La consommation mondiale d'énergie et son évolution

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1 Cette question est l'objet de nombreux articles et débats, l'un des derniers a eu lieu au Palais de la Découverte en mai 2001 à l'occasion des journées de l'énergie. Envisager la question, oblige à imaginer des scénarios prospectifs tenant compte de facteurs évolutifs et variables comme la démographie, le développement industriel, la culture et les modes de vie des habitants de la planète. Les prévisions sont donc difficiles à faire et l'on peut se souvenir que le discours dominant dans les années 70 annonçait une pénurie de pétrole pour les années Les experts mettent au point modèles et prospectives. Ils sont conduits à distiller un discours qu'ils appuient sur des données chiffrées et leurs propos sont alors considérés comme scientifiques. Les discours des responsables de l'énergie sont souvent convergents, par exemple pour marginaliser les énergies renouvelables, mais il n'est pas obligatoire d'y adhérer. Ces questions font appel à des décisions politiques et économiques et l'on sait qu'en ce domaine les forces de pression sont grandes ; dire par exemple que le transport routier se développera et sera toujours dépendant du pétrole relève de ces décisions ; il n'est que de se rappeler la réouverture du tunnel du Mont-Blanc aux poids lourds au mépris de la sécurité, de l'avis des habitants des vallées environnantes et de l'environnement de la région. Seuls ces discours sont disponibles, ils s'appuient sur des données chiffrées dont l'accès est difficile et dont les valeurs varient fortement d'une base de données à l'autre. L'Agence Internationale de l'energie présente les projections à l'horizon 2020 dans son World Energy Outlook (WEO) qui ne correspondent pas toujours aux prospectives de la Commission des Communautés Européennes ; on ne peut ainsi indiquer que des tendances, et les valeurs numériques proposées sont à prendre avec prudence. La consommation mondiale d'énergie et son évolution La consommation primaire d'énergie Actuellement la consommation mondiale d'énergie d'énergie primaire dépend essentiellement des ressources fossiles puisque sur les 10 milliards environ de tonne équivalent pétrole, le pétrole représente environ 40 % de la consommation selon le WEO et 35 % suivant les données de BP-Amoco Statistical Review ; le charbon 26 % (WEO) ou 22 % (BP-Amoco Statistical Review) ; le gaz naturel 24 % (WEO) ou 22 % (BP-Amoco Statistical Review) ; le nucléaire environ 6,4 % (ou 7%). Aujourd'hui, donc, la consommation mondiale d'énergie primaire est pour 86 % à 96 % basée sur des sources non renouvelables. L'hydraulique en représente environ 2,5 %. La consommation d'énergie primaire devrait croître de 2 % par an pour atteindre de l'ordre de 14 milliards de Tep en 2020 (selon le WEO). Suivant d'autres scénarios envisagés la consommation varie entre 15 Gtep et 11 Gtep. La croissance de la demande provient essentiellement des pays en développement. Et la dépendance vis à vis des ressources fossiles ne devrait pas beaucoup changer. Si les prévisions globales sont sensiblement les mêmes suivant les organismes qui établissent les prospectives, la répartition suivant les sources reste plus difficile à évaluer. Il semble que le pétrole restera l'énergie la plus utilisée avec toujours 40 % (selon le WEO) et 27 à 31 %

