NOTE DE CADRAGE SUR LE CONTENU CO 2 DU KWh PAR USAGE EN FRANCE 14 janvier 2005 1. Le cntexte Le calcul du cntenu en carbne de l électricité représente en France un enjeu imprtant pur l évaluatin des actins dans le dmaine de la lutte cntre le changement climatique. Si pur bn nmbre de pays, cette questin ne sulève pas de difficulté majeure, elle est cmplexe à démêler dans ntre pays cmpte tenu de la spécificité du secteur électrique français. En effet, en France, les émissins de CO 2 de l électricité à la prductin varient frtement seln que l n cnsidère la myenne annuelle sur l ensemble des myens de prductin France, les émissins des seuls parcs hydrauliques et nucléaires (sans émissins), u la prductin du parc de centrales au charbn (de l rdre de 900 gco 2 /kwh). Ceci cnduit de fait, en France, à des variatins hr-saisnnières imprtantes du cntenu en CO 2 du kwh livré sur le réseau, tandis que dans les autres pays eurpéens, cette dispersin est limitée dans la mesure ù la prductin d électricité à partir de centrales thermiques à cmbustibles fssiles représente une partie imprtante de la prductin en base. De plus, dans la mesure ù les myens émetteurs (centrales thermiques à flamme) fnctinnent en «terme de buclage» de l équilibre ffre-demande France, la myenne natinale varie assez sensiblement en fnctin des cnditins de température et des caractéristiques de fnctinnement du parc. Après avir tendanciellement diminué depuis 1990, le cntenu en CO 2 de l électricité évlue désrmais dans une furchette de 60 à 120 gco 2 /kwh, bien en-deçà de la myenne eurpéenne (envirn 340 gco 2 /kwh). En cnséquence, l apprche, par un seul indicateur, du cntenu CO 2 myen du kwh français s est révélée insuffisante, et la vlnté d un certain nmbre d acteurs a été d utiliser des cntenus CO 2 différenciés par usage. Cependant sur le réseau, les électrns snt ttalement indifférenciés. Ainsi, la questin cnsistant à rechercher la centrale de prductin qui alimente tel utilisateur n a pas de sens d un pint de vue physique. Le calcul d un cntenu en CO 2 par usage relève dnc nécessairement de simplificatins méthdlgiques et de cnventins, qu il cnvient de bien expliciter pur en cnnaître les limites et éviter d en faire un sujet de cntrverses. Cette prblématique, et plus particulièrement la questin du cntenu en CO 2 du chauffage électrique fait partie des sujets retenus dans les cnventins entre l ADEME et EDF. Dans ce cadre, un cnsensus a émergé entre les deux partenaires pur élabrer cnjintement une méthdlgie d évaluatin du cntenu CO 2 du kwh par usage ainsi que pur publier des résultats cmmuns. Agence de l Envirnnement et de la Maîtrise de l Energie Siège scial : 2, square Lafayette BP 406 49004 Angers Cedex 01 RCS ANGERS 385 290 309 Cde APE : 751 E
2. La méthde Un travail cmmun a dnc été entrepris entre l ADEME et EDF depuis l été 2003, qui a permis d abutir à des cnventins, une méthdlgie et des résultats partagés. Les grands principes qui nt guidé ce travail nt été les suivants : Chix d une méthde qui respecte le critère d additivité, c est à dire que, sur une année, la smme des émissins de CO 2 de l ensemble des différents usages est égale (ni plus, ni mins) au ttal des émissins du parc de prductin. Chix d une méthde basée sur les dnnées histriques partagées. La péride retenue (1998-2003) est vlntairement lngue afin de gmmer les variatins dues à des situatins particulières, aussi bien en terme de fnctinnement du parc qu en terme de climatlgie. Le périmètre retenu est celui de la France cntinentale hrs prductin autcnsmmée : il ne s agit pas ici d évaluer le kwh d un acteur particulier dans l bjectif d une démarche cmmerciale mais bien de définir le cntenu d un kwh cnsmmé sur ntre territire, afin d aider à la mise en œuvre de plitiques publiques au niveau français. Utilisatin