Diaporama "Gérer la contrainte carbone, un jeu d'enfant ?" J-M Jancovici, ENS Paris - 9/2/2012

Jean-Marc Jancovici - www.manicore.com - www.carbone4.com - www.theshiftproject.org
Gérer la contrainte carbone, un jeu d’enfant ?
Jean-Marc Jancovici - ENS - 9 février 2012

L’énergie, plus fort que les euros
L’énergie est là dès que le monde change :
L’énergie n’est donc rien d’autre que l’unité de compte de
la transformation du monde qui nous entoure
Modification de température
Modification de la position dans un champ
(magnétique, électrique, gravitationnel…)
Modification de la vitesse
Modification de la composition chimique
Changement de composition atomique
Interaction entre matière et rayonnement :
Modification de forme

Rappelez-vous, 1=1 !
Dans un système clos, l’énergie se conserve
(première loi de la thermodynamique)
Chaleur,
mouvement,
rayonnement,
services…
Système (usine,
bâtiment, ou…
pays)Énergie venant
de l’extérieur !
Notre prélèvement d’énergie dans la nature doit
pouvoir fournir plus de kWh que l’énergie
nécessaire pour y accéder
L’humanité ne peut pas créer d’énergie, mais
juste extraire de l’environnement une énergie
qui s’y trouve déjà

Qu’est-ce que l’énergie « propre » ?
Comme utiliser de l’énergie est par
définition modifier l’environnement, il
n’existe aucune énergie « sale » ou
« propre » dans l’absolu
Tant pour les avantages que pour les
inconvénients, tout est affaire
d’ordres de grandeur : « c’est la dose
qui fait le poison »

Energie mécanique fournie par un organisme humain :
3.000 mètres de dénivelée (facile !) pour une personne de 65 kg : 0,5
kWh d’énergie mécanique (rappel pour les sceptiques : E = mgh ; ici
E = 65 x 9,81 x 3000 ≈ 1,9 MJ ≈ 0,5 kWh)
1 grand trou pour les géraniums, soit 18 tonnes de terre remontée de
1 mètre : 0,05 kWh d’énergie mécanique (pour les même
sceptiques : E = 18000 x 9,81 x 1 ≈ 0,18 MJ = 0,05 kWh)
1 litre d’essence, c’est (roulement de tambour)… 10 kWh ; après
passage dans un moteur c’est 2 à 4 kWh d’énergie mécanique
Nietzsche voulait des surhommes : le pétrole l’a fait
1 kWh (mécanique) de moteur coûte de 1000 à 10.000 fois
moins cher qu’un kWh de travailleur humain payé au SMIC
Avec une personne payée au SMIC (≈ 100 euros par jour avec charges
sociales) : 200 euros le kWh mécanique
0,20 à 0,50 euro le kWh mécanique (avec de l’électricité : ≈ 0,20 euro)
Avec une personne payée au SMIC : 2000 euros le kWh mécanique

Stocks naturels
non
renouvelables
K
W
Stocks naturels
renouvelables
+

-

-

Le prix ou le PIB !
L’économie mondiale en un clin d’œil

Pognon is king
Coûts de production et transport de diverses énergie, en centimes par kWh. 20
centimes par kWh = 2 euros par litre d’essence = 200 euros la tonne de CO2 pour les
fossiles. Calculs de l’auteur, sources diverses

Miam miam kWh
Consommation d’énergie par personne, moyenne mondiale, de 1880 à 2010.
Source : Jancovici, 2011, sur données primaires Schilling et al., 1977, BP Statistical Review,
2011, UN, 2011.
20.000 kWh par
personne et par
an ≈ 100 à 200
« esclaves
énergétiques »
par personne
+2,3% / an
+0,2% / an
66% = électricité
50% =
transports

Plus chère, l’énergie ? La bonne blague !
Il faut travailler 30 à 100 fois moins de
minutes pour se payer un esclave
énergétique au 21è siècle qu’en 1850
Dollars par baril depuis 1861. Source BP
Statistical Review, 2011
X 20 !!!
1860 19701880 2010

Plus chère l’énergie ? La bonne blague !

L’économie apprise à l’école… et utilisée par M. Draghi
Système productif
Capital
Travail
Production

En fait, il vaut mieux avoir de la ressource !
Ressources
Capital
Système productif
Travail
Production
Muscles = 1
Energie = 200 !

L’ère du feu, croissance à gogo et 2 questions…
CnHp

O2

CO2

Structure actuelle des métiers, loisirs et
vacances, études longues, santé,
retraites, mondialisation, concentration
urbaine et banlieues étalées…
???
???
Gratuit !!

Hélas pour les candidats, énergie et croissance sont liés
Efficacité énergétique ≈ 1% par an
30% de mieux en 35 ans
+2%/an avant
1980, 0% après
+3%/an avant 1980, 1% après

Variation annuelle de la production mondiale d’énergie hors bois (sources
diverses) et du PIB mondial en dollars 2000 (source World Bank 2010)
Énergie = PIB, ou presque

Part de chaque secteur dans l’emploi en France.
Source INSEE
machines
machines
Plus d’énergie = une profonde modification des emplois

La dette US : les sales banques, ou le bon pétrole ?
Évolution de l’endettement total aux USA depuis 1952, en dollars
constants. Source Hannes Kunz, IIER, 2009.
???