2 suivant différents scénarios ; le gaz devrait passer de 22 à 26 % (WEO) et de 22 à % suivant BP Amoco Statistical Review ; enfin la part du charbon passerait de 26 à 24 % (WEO) et de 22 % à % (BP Stastitical Review). Les contributions du nucléaire et de l'hydraulique devraient légèrement baisser ou rester stable. Les énergies renouvelables devraient connaître une forte croissance mais leur part restera faible. La part croissante du gaz serait due au secteur électrique et résulterait de deux facteurs : son avantage par rapport aux autres sources d'énergie fossile sur le plan environnemental et le développement de la technologie des cycles combinés dont les rendements sont élevés. Ces centrales utilisent du gaz (et/ou un combustible gazéifié, charbon, biomasse) pour faire fonctionner une turbine à gaz qui produit de l'électricité. La consommation de charbon devrait augmenter et se concentrerait dans le secteur de l'électricité et celui de la sidérurgie. La consommation de cette ressource dépend des caractéristiques régionales, la Chine, l'inde, l'ex URSS et les Etats Unis possédant des réserves importantes. Selon les prévisions (O.Appert), la Chine et l'inde représenteraient à eux seuls 37 % de la production mondiale d'électricité à base de charbon en La consommation d'énergie primaire par région Les comparaisons sont difficiles car, suivant les données, les zones sont économiques ou géopolitiques, les zones géopolitiques ne sont pas toujours repérées de la même façon et les données sont globales ou par habitant... On constate, de toutes façons, des écarts énormes entre les différentes zones économiques de la planète. Les pays de l'ocde resteront les premiers consommateurs mais leur part diminuerait à l'horizon La consommation finale d'énergie Il est prévu que la croissance de la consommation finale d'énergie se situe aux alentours de 2 % par an avec un secteur qui évoluerait plus que les autres : les transports (de l'ordre de 2,4 % par an) ; la part de ce secteur dans la consommation finale devrait passer de 28 % en 1997 à 31 % en 2020 (WEO). Cette évolution justifierait la part prépondérante du pétrole dans la consommation. L'électricité devrait avoir la plus forte croissance parmi les énergies finales progressant de 2,8 % entre 1997 et La production d'électricité se faisant de plus en plus à partir de centrales au gaz à cycle combiné. Actuellement, dans la production d'électricité, le charbon occupe, de manière stable depuis 20 ans, une part importante avec plus de 35 % ; l'hydraulique représente 20 %, le nucléaire 17 % et le gaz 15 %. Le pétrole voit sa part diminuer considérablement avec 10 % actuels. Suivant les scénarios, les évolutions peuvent varier du simple au double pour les différentes sources. Ainsi suivant le Conseil Mondial de l'energie ou l'association Internationale de l'energie, la part du gaz peut rester stable ou doubler. Les incertitudes sur les prix du combustible et les technologies utilisés jouent un rôle important dans les désaccords. Les scénarios s'accordent, en revanche, sur la diminution importante du pétrole et le maintien du charbon dans la production d'électricité. Actuellement les centrales nucléaires sont compétitives, mais les coûts d'investissement sont très élevés et il peut être plus avantageux de remplacer les centrales en fin de vie par des centrales à gaz à cycle combiné. En France, J.M. Charpin, B. Dessus et R. Pellat ont remis un rapport fin juillet 2000 au Premier Ministre concernant l'avenir de la filière nucléaire dans notre pays. Il ressort de ce rapport que "l'idée communément admise qu'une fois l'investissement initial réalisé, le nucléaire est quasiment gratuit, aux dépenses de combustibles près" est battue en brèche ; "c'est totalement faux" déclare B. Dessus. Il indique que l'investissement initial représente 25% du total, l'exploitation 43%. Il s'avère, toujours suivant ce rapport, que le retraitement n'est pas une solution très efficace pour réduire la quantité de déchets ultimes

3 à haute activité et longue durée de vie. La quantité de ces déchets ne varie que de 12 à 15 % suivant que l'on poursuit le retraitement ou qu'on l'arrête en L'idée est donc, dans l'immédiat, de faire durer le plus longtemps possible les centrales existantes et de s'interroger sur leur remplacement, à plus long terme, par des centrales au gaz. La décision reste politique. Les avis sont partagés sur l'avenir du nucléaire et P. R. Bauquis, dans différents articles reprenant sa conférence parue dans les Actes des journées de l'énergie au Palais de la Découverte, développe l'idée que le nucléaire ne doit pas être une histoire sans lendemain, les recherches sur les centrales de petite puissance, les "réacteurs à spallation" peuvent conduire à un maintien de l'énergie nucléaire dont les ressources sont abondantes. La consommation d'électricité par habitant P. Torrion donne des indications sur la consommation par habitant et par an actuelle. La population, dans les pays industrialisés bénéficiant de l'électricité est évaluée à 1,2 milliards d'habitants. La consommation varie là entre kwh/hab/an pour les 20 % qui ont la consommation la plus élevée et 2200 kwh/hab/ an pour les 20 % qui en consomment le moins. La moyenne de kwh/hab /an n'ayant alors qu'une signification relative. Dans les pays en développement, 3,2 milliards d'habitants ont accès à l'électricité et 1,6 milliards n'y ont encore pas accès. La moyenne de consommation est de 900 kwh/hab/an avec des disparités allant de 3 400kWh/hab/an pour les consommations les plus élevées à 0 kwh/hab/an en passant par 600kWh/hab/an pour les populations qui ont accès à l'électricité et en consomment le moins. La consommation devrait tripler dans les pays en développement et rester stable dans les pays industrialisés malgré les mesures d'économies d'énergie. Il faut rappeler que le minimum pour avoir accès au progrès économique et social est évalué à 200 kwh/hab/an. Et les énergies renouvelables? Dans les évolutions de consommation considérées, les énergies renouvelables semblent marginales, leur part, dans les différents scénarios, reste très faible. C'est uniquement dans un scénario de contraintes environnementales et de croissance modérée que leur part atteint les 18 %. Dans les discours, et les autres prévisions leur pourcentage dans la consommation mondiale d'énergie primaire reste stationnaire ; pourtant, ces énergies ont atteint une maturité technique et économique. W. Palz précise qu'elles ont toutes en commun un taux de croissance estimé de 30 à 50 % par an. Cette progression se poursuivra-telle? L'extrapolation n'est pas tentée dans les différents scénarios. Là aussi les choix politiques énergétiques et environnementaux sont décisifs. Ces énergies présentent toutes des avantages certains dans ces deux domaines. Elles permettent : une amélioration de l'environnement et du climat ; une sécurité dans l'approvisionnement ; une création de richesses et d'emplois ; des espoirs pour les pays en développement qui n'ont pas encore accès à l'électricité, au progrès économique et social. Dans certaines régions d'allemagne, l'électricité d'origine éolienne atteint 20 % actuellement ; d'ici 2020, 40 % de l'électricité consommée au Danemark proviendrait de l'éolien contre 11 % actuellement. Les programmes photovoltaïques se développent au Japon et en Allemagne. Si l'on considère la production décentralisée d'électricité, l'énergie éolienne semble bien placée dans la compétition des sources énergétiques, et la production par cogénération deviendrait aussi importante et compétitive. Plusieurs unités ont été installées dans les pays scandinaves.

