Énergie et développement durable. Problématique environnementale, scénarios énergétiques et climatiques

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1 Journées 2007 Club EEA ENS de Cachan Rennes Énergie et développement durable Problématique environnementale, scénarios énergétiques et climatiques Thomas GUÉRET, ingénieur spécialiste des économies d énergie Association négawatt 14 mars 2007

2 L effet de serre, phénomène naturel et vital

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4 Pouvoir de réchauffement global des 6 gaz à effet de serre du Protocole de Kyoto Gaz (formule) Durée de vie Formation du GES PRG à 100 ans Dioxyde de carbone ans Combustion, 1 (CO2) décarbonatation Méthane 12 ans Fermentation (déchets, 23 (CH4) entérique), fuites (gaz, charbon) Protoxyde d azote 114 Sols agricoles, 296 (N2O) Réactions chimiques HFC HFC-23 : 260 ans Climatisation, solvants 12 à Gaz Fluorés PFC SF6 CF4 : ans Procédés industriels (en part. métallurgie) Procédés particuliers, équipements électriques à Quatre gaz à effet de serre indirect : SO 2, NOx, COVNM, CO + certains gaz détruisant la couche d ozone CFC, HCFC

5 Concentration atmosphérique en CO 2

6 La concentration des gaz à effet de serre dans l atmosphère augmente... concentration du gaz (ppm) CO2 CH4 N20 Concentration pré industrielle 280 0,7 0,27 Concentration actuelle 365 1,745 0,314 Variation (%) Source : GIEC 2001 et 2007

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8 Record de concentration de CO2 depuis ans, changements brutaux avérés dans le passé

9 Un constat: les températures au cours du dernier siècle ont augmenté de 0,6 C et les océans de 15 cm Source : GIEC, 2001

10 Changement climatique, impacts potentiels au 21ème siècle

11 Impacts visibles au début du XXIème siècle L exemple de l agriculture française Un réchauffement en France au XXème siècle + 0,9 C (accélération au cours des 15 dernières années) Pour avoir le même profil de températures qu il y a 1 siècle il faut remonter de 180 km vers le nord! Des effets négatifs déjà observables sur l agriculture Avancée de 1 à 3 semaines des dates de floraison des arbres fruitiers Avancée des dates de vendange d un mois environ Augmentation des risques de gel après floraison Pour certaines variétés d espèces (ex. l abricotier) : symptômes de dérèglement physiologique liés au manque de froid

12 Les évènements extrêmes Les évènements extrêmes vont-ils se multiplier? On ne peut pas faire un lien certain entre un phénomène donné (tempêtes , inondations 2001, canicule 2003, Katrina ) et le changement climatique global Mais cela correspond à la prédiction d une augmentation de la variabilité du climat et des phénomènes extrêmes. La canicule 2003 Conséquences conformes aux prévisions du GIEC (augmentation décès, diminution productivité agricole, baisse fiabilité approvisionnement énergétique, ) Un signal d alarme qui montre la vulnérabilité de notre société aux événements climatiques extrêmes et notamment à leur fréquence.

13 Demain, ça va chauffer : +1,4 à 5,8 C en 2100

14 Projections of Future Changes in Best estimate for low scenario (B1) is 1.8 C (likely range is 1.1 C to 2.9 C), and for high scenario (A1FI) is 4.0 C (likely range is 2.4 C to 6.4 C). Broadly consistent with span quoted for SRES in TAR, but not directly comparable Climate

15 Impacts projetés au XXIeme siècle : 1,5 à 6 C, cm montée eaux

16 Courants marins et climat océanique de l Europe : et si le Gulf Stream s arrête?

17 Emissions annuelles de CO 2 par région : la responsabilité historique des pays industrialisés, le poids grandissant de l Asie 8,000 Carbon Dioxide Emissions (MtC) 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 Moyen Orient Amérique Middle East Latine Latin America Afrique Africa Dev.Cos. in Asia-Pacific Pays en développement Asie/Pacifique Economies in Transition Industrialized Countries économies en transition pays industrialisés 0 Source: AIE,

