technologies dont les coûts baissent rapidement en empêchant qu'un effet d'aubaine ne se crée. Les possibilités de construire sont limitées en volume, seuls les offres les moins chères sont sélectionnées. Mais si au contraire les coûts sont en hausse, c'est l'inverse qui se produit.

Et la lettre de mission adressée aux auteurs est lourde de facteurs de hausses des coûts. En effet, les ministres entendent que l'essor de la production d’électricité renouvelable crée des emplois. Cela se traduit par la recommandation 14 où on nous dit qu'il serait bon qu'il y ait des contraintes en termes de contenu local. On nous dit aussi qu'il faut utiliser à cet égard toutes les possibilités de la réglementation européenne, ce qui laisse entendre que les possibilités ne sont pas si grandes que cela.

Regardons les résultats. Les appels d'offres sont la norme pour les installations photovoltaïques de taille moyenne ou grande (>100kW) depuis que le gouvernement s'est fait déborder par la chute des prix des panneaux. Actuellement, le rapport fait état d'un prix possible de l'électricité photovoltaïque de 170€/MWh (p32) à l'heure actuelle en France. Comme on l'a déjà vu, le prix réellement accordé est de 208€/MWh. On ne peut pas dire que les appels d'offres révèlent le prix cible. Mais il y a mieux: p59, les auteurs déclarent qu'au moins un industriel nous a indiqué qu’il parvenait dans ses installations à 100€/MWh en France. On ne saurait trop conseiller à cet industriel de déposer séance tenante une offre à ce prix et de le faire savoir, histoire de faire taire les critiques. Quant à l'aspect du contenu local, on s'aperçoit que la plupart des fabricants de cellules sont en perte (p65), parfois dans des proportions très importantes vis-à-vis de leur chiffre d'affaires. Un approvisionnement local ne peut alors conduire qu'à un fort renchérissement des offres puisque les fabricants disposeraient d'un marché captif. Pour ce qui est de l'éolien en mer, la France s'est distinguée par un prix délirant de 228€/MWh dans un appel d'offre qui correspond à ce que les auteurs recommandent. En Allemagne, le tarif est de 150€/MWh et des champs se construisent à ce prix. Par contre, pas de baisse des prix en vue, comme le montre le graphe ci-dessus: les prix sont à la hausse. Bref, difficile de croire que les appels d'offres vont véritablement offrir de meilleurs prix pour les consommateurs et contenir l'envolée des subventions.

De façon générale, comme les auteurs le remarquent, la France n'a pas construit d'industrie du photovoltaïque ou de l'éolien: chercher à la construire maintenant semble donc une erreur puisque des acteurs sont déjà bien installés et ont amorti une partie de leurs usines. Cela leur donne un avantage compétitif. Mieux vaudrait donc se lancer dans d'autres filières, comme celles du stockage de l'énergie, vu que celui-ci s'adapte à tous types de mix de production et permettrait de remplacer les centrales à combustibles fossiles en France.

Quid de la prime de marché?

Les auteurs recommandent aussi une autre façon de subventionner les énergies renouvelables: la prime de marché (recommandation n°13 & p41). Il s'agirait, au lieu de racheter l'électricité à prix fixe, de donner le prix du marché plus une prime, ce qui inciterait le producteur à se soucier du moment où il injecte du courant sur le réseau de façon à maximiser ses rentrées d'argent. Évidemment, pour des sources fatales pures, c'est assez inutile: l'injection sur le réseau n'est pas maîtrisable. Les producteurs seront alors incités à réclamer une prime qui va simplement renvoyer au prix garanti d'achat, c'est ce qui s'est passé en Allemagne. Cependant, cette méthode peut pousser le développement de technologies de stockage. Mais elle permet aussi de rémunérer l'électricité renouvelable non pas en fonction des coûts des différentes technologies, comme actuellement, mais en fonction du service rendu. Le bonus pourrait être ainsi fixé en fonction du gain réel attendu en termes d'émissions de CO₂. Si on subventionnait 100€/t de CO₂ évitée — 10 fois le prix du marché actuel — cela conduirait à un bonus maximum situé entre 5 et 10€/MWh pour les sources fatales et qui décroîtrait au fur et à mesure que l'électricité serait moins carbonnée, pour peu, bien sûr, que ces énergies participent réellement à la diminution des émissions de CO₂ en France. En effet, les émissions directes (par opposition à une analyse sur un cycle de vie) de l'électricité seule sont comprises entre 50 et 60g/kWh (source, p225) et environ 80g/kWh si on prend en compte la production de chaleur. L'incitation serait par contre nettement plus forte pour les moyens mobilisables à la demande, ceux dont on a réellement besoin. Évidemment, une telle éventualité n'a pas été envisagée par le premier ministre dans son discours.

La lecture de ce rapport est aussi une improbable publicité en creux pour le parc de production d'électricité actuel en France. Voilà une industrie essentiellement locale: la France possède toutes les installations du cycle nucléaire sauf les mines d'uranium. Les barrages sont aussi une industrie éminemment locale: il s'agit de les construire et de les entretenir. La production est aussi essentiellement décarbonée: le rapport rappelle les analyses de l'ADEME sur le cycle de vie des différentes sources d'électricité (p32): les barrages émettent 4g/kWh, le nucléaire 8g/kWh, l'éolien 15g/kWh, le solaire photovoltaïque 50g/kWh.

En conclusion, on voit que le gouvernement va devoir choisir: soit continuer à subventionner les énergies renouvelables dans la production d'électricité pour obtenir dans le meilleur des cas un gain faible en termes d'émissions de CO₂ — mais plus probablement une hausse — et le faire payer très cher aux Français, soit changer de stratégie et se tourner vers des technologies de stockage — disposer d'un stock d'énergie rapidement et facilement mobilisable est l'atout principal des combustibles fossiles — où il y a des places à prendre, ou encore se tourner vers les secteurs qui constituent actuellement l'essentiel des émissions françaises: le chauffage et les transports qui recèlent sans nul doute des gisements de réduction à plus bas coût. L'amateurisme de ce gouvernement, les décisions annoncées lors de la conférence environnementale et ses projets laissent craindre qu'évidemment, on continuera dans la première voie.

29 janvier 2012

Stocker l'électricité

L'OPECST a rendu en décembre dernier un rapport — en 2 tomes— sur l'avenir de la filière nucléaire et plus généralement la génération d'électricité en France. Le premier tome présente ce que retient l'office des auditions et de ses déplacements, ainsi que sa conclusion sur le futur de la production d'électricité en France. Le deuxième tome compile l'ensemble des auditions menées. Ce rapport est l'occasion de passer en revue un certain nombre de sujets qui ont été évoqués lors des auditions de l'office et aussi de donner mon avis sur les conclusions de ce rapport.