Vous êtes plutôt final, ou plutôt utile ?
Primaire Final
Charbon brut
Pétrole
brut
Gaz
brut
Noyaux
fissiles
Bois, soleil,
géothermie,
vent…
Carburants
raffinés
Gaz
purifié
Boulets, coke…
Electricité
Vapeur, eau
chaude,
combustibles…
+ pertes
Utile
Chaleur
Réaction
chimique
Mouvement
+ pertes
5% à 75% Jusqu’à
80% !

13 Gtepprimaire 8,6 Gtep final
200 g CO2/
kWh
260 g
CO2/kWh
340 g
CO2/kWh
Energie primaire = carbone, ou presque
Bilan énergétique mondial en 2010 - Source : BP Stat 2011 - AIE 2009
Combustibles fossiles : > 75% de
carbone, < 25% d’hydrogène

Electricité = carbone, cela reste quasiment vrai aussi
Décomposition de la production électrique mondiale par source
d’énergie primaire en 1973 et 2007. Source : AIE 2009
Fossiles
= 75%
Fossiles =
67%

La voix de la sagesse reste inaudible
Puissance électrique en construction dans le monde. Une grosse centrale à charbon = un
réacteur nucléaire ≈ 1 GW

Répartition de la consommation d’énergie finale en France par secteur et par type
d’énergie, en TWh. Source SOeS, 2011
La France, pays « tout nucléaire » ?
Chauffage électrique

Pétrole et gaz, des énergies de dinosaure !
Époques de formation du pétrole et du gaz, en pourcentage des réserves mondiales. Source
Université d’Uppsala, Suède, 2011

Consommation mondiale d’énergie primaire en Mtep (millions de tonnes équivalent pétrole)
depuis 1860. Sources Schilling & al + AIE + BP statistical review, compilation de l’auteur
Gaz et électricité à tous les étages : au résultat
Stock donné une
fois pour toutes
Stock donné une
fois pour toutes
Stock donné une
fois pour toutes
Stock donné une
fois pour toutes

Les maths, c’est décidément détestable…
Dès qu’il y a un stock de départ donné une fois pour
toute (hydrocarbures, minerais…)
Une extraction annuelle indéfiniment croissante est impossible
Même une extraction annuelle indéfiniment constante est
impossible (sinon stock infini !)
Il se démontre qu’en pareil cas l’extraction annuelle :
Est nulle à -∞
Est nulle à +∞
Passe par un maximum absolu
entre les 2
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Mieux vaut d’abord trouver le pétrole si on veut l’extraire
Découvertes mondiales de pétrole et de gaz récupérable depuis 1900 hors US et Canada,
en milliards de barils équivalent pétrole par décennie (1 tonne = 7,3 barils).
Source : IHS, 2006

Je découvre et j’extrais, voilà le résultat
Institut Français du Pétrole, Direction Géologie-Géochimie-Géophysique
0
10
20
30
40
50
60
1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050
Découvertes à venir
Milliardsdebarils(Gb)/an
Années
Yves MATHIEU Combloux 2009
Production annuelle de pétrole
Extractible
connu
≈ 2 200 Gb
Découvertes annuelles de pétrole
1964
1 200Gb
Produits fin 2010
45 ans - x %/an

Je freine, je freine… et bientôt je ralentis ?
Production pétrolière mondiale depuis 1965, incluant liquides de gaz, sables bitumineux, et
extra-lourds. Source BP Statistical Review, 2011
5,4% par an
0,8% par an
0,1% par an
Trente Glorieuses
Trente Piteuses
Trente Douloureuses ?
Trente Désastreuses ?

Et le pic mondial, il est loin papa ?
Simulation de la production mondiale de « liquides », discriminée par type de production.
Source : « Transport energy futures: long-term oil supply trends and projections », Australian Government, Department
of Infrastructure, Transport, Regional Development and Local Government, Bureau of Infrastructure, Transport and
Regional Economics (BITRE), Canberra (Australie), 2009
Conventionnel
Offshore
profond
Extra-
lourds
Gains de
raffinage
Liquides
de gaz
CTL, agro-
carburants…
$$ ????

