Objectif Zen, Zéro émissions nettes

Fanny Henriet (chercheuse au CNRS et professeure associée à l’École d’économie de Paris) et Katheline Schubert (professeure à l’Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne et à l’École d’économie de Paris) ont publié une étude, La transition énergétique – Objectif ZEN*, dans les Collections du CEPREMAP en décembre 2020. A cette occasion, variances.eu a rencontré K. Schubert et lui a soumis quelques questions.

Variances : Objectif ZEN = zéro émissions nettes. Avant d’aborder les moyens d’arriver à cette neutralité carbone, peux-tu nous donner un aperçu de l’évolution des émissions et leur chemin probable ?

Le réchauffement climatique est un problème de stock. Les émissions de gaz à effet de serre d’aujourd’hui affecteront le climat de demain et le climat du futur lointain. L’augmentation de température dépend non pas des flux d’émissions de GES mais de la concentration de ces gaz dans l’atmosphère, somme des émissions de ces gaz mesurées en une unité commune (l’équivalent-CO₂) diminuée de l’absorption par les puits de carbone naturels que constituent les océans, les forêts et les sols. Cette concentration est restée stable pendant des siècles, puis a commencé à augmenter à partir de la Révolution industrielle.

 Évolution de la concentration atmosphérique de carbone de 1870 à 2017. Source : Global Carbon Project (2018)

La figure détaille les facteurs expliquant cette augmentation. La principale contribution positive est la combustion des énergies fossiles. La seconde provient du changement d’usage des sols. Les contributions négatives sont celles de l’absorption par les puits de carbone que sont les sols, la flore et les océans. L’absorption par les sols et la flore compense presque exactement l’émission de carbone due à la déforestation.

Variances : Afin de limiter le réchauffement climatique à 1,5°, le GIEC estime qu’il ne faut plus  que les activités humaines émettent de CO₂ à l’horizon 2050. Quels sont les grands moyens pour y parvenir? La crise de 2008 et la crise sanitaire, catastrophes s’il en est, ont-elles infléchi la tendance ?

Une première réponse est donnée par l’identité de Kaya, identité comptable  décomposant  les émissions de CO₂ en quatre facteurs, représentant respectivement la démographie, la croissance économique, l’intensité énergétique de la production et l’intensité en carbone de l’énergie. Au niveau mondial, depuis 1980, émissions, PIB par tête et population ont augmenté, tandis que l’intensité énergétique du PIB a diminué et que le contenu en carbone de l’énergie, après avoir diminué jusqu’au milieu des années 90, est resté sensiblement inchangé.

La démographie. La croissance de la population a un poids très important dans la croissance des émissions totales de CO₂. L’effet est mécanique : à comportements donnés, plus de population entraine davantage d’émissions. Le contrôle des naissances n’est quasiment jamais mis en avant dans la panoplie des politiques climatiques, car les économistes considèrent souvent que la démographie sort de leur champ. Si l’effet de la population sur les émissions est clair, comprendre l’effet en retour des dommages climatiques sur la population est également nécessaire. Les effets du changement climatique sur les choix de fécondité sont encore peu explorés. Le climat constitue-t-il la contrainte malthusienne moderne ? Les dommages pourraient limiter la croissance de la population, à travers leurs effets sur la fertilité, la mortalité infantile, la longévité, ou simplement le désir d’avoir des enfants pour les faire naître dans un monde de plus en plus inhospitalier.

L’intensité énergétique. Sa baisse s’explique à la fois par des changements de comportement et par le progrès technique. Les changements de comportement concernent d’abord les “petits gestes” du quotidien (faire des économies d’énergie en éteignant la lumière, recycler, avoir un comportement de consommation plus sobre, manger moins de viande, moins prendre l’avion, faire du vélo, …). Les magazines sont pleins d’articles plus ou moins fantaisistes sur ces petits gestes qui vont sauver la planète, mais les études qui évaluent leur impact quantitatif montrent qu’ils permettent de réduire l’empreinte carbone des ménages d’environ un quart, pas plus. Le changement de comportement qui a l’effet de loin le plus important est le passage à un régime végétarien. L’effet du télétravail est ambigu : il permet de diminuer les émissions liées aux transports domicile-travail, mais il pose aussi la question de l’empreinte carbone du numérique, qui pourrait en partie annuler l’effet positif sur les émissions.

Le contenu en carbone de l’énergie. Sa baisse constitue l’objet de la transition énergétique. Ce contenu en carbone n’a que très légèrement diminué depuis les années 70, en raison du poids toujours très important des énergies fossiles et surtout du charbon dans le mix énergétique mondial, et de la pénétration très lente des énergies décarbonées.