Actuellement, il est difficile de stocker de l'électricité dans des quantités significatives ou dans un laps de temps dépassant quelques secondes. On est donc obligé de passer par des intermédiaires. Actuellement, seul le stockage dans des lacs de barrage remplit un rôle significatif dans la production d'électricité. Son utilisation requiert la présence de montagnes pour un usage le plus performant, et il existe une limite à l'acceptabilité des lacs de barrage, la montagne étant aussi habitée et fréquentée par des êtres humains, souhaitant voir aussi des vallées non noyées par des lacs. La montée en puissance de l'éolien et du solaire, moyens intermittents et hors de notre contrôle de production d'électricité, renforce la tentation de trouver des moyens de stocker cette énergie. Sans ces moyens de stockage, le complément est amené à être assuré, pour des raisons essentiellement économiques, par des énergies fossiles qu'il s'agit justement d'éviter d'utiliser.

Le rapport de l'OPECST aborde deux moyens: l'hydro-électricité et le stockage «chimique».

L'hydraulique

Comme produire de l'électricité à partir de lacs de barrage est une des formes les moins technologiquement avancées et les moins chères, la plupart des sites intéressants pour y installer des barrages sont occupés. Ceux qui sont libres ont un intérêt touristique et il est aussi légitime que les habitants souhaitent conserver une partie des vallées sans lac. En Europe, il existe peut-être encore des possibilités en Suisse et en Autriche, mais cela ne suffira pas face aux perspectives de développement des énergies renouvelables intermittentes. En France, sur 12GW de puissance pour l'ensemble des lacs de barrage, seuls environ 5GW sont disponibles pour le pompage.

Le stockage dans les barrages se base sur la gravité, les rendements sont bons, supérieurs à 70% sur l'aller-retour. L'énergie stockée est égale au produit de trois termes: l'accélération de la pesanteur, la masse d'eau stockée et la hauteur de chute. C'est pourquoi les sites montagneux sont les plus intéressants, on arrive à y créer des installations où la hauteur de chute vaut environ 1000m et où les volumes d'eau stockés dans la retenue peuvent dépasser la centaine de millions de m³. Dans le cas des stations de pompage, il faut en plus disposer d'une deuxième retenue en contrebas. Elle est souvent de capacité bien inférieure, de l'ordre de 10 fois moins, ce qui limite l'usage du stockage. Par exemple, le barrage de Grand'Maison a une retenue supérieure de 130M de m³, une hauteur de chute de 925m et une retenue inférieure de 14M de m³, ce qui limite le stockage à environ 37GWh.

Comme tous les sites de montagne sont équipés, on se tourne vers les sites marins, là où il y a des falaises. Un prototype a été construit sur l'île d'Okinawa. Le rapport reprend cette idée — tome 1 p58 sq , tome 2 p171 sq — avec un projet qu'a EDF à la Guadeloupe de construire une centrale du même genre. Le représentant d'EDF a donc présenté une centrale de 50MW, avec une capacité de 20h de fonctionnement continu — soit 1GWh — et une hauteur de chute de 50m. Ce qui veut dire que la retenue supérieure a une contenance d'environ 7M de m³, soit un lac de 35ha et profond de 20m ... le tout au sommet d'une falaise de 50m. Cette usine ne passera pas complètement inaperçue.

Le représentant d'EDF indique aussi qu'on pourrait installer 5GW de la sorte sur les côtes françaises (T2 p183), ce qui ferait donc une centaine d'usines. Le rapport est assez enthousiaste, puisqu'il déclare que les STEP marines constitueront une solution particulièrement bien adaptée pour la stabilisation de l’électricité produite par les parcs d’éoliennes offshore (T1 p59). Cependant, il y a quelques raisons de penser que les attentes seront déçues. Il n'existe ainsi aucun site équipable entre Quiberon et l'embouchure de l'Adour, ni de Perpignan à l'embouchure du Rhône. C'est assez gênant pour la stabilisation de la production des parcs offshores au large de l'embouchure de la Loire, l'appel d'offre gouvernemental y prévoyant déjà jusqu'à 750MW. Ensuite, les falaises sont souvent des espaces protégés et/ou fréquentés assidûment par les touristes. On peut ainsi citer le cap Fréhel, Étretat, le cap Fagnet ou le cap Blanc-Nez. Le problème n'est pas tant que d'arriver à en implanter quelques-unes, mais d'en implanter plusieurs dizaines. Ce qui fait qu'au lieu des 5GW vus par le représentant d'EDF, on aura sans doute 5 fois moins, alors que rien que pour le premier appel d'offre d'éolien en mer, il est prévu entre 2 et 3GW et que l'objectif d'ici 2020 est de 6GW.

La chimie et les carburants synthétiques

Le grand succès des combustibles fossiles tient à leur densité d'énergie qu'on peut dégager par combustion combinée à leur stabilité chimique par ailleurs. Par exemple, le méthane a un pouvoir calorifique d'environ 15kWh/kg, les carburants classiques donnant des résultats comparables. La plupart des carburants classiques se trouvant sous forme liquide, ils ne forment immédiatement pas des mélanges détonants, ils ne sont pas outrancièrement toxiques. Leur origine est la végétation préhistorique; le pétrole et le charbon mettent quelques centaines de millions d'années à se former. Dans l'optique de se débarrasser des combustibles fossiles, trouver des remplaçants ou de nouvelles façon de les fabriquer est donc extrêmement tentant et intéressant.

Certes, le rendement qu'on peut attendre d'une combustion est inférieur à ce qu'on peut attendre d'une technique comme les barrages, mais on gagne très nettement en compacité. Cela dit les CCGT atteignent des rendements de 60%. Leur forte puissance et leur coût raisonnable leur permettra d'être le moyen privilégié de production d’électricité à partir de la combustion de gaz. Dans le secteur des transports, les rendements peuvent monter jusqu'à 50%, mais le rendement moyen pour une voiture est plutôt de l'ordre de 20%. Là des piles à combustible et des batteries pourraient remplacer les moteurs à explosion, mais ces deux solutions ont leurs propres problèmes: coût très élevés et limites posées par les gisements de minerais.

