énergie de l avenir?»

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1 3 Agrion 28 Novembre 27 «Le charbon, énergie de l avenir?» Bernard Rogeaux EDF R&D 1

2 1 Le charbon : les données de base 2

3 Le charbon, une énergie à éviter? Le charbon, une énergie dangereuse pour les générations actuelles et futures? 1 morts par an dans les mines? Pollutions locales (cf. Chine), cause de maladies et de mortalité différée Émissions de CO2 : coût différé prohibitif (cf. Rapport Stern), financier et humain. Vers 1 morts (ou un million?) par an? Mais : Les nouvelles technologies «charbon propre» pourront se développer progressivement, à un coût acceptable pour les pays riches (les pays les plus pauvres accepteront-ils facilement de payer le surcoût?) La capture stockage du CO2 pourra peut-être se généraliser à partir de 23-24? (à discuter) Et surtout, pourra-t-on se passer de charbon pour boucler le bilan énergétique? 3

4 Le charbon : quelles ressources extractibles? Autres réserves possibles : 2 à 28 Gtce? Réserves prouvées : environ 7 Gtce Prod Cumulée : 28 Gtce Les ressources se situeraient à plus de 6 Gtce (BGR), mais ce potentiel est mal connu et fait l objet de peu d études. Beaucoup d incertitudes sur la possibilité de faire passer en réserves une partie des ressources : quelle élasticité et augmentation des réserves en fonction du coût, et aussi quels horizons pour les nouvelles technologies type gazéification in situ? Total : 11 à plus de 37 Gtce? 4

5 Les principales incertitudes 1. Quelles possibilités de transférer des ressources en réserves? Coût : quelles conséquences sur les réserves estimées si le prix FOB du charbon montait par exemple à 1 $? Technologie : quels horizons pour la gazéification in situ? 2. Quelles croissances possibles pour l utilisation du charbon? Limitations environnementales? (avec CCS en 23 24?) Limitations dues aux taux de croissance possibles des exportations, qui ne représentent aujourd hui que,8 Gtec, soit 18% de la production mondiale? Limitations industrielles, pour construire par exemple les installations permettant de liquéfier le charbon (Coal to Liquid, CTL) : pourrait-on dépasser 1 Mb/j en 23 (soit 8 à 12 G$ d investissements)? 2 Mb/j en 2?

6 Les principales incertitudes Quelles réserves, quelles capacités de production? Les 1 grands pays charbonniers représentent : - 96% des exportations en 2, - environ 8% des réserves prouvées Qui seront les exportateurs de demain? (Russie? Australie? USA?? Afrique??). Jusqu à quelles quantités? Réserves (Gtec) 2 Russie USA 1 Inde Kaz.+ Ukr Aust. Af Sud. Chine Indon.+ Col., 1 1, 2 Production (Gtec) 6

7 Quelle compétitivité du Charbon dans la production d électricité? 9 Coûts comparés EPR, Gaz, Charbon (production en base) Gaz avec CO2 à 3 /t Charbon avec CO2 à 3 /t /MWh EPR Gaz (CCGT) ou 7 $/Mbtu Coût du capital (en %) Charbon (CPTF) 4 ou 8 $/t Monopoles? Marchés européens et US? PED à risque? Sources : à partir de données EDF, Dideme, AIE, CERA 7

8 Quelle compétitivité du Charbon dans la production d électricité? Evolution possible du coût (en ) du MWh électrique en base 1 1 Nucléaire Gaz Charbon Charbon + CO2 (3 /t) Charbon CCS Eolien (intermittent) PV (intermittent) Solaire thermodynamique Source : EDF R&D 27 Principales hypothèses : - Nucléaire classique 43 RNR à (?) - Gaz 6 12 $/MBTU, charbon 7 1 $/t 8

9 Quelle compétitivité du Charbon dans les transports? Coût du MWh à la roue (en TTC) 1 Elec CO2 à 1 /t -- Pétrole 1 $/b Pétrole 2 $/b CTL 1 $/b Agro-carb 1 $/b Gaz /MWh Elec cible H2 cible Source : EDF R&D 27 Principales hypothèses : -électricité à 1 /MWh, batteries à 1 /MWh, cible - cible hydrogène à 1 /Mwh, pile à comb. à 1 /KW 9