La croissance. Revenus par tête et émissions de carbone ont historiquement augmenté parallèlement au niveau mondial. La question est évidemment de savoir s’il sera possible dans le futur d’obtenir une baisse des émissions tout en continuant à avoir une croissance économique positive.

L’épidémie de Covid-19 a entraîné une baisse des émissions de CO₂ mondiales de 8 % environ en 2020. Ceci correspond à peu près à la réduction des émissions qui, si elle était maintenue chaque année au cours de la présente décennie, nous permettrait d’atteindre l’objectif ZEN. On mesure clairement l’ampleur de l’effort à fournir. Cette crise, si violente et brutale, ne va pas permettre d’infléchir la croissance des émissions mondiales, en raison des effets rebond et du rattrapage économique. En l’absence de changements structurels, il faudrait une récession permanente et non pas temporaire pour y parvenir.

Ceci nous amène au fait que l’identité de Kaya rend claires deux visions du monde souvent rencontrées face au problème du réchauffement climatique : d’un côté la certitude pessimiste que la solution ne pourra venir que de la décroissance, ou pire d’un effondrement de nos économies, et de l’autre la foi optimiste dans un progrès technique salvateur combiné à une politique climatique ambitieuse. Si on en croit les partisans de l’option décroissance, il ne faut compter que sur la baisse de notre production et de notre consommation, ainsi qu’éventuellement de la population, pour réduire les émissions. Dans le second cas, la solution vient de la baisse de l’intensité énergétique du PIB et de la décarbonation de l’énergie, c’est-à-dire principalement du progrès technique, suscitées par la politique climatique.

L’option décroissance est attractive principalement pour la fraction de la population mondiale aisée qui est prête à vivre plus simplement. Elle est inimaginable pour les pays en développement et pour une partie importante de la population des pays développés, et on peut donc douter qu’elle reçoive un réel soutien social. Il vaut donc mieux explorer d’autres possibilités avant de s’y résoudre.

Mais la transition énergétique ne peut être gratuite. La présenter uniquement comme une opportunité pour la croissance est certainement trompeur. Il y a donc nécessairement un coût en terme de croissance économique mondiale, au moins temporaire.

Enfin, on peut s’interroger sur l’instrument de mesure que nous utilisons pour juger du succès d’une économie. Si le PIB, avec le mode de calcul que nous lui connaissons, croît moins vite ou décroît, cela ne signifie pas nécessairement que le bien-être décroît. C’est alors ce que nous entendons par croissance/décroissance qui doit être reformulé.

Variances : Les réserves d’énergie fossile, notamment le charbon, sont encore très importantes. Les coûts d’extraction demeurent peu onéreux. Peut-il y avoir un développement des énergies renouvelables suffisant pour répondre aux besoins de la population mondiale ? La solution ne viendrait-elle pas alors de l’énergie nucléaire qui pose des problèmes d’une autre nature que les émissions de CO₂ ?

La rareté physique des énergies fossiles ne va en effet pas constituer la solution spontanée au problème du réchauffement climatique. Nous en avons suffisamment pour provoquer des augmentations de températures proprement inimaginables si nous les extrayons et les brûlons toutes. Les réserves de charbon en particulier sont gigantesques.

Les énergies renouvelables ne peuvent pas remplacer les énergies fossiles rapidement à grande échelle dans la production d’électricité. Contrairement à ce qui était la vision dominante il y a encore peu de temps, ce n’est pas tant le coût de ces énergies qui constitue un obstacle sérieux que le fait qu’elles ne soient pas pilotables c’est-à-dire pas disponibles à volonté, en permanence : elles sont à la fois variables et intermittentes. A l’heure actuelle cependant les solutions pour pallier l’intermittence ne sont pas mûres. Parmi les voies explorées on trouve le “backup” des sources renouvelables par des centrales thermiques à combustible fossile. C’est le choix qu’a fait l’Allemagne. La méthode est à la fois coûteuse puisqu’elle nécessite d’installer des surcapacités de production qui resteront inutilisées une partie du temps, et bien sûr polluante. Elle est réputée être seulement transitoire, en attendant qu’une meilleure solution émerge. Une autre méthode consiste à diversifier les sources de production sur un espace géographique suffisamment vaste pour que les intermittences des diverses sources renouvelables ne soient pas corrélées, c’est-à-dire à une échelle telle qu’il y ait toujours du vent ou du soleil quelque part. Pour pratiquer cette solution il faut accepter de mettre en place un réseau de transmission dense pour transporter l’électricité des lieux de production aux lieux de consommation, des surcapacités probablement conséquentes et, en ce qui concerne l’Europe, des interconnexions entre pays car aucun pays européen seul n’est assez vaste. Un tel réseau de transmission occuperait une surface importante, dégraderait les paysages et poserait des problèmes d’acceptabilité.