Tous les procédés ayant en vue la fabrication de carburants synthétiques se basent sur la capture du CO₂ ou la création d’hydrogène. Le cas présenté à l'office repose sur les 2, de façon à absorber les excès de production d'électricité. Pour l'occasion, un représentant d'Areva, entreprise qui voit sans doute là l'occasion de se diversifier dans une activité avec de moindre risques politiques, vient présenter les travaux d'un GIE formé avec des spécialistes des gaz, Air Liquide et GDF-Suez (T1 p59 sq, T2 p173 sq). La marche suivie serait de capturer le CO₂ actuellement émis par les cimenteries puis de le transformer en méthane, puis en diméthyl-éther ou en éthanol. Il déroule une démonstration qu'il ruine à la fin en révélant que les prix donnés sont basés sur un rendement du capital ridiculement bas.

Le scénario d'usage a aussi de graves faiblesses: si on se base sur la capture de CO₂ par les usines pour fabriquer les carburants synthétiques, la consommation de combustibles fossiles sera diminuée mais non éliminée. D'une part, parce que la capture du CO₂ ne sera pas parfaite. D'autre part, l'utilisation par les automobiles des carburants synthétiques amène à ouvrir le cycle et à devoir se réapprovisionner en composés concentrés en carbone, c'est-à-dire en fait en combustibles fossiles. Il paraît en effet peu probable que capter le CO₂ atmosphérique soit viable, étant donné qu'il ne représente que moins de 0.05% en volume de l'atmosphère. On pourrait penser se baser sur des composés azotés, mais ils sont tous toxiques ou instables. Créer de grandes quantités d'hydrogène nécessite aussi de grandes quantités d'eau, créant une compétition pour son usage et incitant à placer les usines en bord de mer, en compétition avec de nombreuses activités économiques.

Tous ces procédés consomment de l'énergie, d'abord pour créer de l'hydrogène. L'électrolyse est un procédé bien maîtrisé, les rendements sont de l'ordre de 80% (exemple). Le problème de l'hydrogène est que c'est un gaz très difficile à liquéfier et finalement peu énergétique par unité de volume. Il faut donc consommer relativement beaucoup d'énergie pour le stocker soit pour le transformer en autre chose (comme du méthane). Si on admet que ces opérations supplémentaires ont un rendement total de 80%, et que le gaz est brûlé dans une centrale à cycle combiné, le rendement global atteint environ 40%, ce qui n'est pas terrible.

Quelles conséquences?

Il est intéressant de faire quelques calculs pour voir ce que donnent les procédés de stockage dans le cas où on voudrait se passer totalement de combustibles fossiles et se baser sur différents modes de production «primaire» — c'est-à-dire avant stockage — d'électricité. Les cas donnés ci-dessous sont simplifiés à l'extrême et amplifient les besoins de stockage. Je pense qu'ils donnent tout de même quelques informations intéressantes.

Commençons d'abord par supposer qu'on puisse, malgré les difficultés, se baser uniquement sur un stockage d'efficacité égale à 40% et que la production d'électricité «primaire» soit constante dans le temps avec des installation qui ont un facteur de charge de 70%. La consommation finale, elle, connaît deux états, un où la consommation vaut 30GW, l'autre où elle est de 90GW pour une moyenne de 60GW. Cela correspond à une consommation de 525TWh, 10% plus élevée que celle de la France. On trouve que la puissance «primaire» installée est d'environ 100GW, ce qui est une augmentation conséquente par rapport au cas français, où, en cumulant nucléaire et barrages au fil de l'eau, la puissance primaire installée ne produisant pas de CO₂ est d'environ 70GW. Elle reste cependant raisonnable. Les capacités pour le stockage le sont moins, puisqu'il faut les usines absorbent 40GW. Cela dit, le modèle à deux états ne correspond pas à la réalité, où la consommation reste en fait proche de 60GW une bonne partie de l'année, sauf au mois d'août et dans les périodes les plus froides de l'hiver. On bénéficie aussi d'un stockage «gratuit» avec les lacs de barrage qui se remplissent en grande partie grâce aux précipitations. Mais on peut voir que les coûts induits par une technique de stockage peu efficace ne sont pas mineurs, ce qui explique qu'on se soit limité à la solution efficace, le pompage, et encore dans des proportions de l'ordre de 1% de la production totale. Le complément est assuré par les centrales thermiques à combustibles fossiles.

Si on se tourne maintenant vers un moyen de production intermittent dont le facteur de charge moyen est de 25% mais dont la production évolue entre deux états, un où la production est de 70% de la capacité installée et l'autre où il n'y a pas de production. La consommation finale est estimée fixée à 60GW. Avec un rendement du stockage de 40%, les puissances à installer sont extraordinaires: plus de 400GW de capacité primaire, les installations de stockage doivent être capables d'absorber plus de 200GW, etc. Bien sûr, c'est une représentation caricaturale des énergies renouvelables intermittentes, mais il reste certain que ce type de source primaire entraîne plus de besoins de stockage et plus de besoins de production primaire, dans des proportions importantes.

Le dernier point à prendre en considération est que les installations de stockage doivent fonctionner à l'envers de l'économie en général: la nuit et en plein été car la moindre consommation à ces moments rend plus probable qu'on y ait des surplus d'énergie. Cela posera sans doute des problèmes sociaux si cette industrie est amenée à prendre une grande ampleur.

Pour conclure, avec les rendements des moyens actuels de stockage, il est illusoire de vouloir se passer de combustibles fossiles. Même si la recherche permettait de découvrir des moyens plus efficaces et plus faciles à généraliser, l'OPECST ne voit pas de déploiement à grande échelle avant une vingtaine d'années et on ne peut que lui donner raison. Le problème de la source primaire se pose aussi: une source intermittente et fatale oblige à prévoir plus d'investissements pour le stockage, car en plus de devoir faire à face aux variations de demande, il faut faire face aux variations de production. Les coûts pour les consommateurs sont donc nettement plus élevés, ce qui amène à douter de la compétitivité de systèmes basés sur de l'éolien et du solaire photovoltaïque, soutenus par des systèmes de stockage. La tentation sera grande de se reposer sur les stocks légués par le passé: les combustibles fossiles.