10 Quels profils de production possibles pour le charbon? Productions mondiales possibles de Charbon (en fonction des besoins, des réserves, des contraintes) Hypothèses retenues : Gtec Gtec 2 Gtec réserves mondiales de charbon à hauteur de 1 à 3 Gtec, absence de contraintes liées aux émissions de CO2, Gtec 1 Gtec 2 Gtec Evolution possible des exportations de charbon 12 1 Colombie Kazakstan 8 Indonésie 6 Af du Sud 4 Australie Russie 2 USA Consos locales fort développement de la demande et du commerce international A long terme l équilibre du marché reposera sur les régions aux potentiels d exportations les plus importants: USA, Afrique du Sud / pays limitrophes, Russie / CIS, Australie, Caraïbes. La réalisation de l équilibre mondial implique que la production de ces pays augmente très rapidement en particulier à partir de 23 La question se pose de leur volonté et de leur capacité à développer leur production, leurs exportations et leurs infrastructures de transport. 1

11 2 Quelle place pour le charbon dans le mix énergétique du futur? 11

12 Structure de la consommation d énergie (finale) par habitant tep par habitant Am. Nord OCDE Pac. Union Eu. +1,2%/an depuis 197 Autres Europe et transition,6% par habitant 3,9 Gtep Moyen Orient Chine Am. Lat. Autres Asie 1,% Afrique par habitant L effet démographique est de première importance pour déterminer M l accroissement de la demande énergétique mondiale. Autres Usages Transport Electricité Inde 26 8,2 Gtep énergie finale (et 11,8 Gtep primaire) 3,3 Gtep +3,2%/an depuis

13 Évolution tendancielle de la demande énergétique mondiale (1/2) tep par habitant OCDE Am. Nord OCDE Pac.,2% par habitant 4,6 Gtep +,7%/an OCDE Eu. Pays en transition Moyen Orient Chine depuis 26 Am. Lat.,7 Gtep 23 11,7 Gtep énergie finale (et 17 Gtep primaire) +2,6%/an Autres Asie Afrique Inde depuis 26 1,4% par habitant Autres Usages Transport Electricité 13

14 Évolution tendancielle de la demande énergétique mondiale (2/2) tep par habitant OCDE Am. Nord OCDE Pac. -,2% par habitant 4, Gtep -,1%/an OCDE Eu. Pays en transition Moyen Orient Chine depuis 23 Am. Lat. 2 14,1 Gtep énergie finale 7,9 Gtep (et 21 Gtep primaire) +1,7%/an depuis 23 Autres Asie Afrique Inde par habitant ,1% Autres Usages Transport Electricité 14

15 Évolution de la demande énergétique mondiale Une croissance énergétique qui se ralentit dans le scénario tendanciel PIB Consommation Primaire Consommation Primaire par habitant Electricité Chaleur Transport 6 4 % /8 8/9 9/ /6 6/3 3/ /1 1

16 Évolution de la demande énergétique mondiale en ligne avec les scénarios tendanciels de la littérature 2, 2, 1, Taux de croissance annuels moyen (énergie primaire) tcam Année de Ref./23 tcam Année de Ref./ Sce. tendanciel Sce. tendanciel % 1,,, -, Ref Ref Ref Carbon Constraint Case Alternative Sce Revolution Sce Ref Carbon Constraint Case Ref Ref Tech Plus MAP Sce Revolution Sce IEO 26 WETO H2 WEO et ETP 26 WETO H2 WEO 26 GreenPWETO WETO H2 H2 ETP 26 GreenP ETP 26 ETP 26 GreenP 16

17 Des besoins énergétiques en forte croissance 3 Quelles énergies pour demain? (demande tendancielle) Gtep Charbon Biomasse Hydraulique Nucléaire Gaz Pétrole Charbon : «2 ans de réserves, extensibles à 3 ou 4 ans?» Éolien Nucléaire Charbon transformé en pétrole (CTL) Solaire Agro-carburants Pétrole non conventionnel : Tar sands, Oil Shales Pétrole : «ans de réserves?»