18 Diviser par 2 la moyenne mondiale par habitant, c est diviser par 10 pour certains

19 La pénurie de fossiles ne sauvera pas le climat

20 Le scénario négawatt 2006 Association négawatt scénario version b

21 Scénario négawatt Une association loi 1901 Un travail collectif de professionnels de la maîtrise de l énergie et des énergies renouvelables s exprimant à titre personnel Une réflexion et des échanges en totale indépendance Claude AUBERT Robert CELAIRE Bernard CHABOT Christian COUTURIER Vincent FRISTOT Sylvain GODINOT Thomas GUERET Michel IRIGOIN Yves JAUTARD Marc JEDLICZKA Gilles LARA Benoît LEBOT Thomas LETZ Dominique MAIGROT Paul NEAU Bruno PEUPORTIER Philippe QUIRION Anne RIALHE Thierry SALOMON Olivier SIDLER... 21

22 Produire ou mieux consommer? Face à un besoin en énergie, deux approches sont possibles. La démarche classique : PRODUIRE PLUS d énergie c est-à-dire construire de nouveaux moyens de production et de distribution de l énergie 22

23 Produire ou mieux consommer? ou bien UTILISER MIEUX l énergie afin de disposer d une réserve d énergie utilisable sans augmenter les moyens de production et de distribution. ON PROPOSE DONC DE «PRODUIRE DES WATT NÉGATIFS» AU LIEU D AUGMENTER LA PRODUCTION. C EST ÇA LES «NÉGAWATTS» L ÉNERGIE LA PLUS SÛRE ET CELLE QUI POLLUE LE MOINS, C EST CELLE QU ON NE CONSOMME PAS! 23

24 La démarche négawatt Demande d énergie Production 24

25 Les 3 temps de la démarche négawatt 1 - Sobriété Réduire, à tous niveaux, le gaspillage d énergie tant dans nos comportements individuels que dans notre organisation collective 25

26 Une démarche en 3 temps 1 - Sobriété 2 - Efficacité Augmenter le rendement énergétiques de nos appareillages et équipements Augmenter le rendement des moyens de production Limiter la consommation d énergie à la fabrication 26

27 Une démarche en 3 temps 1 - Sobriété 2 - Efficacité 3 Renouvelables Substituer les énergies fossiles ou fissiles par des énergies renouvelables et non-polluantes 27

28 Hypothèses du scénario négawatt Les meilleures techniques aujourd hui disponibles Pas de rupture technologique ni de science-fiction Une politique très volontariste de sobriété et d efficacité Un recours important mais plausible aux énergies renouvelables 28

29 Scénario négawatt Electricité Mobilité Chaleur 29

30 Scénario négawatt 2006 Electricité Efficacité Politique d efficacité très volontariste sur les appareils électriques Généralisation de la visualisation des consommations Limitation des veilles à 0,1 W 30

31 Etiquette A-G Rendre visible la consommation Efficacité 31

32 Exemple : la consommation des veilles en Allemagne Consommations en veille > 20 TWh/an MW (soit l équivalent de deux réacteurs nucléaires) Éoliennes installées > 19 TWh/an MW Source: 1999 UmweltBundesWamt Source:

33 Scénario négawatt 2006 Electricité Réduction des fossiles, fin du nucléaire Recours important à la cogénération électricité + chaleur Sortie du nucléaire par arrêt progressif des centrales existantes Recours, sur , à des centrales gaz à cycle combiné (55 % de rendement) Fort développement des énergies renouvelables Solaire photovoltaïque : 10 m 2 par personne en ,7 millions toits PV, systèmes sur bâtiments et infrastructures et des centrales photovoltaïques 33

34 Scénario négawatt Electricité L essor des renouvelables 34

35 Electricité 35

36 Scénario négawatt Électricité Mobilité Chaleur 36

37 Scénario négawatt Mobilité Les véhicules Voitures 2050 : 3,3 litres d équivalent-essence au 100 kms sur moyenne du parc Développement véhicules urbains hybrides kms/an/véhicule au lieu de kms 37

38 Étiquette européenne pour les voitures C G En application de la directive 99/94/EC, plusieurs pays ont choisi d utiliser l étiquette énergie (NL, B, Dk, F) 38