19 décembre 2011

Sans fleur ni couronne

Il y a une semaine s'est achevée la conférence de Durban sur le climat. Avant qu'elle ne commence, les observateurs étaient sceptiques quant aux chances de succès de la conférence. Des activistes avaient affiché d'emblée des ambitions limitées à la promesse par les pays en développement de s'engager dans le futur à réduire leurs émissions et à abandonner la distinction entre pays supposément riches, engagés dans le protocole de Kyoto, et pays vus comme pauvres, soumis à aucun engagement. La répartition mondiale des émission poussait à ce que cette distinction tombe: les deux plus gros émetteurs, les USA et la Chine, comptaient d'après l'AIE pour 40% des émissions en 2009. Comme la Chine n'est obligée à rien par le protocole et que les USA ne l'ont pas ratifié en donnant pour raison que les pays émergents ne subissent aucune contrainte, la signification du protocole est devenue marginale. De plus, depuis juin dernier, il est devenu clair que l'objectif d'un réchauffement limité à 2°C est hors d'atteinte si des mesures ne sont pas prises rapidement.

La conférence s'est terminée avec plus de 30 heures de retard, signe des grandes difficultés d'arriver à un accord. L'accord final prévoit bien la fin de la distinction de Kyoto, mais que l'accord ne prendra effet qu'en 2020. Les ambitions limitées sont tout justes remplies, mais l'attente de 10 ans risque de se révéler fatale. Alors que les preuves du réchauffement ne semblent pas manquer, l'action ne semble toujours pas la priorité.

La raison principale à cela, c'est que le réchauffement climatique rassemble tous les éléments de la tragédie des communs. On est presque certain que tout le monde y perdra si rien n'est fait, mais il n'y a aucun mécanisme pour décider de ce qu'il y a à faire et par qui; tous les pays n'ont pas les mêmes intérêts. De plus, tous les pays ne subiront pas les mêmes désagréments: menacer l'Arabie Saoudite de désertification n'a pas grand sens, le dégel du permafrost n'est pas forcément si mauvais pour la Russie. C'est ainsi qu'on a vu l'Arabie Saoudite demander à ce qu'on compense les moindres achats de pétrole qui résulteraient du succès des politiques menées! Les pays en développement, eux, ne veulent pas voir leur développement entravé. Quant aux USA, toute signature d'un accord contraignant est impossible car une bonne partie de sa population pense qu'il n'y a pas de réchauffement climatique. Comme les plus gros émetteurs n'arrivent pas à s'accorder, les actions des volontaires comme l'UE ne comptent pas pour grand chose: l'UE ne représentait environ que 1/8 des émissions mondiales en 2009.

Les propositions pour débloquer la situation ne semblent pas pouvoir résoudre le problème. Ainsi, Nathalie Kosciusko-Morizet, ministre de l'environnement, écrivait récemment sur son blog:

L’échec que nous avons frôlé, aurait eu des conséquences considérables. Depuis Copenhague, les COPs se succèdent et s’essoufflent. Le système onusien est de plus en plus critiqué. Les présidences tournantes montrent leurs limites. A Durban, par exemple, le système organisé par la Présidence sud-africaine qui consiste à consulter longuement, dans des formats différents, selon un processus maïeutique appelé Inbada en référence au nom donné en zoulou au conseil des anciens, a considérablement ralenti les débats.

La question de la gouvernance des négociations doit donc légitiment être posée. Dans le cadre de la préparation de Rio+20 en janvier prochain à Paris, nous organisons avec Alain Juppé une grande réunion qui sera l’occasion de réfléchir sur l’organisation d’une nouvelle gouvernance.

Si on comprend bien, on va résoudre les problèmes des réunions interminables ne donnant aucun résultat en en organisant une!

Les volontaires pourraient donner l'exemple et montrer qu'il est possible d'émettre peu de CO₂ relativement à la population et d'avoir un haut niveau de vie élevé. Cependant, depuis 1992 et la Conférence de Rio, les résultats sont mitigés: CO2_par_tete2.png Comme on peut le voir sur le graphe, issu des données de l'AIE, les efforts ont été modérés. Si l'Allemagne a vu ses émissions baisser fortement, il faut se rappeler qu'elle a hérité au début des années 90 des émissions de l'ancienne RDA. Comme tous les pays communistes, la parcimonie en termes de consommation d'énergie y était inconnue; la mise aux normes occidentales a permis un gain énorme. Mais à part cela, on ne note pas vraiment d'évolution entre 1990 et 2005, sauf en Espagne, dans le mauvais sens.

Par contre, Verel signalait l'interview d'un climatologue français, déclarant que la construction de centrales nucléaires avait fait baisser nettement les émissions françaises. Sur le graphe, on voit que deux pays, la France et la Suède, à un moment où les émissions de CO₂ ne préoccupaient personne, ont enregistré une baisse rapide de leurs émissions, concomitantes à la constructions de centrales nucléaires. Aujourd'hui, il n'est plus question, en Europe, que de diminuer la part du nucléaire, rendant encore plus difficiles l'atteinte des objectifs de réduction des émissions de CO₂.

Au fond, ce à quoi on a assisté, c'est à l'enterrement d'un processus commencé à Rio en 1992. À l'époque, les bonnes intentions ne manquaient pas, les climatologues commençaient à cerner le problème du réchauffement climatique, une application positive du principe de précaution allait permettre une évolution en douceur et une implémentation progressive de solutions que les négociations multilatérales menées de bonne foi allaient faire émerger. 19 ans plus tard, cet idéal est bien mort.

edit: modification du graphe et mention explicite de la source.

20 novembre 2011

De l'accord entre le PS et les Verts

Ainsi, après s'être bien tapé du poing sur la poitrine, les Verts et le PS ont fini par s'entendre et signer un accord. Le plus important dans cet accord, c'est ce qui ne figure pas dans le document: la promesse que les Verts seront seuls en lice dans 60 circonscriptions, ce qui devrait leur rapporter 15 députés en cas de défaite de François Hollande aux présidentielles et 30 en cas de victoire. Cette négociation a donné lieu à un spectacle d'un nouveau genre, où les Verts ont intimé l'ordre au PS de rejoindre sa ligne, entre autres sur le nucléaire, pour accepter qu'on leur donne des circonscriptions. Ces distrayantes gesticulations se sont terminées un peu comme elles ont commencé, par un geste envers les militants verts, sous la forme d'une bouderie d'Éva Joly. Il faut dire que lors des primaires, où Éva Joly était le fer de lance des écolos traditionnels contre un Nicolas Hulot plus éloigné des préoccupations principales de la base, le nucléaire et les OGMs, 10% des votants se sont prononcés pour deux candidats dont la principale caractéristiques était soit de trouver Éva Joly trop gentille, soit d'être un militant anti-nucléaire fervent. Et au fond, qu'Éva Joly renonce ou pas à la campagne présidentielle n'a pas grande importance, l'impact politique des Verts se décidera surtout en fonction du résultat des législatives. Si le PS doit compter sur le soutien des Verts pour obtenir la majorité absolue, on entendra de nouveau bruyamment parler de l'EPR de Flamanville et de l'aéroport de Notre-Dame-des-Landes.