Prix réel du baril en $ de 2009 et prévisions de prix de l’AIE effectuée pendant les années
2000 à 2008. Source Carbone 4
Il vaut mieux prévoir le prix passé que le prix futur

Production domestique et importations annuelles de pétrole, en millions de
tonnes, pour la zone UE+Norvège. Source BP Statistical Review 2010
Il y aura des manifestations contre le prix du gas-oil…
≈ 70%
-8%

Variation de la production mondiale de pétrole (moyenne glissante sur 3 ans,
source BP Statistical Review 2010) et du PIB par personne en dollars 2000
(moyenne glissante sur 3 ans, source World Bank 2010)
Pétrole = PIB, ou presque

Production domestique et importations annuelles de gaz, en millions de
tonnes, pour la zone UE+Norvège. Source BP Statistical Review 2010
Il y aura des manifestations contre le prix du gaz…
≈ 40%

Source du graphique : Bernard Rogeaux, EDF, décembre 2007
Cramer tout le charbon : 30 à 40 ans de rab…
moi
Les jeunes
L’école maternelle de l’an 2008
A laisser sous terre !*
*Sauf pour la partie faisant l’objet d’un captage stockage…

De la simplicité des négociations climat
Réserves de charbon par pays, en milliards de tonnes équivalent pétrole (BP
Statistical Review, 2011). 8 pays possèdent plus de 90% du charbon mondial !

Le modèle s’envoie le scénario : quid ?
Moyenne inter-modèles de l’augmentation de la température moyenne de l’air au niveau du
sol en 2100 par rapport à la moyenne 1980-1999, selon les scénarii (pas de couplage avec le
cycle du carbone). Source : GIEC, 4è rapport d’évaluation, 2007
La consommation
d’énergie reste constante
10 milliards
de terriens
évoluent vers
l’énergie d’un
Polonais de
l’an 2000
Je consomme
tout le charbon
« facile »
Y’a plus d’énergie demain
matin !

Le problème est essentiellement devant, pas derrière !
Évolution de la température moyenne de l’air au niveau du sol, selon les scénarii, et mise en
perspective avec le passé. Climate Change 2001, The Scientific Basis, GIEC
La consommation
d’énergie reste
constante
10 milliards
de terriens
évoluent vers
l’énergie d’un
Polonais de
l’an 2000
6
5
4
1
0
-1
3
2
Variation naturelle du
système : une petite
fraction de degré par
millénaire
Analyses physiques hémisphère Nord
Relevésdetempérature
Futur

5 °C en un siècle, juste un pull en moins ?
-> Quelques degrés de hausse en un siècle, ce serait un choc massif et ingérable
Il y a 20.000 ans (maximum glaciaire) Aujourd’hui
Période glaciaire : plusieurs km de
glace recouvrent l’Amérique et
l’Europe du nord. La France
ressemble au nord sibérien actuel
Période glaciaire : on passe
à pied sec de France en
Angleterre : la mer est plus
basse de 120 mètres !
Période glaciaire : l’Europe
continentale est plus froide
de 10 à 15°C mais l’océan
tropical a peu varié
+ 5°C !!!

Avec une ampleur qui dépendra de nos émissions, conséquences
possibles du changement climatique :
Un jour l’avenir devient le présent
Affaiblissement,
disparition
d’écosystèmes
Maladies
Montée des eaux
Plus d’ouragans ?Vagues de chaleur, inondations Modification des
courants marins

Et nous ne ferons jamais le tour de toutes les mauvaises surprises
possibles à l’avance, puisque la situation est inédite
Conséquences : partez pas, y’a du rab
Acidification de l’océan
Relargage du
carbone des sols
Hydrates de méthane,
sols arctiques…
Désintégration de
la calotte
occidentale de
l’Antarctique (et
fonte du
Groenland)
Avec une ampleur qui dépendra de nos émissions :

Christine Lagarde et Al Gore peuvent-ils être copains ?
A diviser par 3… et le sera !
+ 30% d’ici 2050 ?
L’équation de Kaya :
2% de croissance
par an = x 2,2 en 40
ans ; 4% par an c’est
x 4,8 en 41 ans !!!
0,9% de mieux par an sur 40 ans ; gain de 30% en 40 ans ?
« Magic technique » N°1 : l’efficacité énergétique
Il faut gagner 83% en 40ans, en doublant
l’approvisionnement énergétique !
« Magic technique » N°2 : l’efficacité carbone de l’énergie

+ 5% par an
-2,7% par an
PIB++ et CO2 --, cela devrait donner ceci

Oubliez Kyoto, faites confiance à la finance
Evolution des émissions américains de CO2 d’origine fossile. Source
Energy Information Agency, 2012

Peut-on utiliser des énergies renouvelables ?
Contribution des énergies renouvelables au bilan énergétique mondial en 2010.
+5% par an ≈ x 7 en 40 ans
-> 8000 Mtep ?? ≈ 20% des terres
émergées ?
- > 5000 Mtep ? Multiplication
par 7 des retenues ?
60 Mtep -> 8000 Mtep ???
?????

Nucléaire = pas de renouvelables ?
Part du nucléaire et part des renouvelables dans la consommation d’énergie d’un
certain nombre de pays, rangés par ordre décroissant de la contribution du nucléaire. Il
y a également une courbe de tendance sur les renouvelables.
Sources BP Statistical Review 2011

+30% par an, combien de temps ?
Taux de croissance annuel moyen, lissé sur 10 ans, des différentes énergies dans le
monde depuis 1870.
Sources Schilling et al 1977 + BP Stat Review 2011

Des questions ?

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