4 La démographie et la croissance La croissance économique détermine la consommation d'énergie. En moyenne l'économie mondiale devrait croître d'environ 3 % d'ici 2020 mais les disparités sont importantes. La Chine et l'inde se situant aux alentours de 5 %, les pays en développement de l'ordre de 4 % et les pays de l'ocde aux environs de 2 %. L'OCDE demeurerait la plus riche avec 42 % de la richesse mondiale en La croissance économique est liée à la démographie. Les hypothèses de croissance de la population sont de l'ordre de 1 % par an. Là encore avec des disparités importantes, la croissance serait beaucoup plus importantes dans les pays en développement que dans celle de l'ocde. Dans le même temps, les questions démographiques évoluent. La maîtrise de la procréation a entraîné une transformation culturelle de première grandeur dont les effets n'ont probablement pas fini de se faire sentir. Alors qu'en Europe, par exemple en Espagne et en Italie, la croissance démographique était encore forte dans les années 50, elle a beaucoup diminué ces dernières années entraînant des changements dans les modes de vie. Ce phénomène se développe dans les pays méditerranéens et pourrait s'étendre. Il est prévu une population de 7,4 milliards en et en 2050 : 8 ou 10 milliards? Les réserves et les ressources Il importe de distinguer les réserves qui sont les quantités que l'on peut produire techniquement et économiquement des ressources qui sont les quantités totales existantes mais qui ne sont pas forcément exploitables. Les ressources d'énergie fossiles représentent un stock bien défini d'énergie solaire qui n'est pas facile à évaluer. Les prévisions sur les réserves doivent souvent être revues compte tenu des recherches nouvelles et de l'évolution des techniques. Depuis longtemps l'épuisement des réserves pétrolières est programmé mais toujours retardé dans le temps.. Aujourd'hui, les réserves prouvées représenteraient 40 ans de consommation. Chaque année on découvre plus de pétrole qu'on en consomme. Par ailleurs les taux de récupération des gisements de pétrole n'ont pas atteint leur maximum et il est possible de les améliorer. Ils étaient de 20 % en 1970, ils sont actuellement de 30 à 35 %, et l'on espère atteindre 50 % dans un avenir pas très lointain. L'évolution des techniques permettent d'aller chercher le pétrole, dans les gisements maritimes, à des profondeurs de plus en plus grandes à 2000 m sont atteints au large du Brésil ou de Guinée. Il sera peut être possible de descendre à des profondeurs plus importantes encore. Les recherches sont en cours sur les pétroles "extra-lourds" : huiles lourdes du Venezuela qui nécessitent un prétraitement avant exportation, sables asphaltiques exploités au Canada et peut être un jour les schistes bitumineux. Les réserves prouvées de gaz sont abondantes de l'ordre de 130 Gtep. Elles autorisent des prévisions sur l'utilisation plus importante de cette ressource dans la production d'électricité d'autant que les centrales à cycle combiné ont des rendements de l'ordre de 60 %. La production de gaz pourrait passer d'environ 2 Gtep en 2000 à 3 Gtep en Les améliorations technologiques ne pourront pas améliorer les taux de récupération qui sont

5 actuellement élevés, de l'ordre de 70 à 80 %. Les recherches sur les gisements nouveaux ne sont pas épuisées. De même celles sur les hydrates de gaz se poursuivent. Notamment les dangers que peut présenter leur déstabilisation thermique en cas de changement climatique. Les réserves de charbon sont très vastes, environ 500 Gtep, soit plus de 200 années de production au rythme de l'extraction actuelle et, si l'on considère les réserves possibles, près d'un millier d'années... Quant aux réserves d'uranium elles permettent de couvrir les besoins pendant plusieurs dizaines d'années. Les énergies renouvelables se développent actuellement à un rythme de croissance élevé et l'évaluation des réserves n'en est pas simple car elles sont par essence renouvelables.