Cependant, il serait imprudent de tenir le texte de l'accord pour quantité négligeable. Ce genre d'accord programmatique donne à voir les points de convergences de ces deux partis, une certaine façon de penser et de procéder. Ce qui frappe au premier abord, c'est que les auteur-e-s de ce texte maîtrise-nt à la perfection cette langue rénovée, citoyenne et durable dans laquelle s'expriment désormais les revendications de gauche. Elle ne comprend pas seulement des expressions dont la défense du contraire est impossible, ce qui signe l'absence totale de substance — qui voudrait d'un développement éphémère ou d'un déclin durable? Cette technique est aussi utilisée à droite, il faut donc plus pour se distinguer. À gauche, on utilise donc un champ lexical différent dont, certainement, l'étude a déjà été faite, ainsi qu'un signe de ponctuation, le tiret, pour se soustraire aux lois d'airain de la grammaire française. On peut aussi subodorer que le texte n'a pas été relu. C'est ainsi que, page 9, on apprend que moins d'un salarié âgé de 59 ans sur dix a un emploi. Au début du texte, on trouve aussi une curiosité: il faut dominer la finance. Je n'ai trouvé nulle part ailleurs plus pur aveu de la relation sado-masochiste des politiques avec la finance, activité honteuse mais qui permet de financer les programmes.

Les revendications écologistes ont trouvé leur chemin jusque dans ce texte. Cela s'explique sans doute par la proximité avec les idées qui ont cours au PS. Mais on n'arrive pas à se détacher de l'idée que non seulement, le texte n'a pas été relu, mais aussi que, sur ces sujets, l'ignorance est totale au PS ou qu'alors on se moque totalement de ce qui y figure. Il est écrit dans le texte que la promotion d'une agriculture familiale autonome et vivrière dans les pays en développement (sera) une revendication de la France dans les discussions multilatérales. Le PS, ardent défenseur du progrès social, prône donc le maintien à leur place de tous ces paysans dans les pays les plus pauvres du monde. L'agriculture de subsistance qui est portée ici au firmament est l'activité par excellence des peuples qui vivent dans la misère la plus abjecte. La révolution industrielle a signé la fin de cette agriculture dans les pays développés, amenant une période prospérité sans précédent dans l'histoire de l'humanité. Si les pays tropicaux, parmi lesquels se trouvent les pays les plus pauvres, sont le lieu aujourd'hui de cultures dites commerciales comme le coton, le cacao, le café, les mangues, les ananas, c'est parce que les conditions climatiques y rendent ces cultures plus profitables qu'ailleurs, c'est un avantage comparatif, ce qui permet le commerce, l'autre cause majeure de la prospérité du monde moderne.

Dans ce texte, il y a bien sûr toute une partie consacrée au nucléaire (p11 sq). Officiellement, il s'agit de parler de transition énergétique, mais à part l'introduction et deux paragraphes à la fin de la partie, il n'est question, de près ou de loin que de diminuer production d'électricité nucléaire. Ce seul fait est en lui-même intéressant: alors qu'il s'agit de lutter contre le dérèglement climatique et l’épuisement des ressources naturelles, il est principalement question de se passer d'un mode de production d'énergie qui ne rejette pas de dioxyde de carbone et dont les perspectives, avec la Génération IV et les réacteurs à neutrons rapides, permettent de régler, en France, avec le stock d'uranium appauvri existant, les problèmes de production d'électricité pour au moins 1000 ans. Pourtant, sur le sujet du nucléaire, il est difficile de penser qu'on n'y connaisse rien au PS. Christian Bataille s'occupe souvent du nucléaire au sein de l'office parlementaire des choix scientifiques et techniques. Cela dit, le nucléaire n'est pas le sujet de prédilection du PS: dans tous les documents du programme, il n'en est question qu'une fois, cela prend un paragraphe sur un document de 30 pages. Tout porte donc à croire que la plupart de ce qui est écrit a été dicté par les écologistes; il est incroyable de constater à quel point leur tactique de négociation a réussi, le PS leur a concédé dans un document programmatique l'arrêt progressif du nucléaire, leur revendication majeure, tout en leur donnant des circonscriptions!

Cette partie sur le nucléaire nous donne à lire un extrait du programme des Verts, programme utopique dont la réalisation demande l'entrée dans une société totalitaire. Comme il faut bien signer avec le PS, ces mesures sont adoucies, mais n'en restent pas moins sévères, et portées à la punition et aux préjugés. Qu'on en juge:

  • Mobiliser tous les leviers (réglementation, fiscalité, formation) visant notamment à réduire la consommation d’électricité. Traduction: l'électricité est trop bon marché en France, on va donc la taxer. Pour ceux qui ont du mal à comprendre, on va leur interdire d'en utiliser plus et leur parler avec des mots simples en articulant. J'ai déjà discuté auparavant de la distribution des taxes en question: seuls les particuliers seront touchés.
  • Une tarification progressive de l’électricité et du gaz permettra le droit effectif de tous aux services énergétiques de base, tout en luttant contre les gaspillages. Comme augmenter les prix de l'énergie des particuliers est contradictoire avec la capacité de vivre dans une société moderne, notamment pour les pauvres, on va demander une feuille d'imposition pour facturer l'énergie. C'est inédit: jusqu'ici, seuls les plus pauvres bénéficient d'un tarif social. On remarque par ailleurs un préjugé: il semble que les pauvres ne gaspillent pas. Au vu des gens qui circulent en vieilles automobiles ou de l'isolation des logements les moins chers, on peut en douter.
  • Nous traiterons efficacement de la question des « pertes d’énergie en ligne », notamment en rapprochant la production de la consommation. En 2010, les pertes ont représenté, en France, 37TWh sur une consommation totale de 513TWh, soit 7% du total. Sur le réseau de RTE, qui regroupe les lignes à haute tension, sans nul doute celles qui sont visées ici, les pertes ont été de 11TWh soit 2% de la consommation totale. (Source: Statistiques 2010 de RTE, p15). On voit mal comment gagner quoi que ce soit de véritablement important de cette façon.
  • Arrêt immédiat de Fessenheim. Si le PS compte finir un réacteur de 1.6GW pour 2016 à Flamanville, il en ferme 2 totalisant 1.8GW immédiatement, alors que les Allemands viennent de retirer 8GW, sans rien prévoir en remplacement et qu'il y a un risque de coupure en France en 2016 à cause de la fermeture probable de centrales au charbon! (cf Bilan équilibre demande 2011 de RTE). Est-ce une décision raisonnable? On voit par ailleurs qu'un échange s'est sans doute fait: fermer Fessenheim tout de suite contre une acceptation (provisoire) de l'EPR.
  • Un plan d’évolution du parc nucléaire existant prévoyant la réduction d’un tiers de la puissance nucléaire installée par la fermeture progressive de 24 réacteurs (...). Le projet d’EPR de Penly (...) sera abandonné. (...) Aucun nouveau projet de réacteur ne sera initié. (...) Un acte II de la politique énergétique sera organisé d'ici la fin de la mandature pour faire l’examen de la situation et des conditions de la poursuite de la réduction de la part du nucléaire. On retrouve ici un plan consistant grosso modo à fermer les réacteurs après 40 ans de service, à ne pas construire de réacteurs de remplacement, et à continuer la même politique après 2025. C'est donc bien un plan de sortie du nucléaire quoique puissent en dire François Hollande et ses subordonnés.
  • La création d’une filière industrielle française d’excellence concernant le démantèlement des installations nucléaires. On retrouve là l'idée des Verts que la démolition des centrales peut constituer une activité d'importance. Cela semble bien difficile, EDF prévoyant que le démantèlement des REP lui coûte environ 20% du prix de construction. Le chantier de démolition de Chooz A serait en ligne avec les coûts prévus, d'après ce qu'a déclaré EDF lors d'une audition publique à l'Assemblée Nationale.
  • Il y a bien sûr le fameaux paragraphe sur le MOX. Comme dit par un retraité du CEA dans le Point, il a sans doute été écrit par des non-spécialistes, mais son intention est claire: entraver le maximum d'activités nucléaires pour aller vers la fin de la filière. Comment expliquer sinon qu'on parle de reconversion du site de stockage des déchets finaux?
  • Nous accélèrerons la recherche sur le stockage de l’électricité. Ce qui signifie en clair que le système proposé par les Verts ne fonctionne pas. La grande variabilité des énergies renouvelables politiquement correctes — éolien et solaire photovoltaïque — impose soit de construire des centrales thermiques consommant des combustibles fossiles, soit de disposer de moyens énormes de stockage de l'électricité. On peut certes augmenter l'usage des barrages, mais ce n'est pas suffisant — et contradictoire avec l'objectif de réduire les pertes en ligne — il faut trouver d'autres moyens. Or il s'avère que les ordres de grandeurs nécessaires à la construction de tels stockages sont délirants, par exemple pour un système d'accumulateurs au plomb. En abandonnant le nucléaire, on lâche la proie pour l'ombre et c'est écrit dans l'accord!
  • La recherche publique (notamment l’activité du CEAEA) sera réorientée prioritairement vers l’efficacité énergétique, les énergies renouvelables, leur intégration dans le réseau et les moyens de stockage, ainsi que vers la maîtrise du risque nucléaire (sûreté, déchets, démantèlement). Traduction: il ne faudrait pas que le CEA ait du succès avec la Génération IV, des fois que les gens la confondrait avec la véritable énergie renouvelable. Bref, le CEA ne fera plus de recherches dans le domaine des applications industrielles du nucléaire, à l'image de ce qui se passe en Allemagne.
  • Quant aux réseaux de transport, leur évolution vers des réseaux plus intelligents sera encouragée sous tous ses aspects pour améliorer les services délivrés, maîtriser les coûts, intégrer une part croissante d’ENR et optimiser l’équilibre offre-demande aux différentes échelles. On se demande bien ce que cela peut vouloir dire. Mis à part bien sûr que la production locale ne peut suffire à tout instant dans le cas d'énergies intermittentes. Il faudra donc augmenter les capacités de transport du réseau — nouvelle contradiction avec la réduction des pertes en ligne — ou rationner.

Il est bien difficile de faire plus idéologique. Et de toute évidence, les négociateurs du PS ont tout gobé, sans doute parce qu'il n'y connaissaient pas grand chose et d'autre part parce qu'ils étaient aussi sans doute proches des idées écologistes. Autant dire qu'un tel étalage de dogmatisme et d'incompétence ne m'incitera pas à aller voter pour François Hollande.

8 octobre 2011

Escroquerie renouvelable

Les opposants à l'énergie nucléaire ont un problème: si on ferme les centrales nucléaires, par quoi les remplacer? On pourrait bêtement penser les remplacer par ce qui existait avant que la décision ne soit prise dans les années 70 de baser la production d'électricité sur la fission de l'uranium: les énergies fossiles, notamment le charbon et le gaz naturel. Ces technologies ont toutefois un gros défaut: elles produisent comme déchet du gaz carbonique, gaz à effet de serre bien connu. Or il se murmure que trop d'émissions amènerait à un réchauffement incontrôlé et important de la planète qui s'accompagnerait d'évènements imprévisibles mais presque certainement néfastes. Il est donc important de proposer des moyens de remplacer les centrales nucléaires par des énergies ne produisant pas de gaz à effet de serre.

C'est pourquoi il est important pour ces opposants de disposer de scénarios intégrant à la fois fin des combustibles fossiles et fermeture des centrales nucléaires. Ces scénarios sont aussi utiles pour ceux qui sont favorables à la continuation de la production d'électricité par l'utilisation de la fission: si ces scénarios ne sont pas crédibles, le nucléaire en sort conforté; s'ils le sont, on pourrait toujours s'en servir comme d'une base pour un scénario différent où le nucléaire pourrait apporter, par exemple, un coût moindre. En France, l'association négaWatt a présenté un scénario actualisé. Tout d'abord, il faut remarquer que ce scénario s'appuie avant tout sur une baisse drastique de la consommation d'énergie. Ce n'est pas étonnant, une part prépondérante de l'énergie finale consommée en France est utilisée dans le secteur des transports — utilisation de voitures, camions, ... — et dans le secteur du chauffage — notamment au gaz naturel. Si on veut sortir du nucléaire ou à tout le moins ne pas avoir à construire de nombreuses centrales, il faut bien faire des efforts en matière de consommation pour se passer de combustibles fossiles.

