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
L effet de serre, phénomène naturel et vital
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 50-200 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 12 000 Gaz Fluorés PFC SF6 CF4 : 50 000 ans 3 200 Procédés industriels (en part. métallurgie) Procédés particuliers, équipements électriques 5 700 à 11 900 22 200 + Quatre gaz à effet de serre indirect : SO 2, NOx, COVNM, CO + certains gaz détruisant la couche d ozone CFC, HCFC
Concentration atmosphérique en CO 2
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 (%) 30 149 16 Source : GIEC 2001 et 2007
Record de concentration de CO2 depuis 400.000 ans, changements brutaux avérés dans le passé
Un constat: les températures au cours du dernier siècle ont augmenté de 0,6 C et les océans de 15 cm Source : GIEC, 2001
Changement climatique, impacts potentiels au 21ème siècle
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
Les évènements extrêmes Les évènements extrêmes vont-ils se multiplier? On ne peut pas faire un lien certain entre un phénomène donné (tempêtes 1999-2000, inondations 2001, canicule 2003, Katrina 2005...) 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.
Demain, ça va chauffer : +1,4 à 5,8 C en 2100
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
Impacts projetés au XXIeme siècle : 1,5 à 6 C, 10-90 cm montée eaux
Courants marins et climat océanique de l Europe : et si le Gulf Stream s arrête?
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, 2000 1971 1974 1977 1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998
Diviser par 2 la moyenne mondiale par habitant, c est diviser par 10 pour certains
La pénurie de fossiles ne sauvera pas le climat
2000-2050 Le scénario négawatt 2006 Association négawatt scénario version 151205b
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
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
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
La démarche négawatt Demande d énergie Production 24
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
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
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
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
Scénario négawatt 2000-2050 Electricité Mobilité Chaleur 29
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
Etiquette A-G Rendre visible la consommation Efficacité 31
Exemple : la consommation des veilles en Allemagne Consommations en veille > 20 TWh/an 2 300 MW (soit l équivalent de deux réacteurs nucléaires) Éoliennes installées > 19 TWh/an 10 000 MW Source: 1999 UmweltBundesWamt Source: 2002 http://www.dewi.de/ 32
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 2010-2040, à des centrales gaz à cycle combiné (55 % de rendement) Fort développement des énergies renouvelables Solaire photovoltaïque : 10 m 2 par personne en 2050 6,7 millions toits PV, 30 000 systèmes sur bâtiments et infrastructures et des centrales photovoltaïques 33
Scénario négawatt Electricité L essor des renouvelables 34
Electricité 35
Scénario négawatt 2000-2050 Électricité Mobilité Chaleur 36
Scénario négawatt Mobilité Les véhicules Voitures 2050 : 3,3 litres d équivalent-essence au 100 kms sur moyenne du parc Développement véhicules urbains hybrides 10700 kms/an/véhicule au lieu de 14000 kms 37
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
G 39
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
Mobilité 41
Scénario négawatt 2000-2050 Électricité Mobilité Chaleur 42
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
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 35000 30000 25000 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 20000 15000 10000 5000 0 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050-5000 44
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
Chaleur 46
Scénario négawatt 2000-2050 Bilan énergie primaire 47
Comparatif par énergie finale 48
Bilan par énergie primaire, tous usagss Scénario négawatt 49
Carbone 2000-2050 Comparatif global Facteur 4 Kyoto 50
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
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
Comparaison avec d autres scénarii: Scénario Facteur 4 de la DGEMP Chapeau chinois Avec 20Mtep de technologies basses émissions non identifiées
Comparatif émissions de CO2 Emissions de CO2 envisagées MtC 120 100 80 60 40 20 0 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 Années Pierre Radanne Henri Prévot Negawatt Enerdata et LEPII-EPE
Comparatif énergie finale Consommations finales envisagées Mtep 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 Années Pierre Radanne Henri Prévot Negawatt Enerdata et LEPII-EPE
Ratios usuels Compariason des ratios de l'identité de Kaya Valeur 1 en 2000 0,5 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
La démarche négawatt, utopique? Un exemple proche : Fribourg-en-Brisgau Freiburg-im-Breisgau Une ville allemande de 210 000 habitants à quelques kms de la frontière 20 ans de politique énergétique audacieuse 57
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 % 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 58
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
Freiburg Des maisons à énergie positive Un ensemble de maison produisant plus qu elles ne consomment Efficacité Renouvelables 60