39 G 39

40 Scénario négawatt Mobilité Les déplacements urbains Une analyse modale Transfert vers les transports collectifs, le vélo et la marche à pied pour les transports urbains Augmentation à 1,75 du taux d occupation des véhicules Au final une augmentation de la mobilité individuelle de 15 % 40

41 Mobilité 41

42 Scénario négawatt Électricité Mobilité Chaleur 42

43 Scénario négawatt 2006 Chaleur Tendances Surfaces chauffées Décohabitation et augmentation de la population à 65 millions en 2050 : le nombre de logements passe de 25 à 31 millions La surface moyenne disponible par personne passe de 38 m²/pers en 2005 à 45 m²/pers en 2050 Eau chaude Sobriété sur les consommations d'eau chaude : 30 litres par personne en 2050 au lieu de 50 aujourd hui 43

44 Scénario négawatt 2006 Chaleur Rénovation des logements Une politique très ambitieuse vers l habitat existant, avec en 2050 des consommations moyenne de chauffage à 53 kwh/m2 (énergie finale) pour 90 % des logements Logements construits après 1975 Logements construits de 1989 à 2000 rénovés nw Logements construits de 1982 à 1988 rénovés nw Logements construits de 1975 à 1981 rénovés nw Total logements avant 75 rénovés nw Logements avant 1975 déjà rénovés à rénover nw Logements avant 1975 à rénover nw Logements détruits

45 Scénario négawatt 2006 Chaleur Le solaire généralisé Surface totale de capteurs solaires thermiques installés : 154 millions de m2, soit 11 % des surfaces disponibles et environ 2,4 m²/habitant Contribution en énergie finale : 56 TWh (soit environ 5 % de l'énergie finale totale) : Environ 40 % de l eau chaude sanitaire pour les logements 10 % du chauffage des logements 66 % de l eau chaude du tertiaire 6 % des besoins thermiques de l'industrie Un forte valorisation de la biomasse 45

46 Chaleur 46

47 Scénario négawatt Bilan énergie primaire 47

48 Comparatif par énergie finale 48

49 Bilan par énergie primaire, tous usagss Scénario négawatt 49

50 Carbone Comparatif global Facteur 4 Kyoto 50

51 La France 2050 du scénario négawatt Les gisements de négawatts : 67 % de notre consommation d énergie tendancielle 71 % en 2050 assuré par les renouvelables 1,7 tonnes équivalent CO2 par personne au lieu de 6,7 actuellement. un excellent rendement de l utilisation de l énergie primaire (93 % en 2050 contre 67 % actuellement) 51

52 La France du scénario négawatt une indépendance énergétique renforcée Un développement réellement équilibré dans un monde plus apaisé L'indépendance énergétique et la sécurité d'approvisionnement assurées sur le long terme Des centaines de milliers d'emplois non-délocalisables 52

53 Comparaison avec d autres scénarii: Scénario Facteur 4 de la DGEMP Chapeau chinois Avec 20Mtep de technologies basses émissions non identifiées

54 Comparatif émissions de CO2 Emissions de CO2 envisagées MtC Années Pierre Radanne Henri Prévot Negawatt Enerdata et LEPII-EPE

55 Comparatif énergie finale Consommations finales envisagées Mtep Années Pierre Radanne Henri Prévot Negawatt Enerdata et LEPII-EPE

56 Ratios usuels Compariason des ratios de l'identité de Kaya Valeur 1 en ,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 Négawatt Prévot ENERDATA Radanne 0 Emissions de CO2 Energie/PIB CO2/Energie

57 La démarche négawatt, utopique? Un exemple proche : Fribourg-en-Brisgau Freiburg-im-Breisgau Une ville allemande de habitants à quelques kms de la frontière 20 ans de politique énergétique audacieuse 57

58 Freiburg 70 % Entre 1976 à 1999, les déplacements en voiture ramenés de 60 % à 37 % 60 % 50 % 40 % 30 % Vélos Bus Voitures 20 % Sobriété 10 % 0 %

59 Freiburg Des bâtiments à très forte efficacité énergétique 50 à 15 kwh/m2 par an en chauffage, pour le climat de la Forêt Noire Efficacité 59

60 Freiburg Des maisons à énergie positive Un ensemble de maison produisant plus qu elles ne consomment Efficacité Renouvelables 60