18 Quel profil pour le pétrole conventionnel? Production mondiale possible de pétrole conventionnel Mb/j ,1 Tb consommé 1,4 Tb

19 Quel profil pour le pétrole conventionnel? Production mondiale possible de pétrole conventionnel Mb/j ,1 Tb consommé 1,4 Tb 1,7 Tb

20 Quel profil pour le pétrole conventionnel? 3 Quelles énergies pour demain? (demande tendancielle) Gtep Charbon Biomasse Hydraulique Nucléaire Gaz Pétrole 1 1,7 Tb

21 Quel profil pour les pétroles non- conventionnels? 3 Quelles énergies pour demain? (demande tendancielle) Gtep Charbon Biomasse Hydraulique Nucléaire Gaz Non conventionnel Pétrole 1,6 Tb + 1,7 Tb

22 Quel profil pour le gaz? 3 Quelles énergies pour demain? (demande tendancielle) Gtep Charbon Biomasse Hydraulique Nucléaire Gaz Non conventionnel Pétrole Hypothèse Réserves à 3 Gtep (soit 12 années de consommation 26), avec un maximum à 4 T.M3/an

23 Quel profil pour le nucléaire? 3 Quelles énergies pour demain? (demande tendancielle) Gtep Charbon Biomasse Hydraulique Nucléaire Gaz Non conventionnel Pétrole Hypothèse d un triplement du parc nucléaire d ici à 2, (de 27 à 8 TWh) et prolongement de la tendance ensuite, avec des réacteurs surgénérateurs

24 Quel développement des ENR? 3 Quelles énergies pour demain? (demande tendancielle) Gtep Charbon Autres ENR Biomasse Hydraulique Nucléaire Gaz Non conventionnel Pétrole Éolien, solaire et autres ENR L hydraulique double d ici électriques à (16 TWh en 2) 23 (de 26 à TWh) avec une croissance plus lente ensuite. 1 6 TWh en 23, 6 7 TWh en 2 La Biomasse augmente de % d ici à 2 (1,4 à 2,1 Gtep). 32 TWh en

25 Quel développement pour le charbon? Gtep CTL Charbon Autres ENR Biomasse Hydraulique Nucléaire Gaz Non conventionnel Pétrole Le charbon est supposé assurer également les besoins résiduels en (demande tendancielle) énergie liquide (CTL), avec un développement limité par les capacités industrielles (1 Mb/j en 23, 2 Mb/j en Le charbon est supposé se 2) et naturellement aussi dans la développer jusqu à couvrir limite des réserves de charbon accessibles. l ensemble des besoins résiduels électriques et chaleur, dans la limite des réserves accessibles Quelles énergies pour demain?

26 Quel développement pour le charbon? Gtep A trouver? (autres) A trouver? (liquides) CTL Charbon Autres ENR Biomasse Hydraulique Nucléaire Gaz Non conventionnel Pétrole Quelles énergies pour demain? (demande tendancielle) Manque de liquides Manque d énergie 2 Gtec 9, GtC de CO

27 Hypothèse de réserves de charbon moins hautes (3 années de consommation 26) Gtep A trouver? (autres) A trouver? (liquides) CTL Charbon Autres ENR Biomasse Hydraulique Nucléaire Gaz Non conventionnel Pétrole Quelles énergies pour demain? (demande tendancielle) Manque de liquides Manque d énergie 1 Gtec 7,4 GtC de CO

28 Hypothèse de réserves fossiles assez basses (2 années de consommation 26 pour le charbon et 1,4 Tb de pétrole) Quelles énergies pour demain? (demande tendancielle) 6, GtC de CO2 Gtep A trouver? (autres) A trouver? (liquides) CTL Charbon Autres ENR Biomasse Hydraulique Nucléaire Gaz Non conventionnel Pétrole Manque de liquides Manque d énergie 1 Gtec 1 1,4 Tb

29 3 Conclusions 29

30 Quelques conclusions Le charbon est la seule énergie (assez) facile à extraire, dont les réserves sont encore abondantes. Les autres énergies, même développées de manière volontariste, ne pourront pas satisfaire une demande mondiale en hausse tendancielle. Le développement du charbon déterminera donc à moyen terme la croissance énergétique mondiale, y compris par la production de liquides (CTL) dont nous manquerons inévitablement à court et moyen terme. Une grande partie sera consommée dans les pays producteurs. Les exportations ne pourront pas se développer très rapidement. Le développement du charbon pose cependant la question des dégâts environnementaux, et notamment des émissions de CO2 : il sera important de développer rapidement les technologies permettant un usage acceptable du charbon (Charbon propre, CCS). 3

31 Merci de votre attention Ces propos ne sont que des points de vue personnels, qui n engagent aucunement EDF bernard.rogeaux@edf.fr 31