Cependant, si on se tourne du côté de la production d'électricité, on peut remarquer quelques menus problèmes. D'abord, si on regarde le dossier de synthèse, on voit (p22) un graphe décrivant la provenance de l'énergie consommée en France en 2010. On constate que le charbon n'est pas utilisé pour la production d'électricité, mais seulement dans la sidérurgie et le chauffage, ce qui est en totale contradiction avec ce qu'on trouve dans les documents de RTE, l'entreprise qui s'occupe du réseau de transport d'électricité. Dans le bilan prévisionnel publié cet été, on lit (p83) qu'il y a eu 19TWh d'électricité produite à partir du charbon en 2010. On peut aussi regarder le bilan énergétique publié par le ministère de l'énergie: p21 on voit que la France a importé 11.8 Mtep de charbon et produit 0.1Mtep (p17). Ce qui nous donne 138TWh, 54 de plus que sur le diagramme de negaWatt. Si on fait l'hypothèse que la production d'électricité à partir de charbon a été oubliée, cela nous donne un rendement des centrales au charbon de 35%, ce qui paraît raisonnable. Il semble donc bien que la consommation de charbon pour la production d'électricité ait été oubliée, ce qui ne fait pas très sérieux, s'agissant de la situation de départ.

Sur le diagramme de la p23 du dossier de synthèse, on voit que l'éolien produirait 194TWh soit presque la moitié de la production électrique dans leur scénario. Si on lit la présentation sur les sources d'énergie, les énergies produites et les puissances installées par types d'installations nous sont données. À partir de là, on peut calculer le facteur de charge, c'est-à-dire le rapport de la production réelle à la production théoriquement possible sur une année. Ce qui donne le tableau suivant:


Situation Puissance installée (GW ) Production (TWh) Facteur de charge
Terrestre 48 97 23%
Côtière 8.5 26 35%
Maritime 21 71 38.5%

Malheureusement, les facteurs de charge sont quelque peu ambitieux. Actuellement, le facteur de charge moyen des installations éoliennes est de 23%. Comme on peut supposer que ce sont les meilleurs sites qui sont équipés en premier, le facteur de charge ne peut que décroître à mesure que de nouvelles éoliennes sont installées. Ce qui veut dire que le taux de charge pour les éoliennes terrestres est forcément surévalué. Avec le nombre de sites équipés que cela suppose, le taux de charge sera sans doute plus bas de 2 ou 3 points en réalité. Quant aux taux de charge des éoliennes marines, il semble extrêmement surestimé. L'annuaire statique anglais sur les énergies renouvelables nous donne en effet les taux de charge pour les éoliennes terrestres et marines séparément (tableau p30). En moyenne, le taux de charge des éoliennes marines est en moyenne 4 points au dessus des terrestres, et non 12. Certes, plus on s'éloigne des côtes et plus le taux de charge doit augmenter, mais les 35% et plus ne sont pas accessibles — surtout en moyenne avec des installations de cette ampleur — dans les eaux françaises. Avec ce qui est proposé, la production éolienne est surévaluée avec un ordre de grandeur de 30TWh, soit 15%. Avant d'aborder la question de la variabilité, la production d'électricité paraît clairement surestimée, alors même que le scénario prévoit une baisse drastique de la consommation pour être compatible avec la production. En clair, le plan combine des économies d'énergies impossibles à réaliser et une production insuffisante.

Le scénario de negaWatt prévoit une solution pour la variabilité des énergies renouvelables: ils proposent de fabriquer de l'hydrogène par électrolyse puis de le stabiliser en le transformant en méthane à partir de gaz carbonique (p19 du rapport, p20 de la présentation sur les sources d'énergies). Cependant, ce méthane ne sert pas à produire d'électricité directement. Ce n'est donc pas une solution à la variabilité de l'offre d'électricité, puisque, si les crêtes sont gérées de cette façon, les trous sont toujours à gérer. Pour gérer ces trous, ils proposent d'utiliser plus les stations de pompage — remonter de l'eau dans les barrages: avec le même nombre de stations, ils triplent quasiment le courant produit de cette façon. La production d'hydroélectricité augmente ainsi de 10TWh par rapport à 2010. Par ailleurs, il ne reste que 2.5TWh de centrales thermiques pures (sans cogénération). Au total, il ne reste de purement disponible à la demande que moins de 5% de la production d'électricité; à l'heure actuelle, on en est à 90% voire plus, dont plus de 10% de thermique fossile qui, avec les barrages de retenue, sont les moyens qui font véritablement face aux pointes de consommation — et non aux chutes de production involontaires! Si on ajoute la cogénération dans le scénario négaWatt, on arrive à presque 12% de l'énergie produite. Seulement voilà: la cogénération est censée produire aussi de l'eau chaude, dont on n'a pas forcément besoin lorsque le vent s'arrête ou que la couverture nuageuse est importante. Ce projet prévoit ainsi 21TWh de «micro-cogénération», autrement dit des gens qui produiront de l'électricité avec leur chaudière à gaz. Imagine-t-on que les gens utiliseront leur chaudière pour servir de groupe électrogène lorsqu'ils auront besoin de courant mais pas d'eau chaude ni de chauffage? Le moins qu'on puisse dire, c'est que ce n'est certainement pas une solution efficace, comme l'a montré autrefois Carnot: les chaudières des habitations ont des températures de source chaude nettement plus basses que les CCGTs.

Mais même ainsi, on n'arrive donc que péniblement à la production disponible à la demande et rapidement comparable à l'actuelle, alors que l'éolien et le solaire sont très imprévisibles, comme le montrent les aperçus de la production en France ou encore les données sur les centrales solaires. Actuellement, pour pallier cet inconvénient, les pays utilisant beaucoup l'énergie éolienne compensent l'absence de vent à l'aide de centrales thermiques au charbon ou au gaz, comme on peut le voir sur cette page, en bas. Ce qui fait que, grosso modo, à chaque fois qu'une éolienne est installée, il faut disposer d'une production thermique disponible supplémentaire équivalente en puissance. Pour couronner le tout, le scénario s'appuie énormément sur le solaire; or l'éclairage est une forte composante de la demande de pointe et il est évident que la demande d'éclairage est directement liée à l'absence de luminosité procurée par le soleil. Autant dire que la façon d'assurer l'équilibre offre-demande à tout instant, essentiel dans un système électrique, est très nébuleuse et paraît extrêmement peu crédible.