de dnnées au pas mensuel : d une part la «variance» du cntenu CO 2 est en grande partie expliquée par la cmpsante saisnnière (par ppsitin aux variatins hraires au sein d une semaine) et d autre part, les études à pas de temps plus fin snt mins rbustes et difficilement reprductibles. Plus précisément, la méthde a cnsisté pur chaque type de prductin (nucléaire, lac, énergies renuvelables, charbn, fuel et cgénératin) à séparer la prductin entre une fractin en base (envirn 400 TWh annuels) et une fractin saisnnalisée (envirn 100 TWh), afin de calculer le cntenu CO 2 de chacune de ces deux cmpsantes de la prductin. Les deux valeurs crrespndantes snt en myenne respectivement de 40 et 180 gramme par kwh livré à l utilisateur final 1. Cncernant la cnsmmatin, l étude a cnduit à identifier un cefficient de saisnnalisatin à chaque usage. Ainsi, n cnsidère que le chauffage électrique est saisnnalisé à 100 %, mais l industrie à 10% seulement. Afin d affecter à chaque usage un cntenu CO 2, les valeurs des deux cmpsantes de prductin btenues précédemment nt été pndérées pur chaque usage par le cefficient de saisnnalisatin : pur le chauffage n btiendra une valeur identique à la cmpsante saisnnalisée tandis que pur l industrie elle sera calculée en prenant 10% de la valeur saisnnalisée et 90% de la valeur en prductin de base, etc. La cmbinaisn de ces deux apprches sur des dnnées mesurées permet de tenir cmpte à la fis des caractéristiques intrinsèques à chaque usage, et de l adaptatin du système de prductin à ces usages. 1 Les émissins de CO 2 snt ramenées à la quantité d électricité servie par le réseau après déductin des cnsmmatins du système électrique. Le cntenu en CO 2 du slde imprt/exprt (de 58 à 77 TWh) est cnventinnellement affecté d une valeur crrespndant à la prductin en base du parc électrique français. Agence de l Envirnnement et de la Maîtrise de l Energie Siège scial : 2, square Lafayette BP 406 49004 Angers Cedex 01 RCS ANGERS 385 290 309 Cde APE : 751 E 2
3. Les résultats Les résultats permettent de distinguer 4 niveaux d émissins par usages. Ces 4 indicateurs ffrent une visin facilement partageable pur les utilisatins les plus curantes. Ils se fndent sur un lt d indicateurs détaillés (cf. annexe) qui peuvent être utilisés pur des besins plus précis. L usage de l électricité pur le chauffage résidentiel et tertiaire (chauffage électrique et pmpes de circulatin des chaudières fuel et gaz), exclusivement hivernal, se vit attribuer le cntenu CO 2 de la prductin saisnnalisée, à savir 180 g/kwh L éclairage, qu il sit résidentiel, tertiaire, public u industriel a un cntenu CO 2 d envirn 100 g/kwh Les usages résidentiels (cuissn, lavage et prduits bruns), les usages tertiaires et industriels autres que l éclairage nt une cnsmmatin qui suit la curbe de charge glbale et se vient dnc attribuer un cntenu CO 2 à peu près égal à la myenne natinale à savir envirn 60 g/kwh Enfin, les autres usages de base (frid, ECS, autres usages résidentiels, agriculture, transprts, BTP et armées), dnt les variatins ne suivent pas le rythme des saisns et la climatisatin dans le secteur tertiaire (dnt la saisnnalité est inversée par rapprt au cycle de prductin électrique) se vient affecter un cntenu en CO 2 d envirn 40 g/kwh. Ces indicateurs snt des myennes pndérées sur la péride d analyse. Ils se situent dans des plages de variatin parfis imprtantes, cmme pur l éclairage résidentiel ù l indicateur varie d une valeur de 93 à 151 gco2/kwh pur la péride 1998-2003. Ceci retrace la variabilité du cntenu en CO2 de l électricité prduite, elle-même en rapprt avec tris paramètres majeurs : les aléas climatiques, la dispnibilité des mdes de prductin (en particulier de l hydraulique et du nucléaire) et l équilibre de gestin dans l appel des différents mdes de prductin. Malgré une analyse apprfndie, aucune crrélatin simple n a pu être mise en évidence entre ces facteurs et le nmbre de dnnées dispnibles est trp faible pur rechercher des crrélatins plus élabrées. 