Une autre solution est évidemment le stockage. Améliorer les technologies de stockage ou, mieux, mettre au point des innovations de rupture pour pouvoir effectuer un stockage à grande échelle est l’objet d’intenses recherches.

Enfin, il est théoriquement possible de tenter d’influencer la demande des consommateurs d’électricité pour réduire les besoins de stockage, c’est-à-dire d’ajuster la demande à l’offre intermittente. Pour cela, il faut que les consommateurs reçoivent une information quasiment en continu sur le prix de production de l’électricité, fonction de l’abondance de l’offre, à l’aide de compteurs intelligents. Cette gestion de la demande ne peut toutefois alléger que le besoin de stockage infra-journalier, mais pas le besoin intersaisons.

L’énergie nucléaire ne peut pas constituer la solution générale au problème de la sortie du fossile, pour de multiples raisons. La plus importante est bien sûr le risque d’un accident catastrophique. Pour limiter ce risque au maximum, il est nécessaire que les institutions en charge de la production d’énergie et la gouvernance du programme nucléaire soient irréprochables, et fondées sur une autorité de sûreté indépendante et crédible. L’autre raison majeure réside dans le problème posé par la gestion des déchets radioactifs à vie longue, qu’aucun pays n’a été capable de résoudre jusqu’à présent. Ensuite, la distance entre les technologies du nucléaire civil et du nucléaire militaire est faible. La différence entre les deux repose essentiellement sur le degré d’enrichissement de l’uranium 235. Enfin, les technologies du nucléaire actuelles ont besoin d’uranium, qui est un métal non ferreux, c’est-à-dire une ressource non renouvelable, rare, dont l’épuisement est susceptible de menacer la pérennité de ces technologies.

L’énergie nucléaire a longtemps été très compétitive en matière de coût par rapport aux énergies fossiles. Mais plusieurs facteurs viennent augmenter ce coût : la prise en compte du coût du démantèlement des centrales en fin de vie, l’augmentation des coûts associée à l’augmentation des exigences de sécurité après l’accident de Fukushima, la prise en compte du coût de gestion des déchets. Au total, le coût de la production d’électricité nucléaire aux États-Unis par les nouvelles installations est plus élevé que le coût de production des centrales à gaz.

Variances : Où en est-on des études relatives à la séquestration de carbone ? Et concernant la reforestation ?

La grande majorité des scénarios permettant de rester sous 2° de réchauffement climatique incluent d’importantes émissions négatives, ce qui n’est réellement perçu ni par le grand public ni par les décideurs politiques, et ne fait pas l’objet de débats. Les deux méthodes les plus discutées pour obtenir des émissions négatives sont la reforestation et la bioénergie combinée avec la capture et séquestration du carbone.

Concernant la reforestation, le rapport spécial 1,5°C du GIEC suggère qu’une augmentation de 1 milliard d’hectares de forêt sera nécessaire pour limiter le réchauffement climatique à 1,5°. Mais il n’y a pas de consensus sur ce point, et une forte incertitude quant au conflit d’usage des terres potentiel entre reforestation et production de nourriture. La méthode consistant à combiner production d’énergie à l’aide de biomasse et capture et séquestration de carbone pose le même problème.

Devant les difficultés à réduire les émissions de CO₂, la géo-ingénierie pourrait éventuellement devenir une option de dernier recours. L’idée est de modifier directement le bilan radiatif de la Terre. L’une des méthodes possibles, la plus étudiée pour l’instant, consiste à pulvériser des aérosols sulfatés dans la stratosphère. Cette technique de management du rayonnement solaire est inspirée par l’éruption du mont Pinatubo en 1991 aux Philippines, qui a été accompagnée de la libération de 20 millions de tonnes de dioxyde de soufre et a provoqué une diminution du rayonnement solaire direct d’environ 30 % et une chute de la température moyenne sur terre de 0,5° pendant plus d’un an. Les coûts directs de cette technique sont faibles et un refroidissement global important pourrait être obtenu. Mais ces techniques affectent également les régimes de précipitations de manières hétérogènes, avec des effets potentiellement catastrophiques dans certaines régions du monde. Et il existe certainement d’autres effets indésirables, qu’on ne connait pas encore, comme des modifications de l’acidité de la pluie, des océans, des écosystèmes, des rendements agricoles. Certains travaux suggèrent que l’existence de ces techniques devrait en fait nous encourager à réduire davantage nos émissions de gaz à effet de serre, devant la menace qu’un pays particulièrement affecté par le réchauffement climatique puisse y avoir recours sans concertation et faire courir au monde un risque encore plus important que le réchauffement climatique lui-même !

 

* « La transition énergétique – Objectif ZEN » de Fanny Henriet et Katheline Schubert, Collections du CEPREMAP

 

Mots-clés : CO2 – GES -réchauffement climatique – Kaya – transition écologique