Pour conclure, negaWatt surestime la production d'électricité et sans doute aussi les économies d'énergies qui sont raisonnablement réalisables. La production d'électricité est confiée en majeure partie à des sources variables, les moyens de production à la demande disparaissent quasiment pour laisser la place à de la production subie. Il ne reste plus dans le système que ce qui est actuellement prévu pour gérer les pointes de consommation, alors qu'aujourd'hui les centrales produisent principalement à la demande. Prétendre qu'on tient là une alternative crédible aux plans actuels et une possibilité de se passer d'électricité nucléaire, c'est une pure escroquerie. Mais on peut gager que ce scénario servira lors de la prochaine campagne présidentielle et que ceux qui s'en prévaudront ne seront jamais ou presque contredits.

30 mai 2011

Fin du protocole de Kyoto

Aujourd'hui, l'Agence Internationale de l’Énergie (AIE) a publié une dépêche à propos du volume d'émissions de gaz à effets de serre provenant de la demande en énergie de l'humanité. Le titre en rend bien compte: les perspectives sont sinistres. En effet, pour éviter des changements trop importants et imprévisibles du fait du réchauffement climatique, l'objectif d'une augmentation de 2°C de la température moyenne mondiale par rapport à 1990 a été retenu, par exemple à Cancun (point 4.). Or pour arriver à limiter l'augmentation des températures à ce niveau, il faut stabiliser la concentration de gaz à effet de serre à l'équivalent d'une concentration en CO2 de 450ppm, comme le montre cette abaque du GIEC. En retour, cela a des conséquences sur les émissions annuelles. Le scénario de l'AIE pour arriver à maintenir la concentration en deçà des 450ppm prévoit ainsi que les émissions industrielles soient limitées à 31Gt d'équivalent CO2 entre 2015 et 2020 et qu'elles décroissent ensuite. Ce n'est pas le seul scénario possible, mais la vitesse d'élimination du CO2 par la nature oblige à une baisse plus rapide ensuite au cas où les émissions seraient durablement plus élevées que les 31Gt. Scénario 450 de l'AIE L'AIE estime qu'en 2010, 30.6Gt équivalent CO2 ont été émises. En d'autres termes, il faut que dès l'année prochaine les émissions n'augmentent plus, ou alors que cette augmentation soit très limitée pour atteindre 32 Gt en 2020! Soit seulement 5% d'augmentation en 8 ans. Pour dire les choses clairement, il s'agit d'un doux rêve. On s'achemine plutôt vers le scénario de base qui voit les émissions s'accroître d'environ 15% d'ici à 2020, et encore celui-ci apparaît comme bien en deçà de la réalité. Ce scénario représente peu ou prou les engagements pris lors des sommets de Copenhague ou de Cancun dont on estime qu'il vont entraîner une hausse de la température moyenne entre 2.6 et 4°C, l'AIE prévoyant explicitement une stabilisation à 650ppm d'équivalent CO2 soit une augmentation de température de 3.5°C.

Les causes premières de cette augmentation sont connues: il s'agit de la croissance des pays en développement comme la Chine ou l'Inde. Leur enrichissement leur permet d'acheter plus de biens de consommation impliquant une consommation de combustibles fossiles comme les automobiles. L'augmentation de la demande en électricité y est satisfaite par la construction de centrales au charbon. Ces tendances sont naturelles, l'enrichissement provoquant une demande légitime de confort, les centrales au charbon sont aussi les plus faciles et les moins chères à construire. Même si l'intérêt de ces pays pour des moyens de production d’électricité sans émission de CO2 est important, cela ne suffit certainement pas à contrebalancer la vitesse de leur croissance. De l'autre côté, on ne peut que constater que les objectifs du protocole de Kyoto n'ont été atteint que grâce à la chute du communisme. La lecture de la publication 2010 de l'AIE sur les émissions de gaz à effet de serre est édifiante (p13). Tous les pays d'Europe de l'Ouest ont manqué leur cible en 2008, laissant peu d'espoir pour 2012. Les écarts sont certes parfois faibles, de l'ordre de 5%, mais parfois très élevés comme pour l'Espagne qui a augmenté ses émissions de plus de 50% contre une augmentation cible de +15% seulement! La totalité du respect du protocole vient donc de l'autre partie de l'Europe qui a ratifié le traité, l'ancien bloc communiste dont la baisse des émissions s'explique avant tout par l'arrêt d'énormément d'usines et la modernisation de celles qui sont restées en service. Ces gains «faciles» sont aujourd'hui épuisés, ce qui rend essentiel l'atteinte des objectifs par les pays qui firent partie du bloc de l'Ouest dans le futur!

Pendant ce temps-là, les pays occidentaux continuent sur une pente politique qui conduit à la perpétuation du statu quo. Les États-Unis refusent de faire quoique ce soit d'ambitieux sur ce plan du fait d'une défiance envers la science, d'autant plus forte qu'elle va à l'encontre d'un mode de vie. Les pays d'Europe occidentale se détournent de l'électricité nucléaire pour des peurs principalement infondées contre cette énergie, alors que c'est certainement un des moyens les plus économiques de réduire les émissions. Suite à l'accident de Fukushima, l'Italie a gelé ses projets, un référendum y est prévu ce mois de juin; la Suisse a annoncé la fin du nucléaire sur son sol; l'Allemagne vient de confirmer peu ou prou les objectifs affirmés par le gouvernement Schröder en 1998. D'autres pays avaient annoncé au cours du temps leur abandon de cette technologie, comme l'Autriche, la Suède, l'Espagne ou encore la Belgique. Cet abandon est problématique car certaines technologies réduisant les émissions de gaz à effet de serre n'ont de sens que si la production d'électricité n'en émet pas. Ainsi, quel peut bien être l'intérêt des voitures électriques si elles sont alimentées par des centrales au lignite? On met souvent en avant les énergies dites renouvelables, mais comme l'a dit un intervenant devant une association de pétroliers du Colorado: ce sont en fait des centrales au gaz!

On ne peut donc que partager le pessimisme de l'AIE. Une augmentation de la température moyenne du globe de 3.5°C paraît presqu'inévitable, c'est même devenu un scénario optimiste. Les gens de ma génération verront donc sans nul doute de grands changements climatiques s'opérer durant les 50 prochaines années. On peut s'attendre à des catastrophes climatiques importantes, il faut rappeler à ce propos que les catastrophes naturelles sont les événements parmi les plus meurtriers sur terre. Le séisme du 11 mars au Japon a fait 15000 morts et 8500 disparus; la rupture du barrage de Banqiao et ses 171k morts ont été provoqués par un typhon.