4. L utilisatin des résultats et leur dmaine de validité Ces résultats étant désrmais partagés et validés, le cadre d applicatin défini de manière cncerté est le suivant : Ils nt vcatin à être utilisés par l ADEME et par EDF pur rendre cmpte de l impact en termes d effet de serre lrs de l évaluatin de prjets au niveau lcal. Ils sernt ntamment utilisés par l ADEME pur l instructin et le suivi des prjets visant à prmuvir u à mettre en œuvre des actins de maîtrise de l énergie, de dévelppement des énergies renuvelables et de plitique énergétique lcale en cllabratin avec les cllectivités territriales et/u en cncertatin avec les pérateurs énergétiques lcaux. Agence de l Envirnnement et de la Maîtrise de l Energie Siège scial : 2, square Lafayette BP 406 49004 Angers Cedex 01 RCS ANGERS 385 290 309 Cde APE : 751 E 3
Ces résultats nt été présentés, au niveau natinal, aux autrités cmpétentes pur cntribuer à l émergence d un référentiel natinal utilisable dans le cadre des plitiques publiques Ces chiffres n nt pas d incidence sur les qutas de CO 2 attribués aux entreprises dans le cadre du PNAQ. Celui-ci ne cnsidère en effet que les émissins directes. Ces indicateurs, établis sur une référence histrique, crrespndent à la meilleure estimatin existante à ce jur. En tute rigueur, pur estimer l impact de prjets u de prgrammes ayant des durées de vie u des pérides d actin dépassant 10 u 15 ans, il faudrait emplyer une méthde tenant cmpte des évlutins futures dans la structure de prductin et des changements de prfils de cnsmmatin. Dans l attente de dispser de ces évaluatins prspectives, ces indicateurs sernt utilisés pur le myen terme, en veillant à les réactualiser péridiquement (tus les quatre ans). Par ailleurs, un travail méthdlgique sur une évaluatin prspective du cntenu CO 2 des usages sera entrepris dans le cadre de la cnventin ADEME/EDF 2004-2007. Enfin, une évaluatin sera parallèlement réalisée pur mettre au pint des indicateurs de CO 2 évité par le dévelppement des prductins d électricité d rigines renuvelables (élien, hydraulique, phtvltaïque, bis ). Agence de l Envirnnement et de la Maîtrise de l Energie Siège scial : 2, square Lafayette BP 406 49004 Angers Cedex 01 RCS ANGERS 385 290 309 Cde APE : 751 E 4
ANNEXE A LA NOTE DE CADRAGE DU 14/01/2005 SUR LE CONTENU CO2 DU KWh PAR USAGE EN FRANCE : TABLEAU DES RESULTATS DETAILLES PAR USAGE Indicateurs de cntenu en CO2 de l'électricité cnsmmée en France (en g de CO 2 /kwh e ) indicateurs détaillés Référence à titre indicatif : (valeur myenne) plages de variatin indicateurs simplifiés chauffage+ pmpes de circ. 180 129 à 261 180 Chauffage éclairage résidentiel 116 93 à 151 éclairage tertiaire 80 64 à 88 100 Eclairage éclairage publique et industriel 109 85 à 134 usages résidentiels : cuissn 82 66 à 93 usages résidentiels : lavage 79 63 à 88 Usages usages résidentiels : prduits bruns 62 50 à 81 60 intermittents usages tertiaires : autres 52 41 à 77 usages industriels (hrs éclairage) 55 38 à 86 usages résidentiels : ECS 40 usages résidentiels : frid 40 usages résidentiels : autres 39 usages tertiaires : climatisatin 37 agriculture-transprt 38 autres (BTP, recherche, armée, etc.) 35 surce : ADEME et EDF, 2004 20 à 72 40 Usages "en base" Indicateurs CO 2 et vlumes de cnsmmatin g CO2/kWh 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 - usages "en base" usages intermittents éclairage chauffage 0 100 200 300 400 TWh Agence de l Envirnnement et de la Maîtrise de l Energie Siège scial : 2, square Lafayette BP 406 49004 Angers Cedex 01 RCS ANGERS 385 290 309 Cde APE : 751 E