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Perspectives énergétiques

vendredi 14 février 2014, par Louis Possoz

Sciences et technologies peuvent elles nous sortir de l’impasse énergétique ? D’un côté l’humanité subit des crises environnementales de plus en plus préoccupantes dont les emblématiques "perte de biodiversité" et "réchauffement climatique". D’un autre côté, une demande d’énergie toujours croissante, dans un contexte de ressources énergétiques limitées et de plus en plus difficile à extraire, entraîne des crises de l’énergie dont la fréquence et la profondeur vont croissant. Cerise sur le gâteau, c’est justement cette consommation d’énergie effrénée qui est la principale cause du réchauffement climatique. [1]

Le fonctionnement des sociétés humaines et celui de leurs institutions ne joue-t-il pas un rôle plus important encore que celui des technologies dans la résolution de ces crises ? Quelles sont les contributions, bien ou mal adaptées [2], que proposent les sciences économiques, politiques et sociales dans la recherche d’un avenir énergétique compatible avec les limites de la planète ? Autant de questions complexes et fort disputées.

Selon une vision largement partagée, la formidable créativité de l’espèce humaine lui a toujours permis de trouver une réponse à chacun des défis qui se sont présentés à elle depuis son apparition. Durant ces derniers siècles, la créativité technique a pris une importance croissante, l’automobile pour la mobilité, Internet pour la communication, etc. Elle a même pris le pas sur la créativité institutionnelle, le fonctionnement des marchés, la fonction et le contrôle de l’appareil de production, le rôle des gouvernements, etc.

 Solutions techniques

Quel pourrait bien être l’avenir énergétique de l’Humanité, le nôtre et celui de nos enfants ? Les rêves technologiques s’épanouissent dans deux directions complémentaires, celle de l’augmentation de la production et celle de la diminution de la consommation. Certains cherchent à produire encore toujours plus d’énergie tandis que d’autres s’intéressent à en consommer toujours moins. Ces deux approches ont en commun qu’elles devraient être indolores, c’est-à-dire n’avoir que peu d’impact négatif sur le confort et le mode de vie et, surtout, ne pas entraver la croissance économique. C’est du moins l’idée que s’en font bien des industriels, techniciens, environnementalistes et hommes politiques.

 Accroître la production

Il est tentant d’établir une liste exhaustive de toutes les formes d’énergie qui existent dans la nature puis de se pencher sur le potentiel de l’une ou l’autre pour tenter d’identifier un gisement jusqu’ici inexploité ou mal exploité. C’est habituellement le premier (très long) pas que font tous les techniciens qui se penchent sur ces questions. Mais pour nombre d’entre eux, c’est aussi le dernier tant ils ont foi dans le nouvel eldorado énergétique qu’ils auront découvert dans leur spécialité, qu’elle penche du côté des énergies renouvelables ou de celui des énergies nucléaires.

 Combustibles fossiles

Les gisements de combustibles conventionnels s’épuisent de plus en plus rapidement [3]. Comme en écho, les annonces euphoriques sur les découvertes de combustibles non conventionnels se succèdent rapidement. On se gardera cependant de crier victoire. L’analyse géologique en montre les limites [4]. L’analyse énergétique en établit le coût énergétique, qui devient rapidement prohibitif. Et l’analyse financière permet d’en vérifier l’opacité, propre aux grandes manœuvres boursières et géostratégiques. On ne peut s’empêcher de penser à une nouvelle bulle spéculative. [5]

Cependant, le problème le plus important des combustibles fossiles reste de loin leur implication dans la crise du réchauffement climatique. Selon bien des sources [6], il va falloir réduire considérablement l’usage de cette énergie. Les constats répétés et confirmés des climatologues obligent, d’urgence et impérativement, à une réduction majeure des émissions de CO2. C’est donc d’urgence qu’il faut entamer une décroissance majeure de la consommation des combustibles fossiles. La question de savoir à quel niveau il faut la réduire par rapport à la consommation actuelle d’un Européen, est probablement prématurée. [7]

Pour être complet, on rappellera l’existence de propositions pour enfouir dans les couches géologiques le CO2 issu de la combustion. Cette proposition fait partie de la géo-ingénierie, concept qui regroupe un ensemble de propositions sur les moyens d’échapper au réchauffement climatique. Cependant, non seulement la séquestration du carbone pose des problèmes éthiques et techniques qui seront peut-être insurmontables mais c’est surtout l’énormité des quantités à stocker qui la rend illusoire, du moins pour un effet non négligeable. Par contre, il est certain que l’industrie capture très efficacement des subsides gouvernementaux pour ce qu’elle appelle des recherches. [8]

 Énergies renouvelables

Il y a quasiment unanimité sur leur intérêt. Cependant, même appuyé par une politique publique très volontariste, leur développement sera limité par comparaison avec l’énorme quantité d’énergie dont la consommation nous paraît aujourd’hui indispensable. [9]

Comme toujours, l’utilisation de ces énergies aura aussi des inconvénients, avec en particulier une compétition entre les différents usages du territoire (agriculture, urbanisation, mobilité, biodiversité, énergie, etc.). On retrouve cette compétition aussi bien à l’intérieur des états qu’à l’international. Il suffit d’observer le cas de l’Afrique dont des immenses portions de territoire sont privatisées au bénéfice de compagnies transnationales ou d’états plus riches. L’exemple des agrocarburants est éclairant pour montrer l’évolution de ce qui était au départ une "bonne idée". Après la publication d’une série d’études scientifiques, l’Europe a été obligée de faire marche arrière dans son projet d’imposer un usage croissant des agrocarburants. [10] Cet exemple peut servir de cas d’école pour l’avenir des énergies renouvelables. Enfin, il faut rappeler que toutes les énergies renouvelables sont extensives, c’est à dire que la quantité d’énergie obtenue est proportionnelle à la taille du territoire impliqué. La quantité d’énergie renouvelable, solaire, éolienne, hydraulique ou de biomasse, que l’on peut produire sur un hectare est très faible comparée à celle produite par une centrale au charbon occupant un hectare. Pour que cette quantité devienne significative, il faut donc y consacrer beaucoup d’hectares.

Au-delà de cet aspect territorial, il faut également évoquer l’épuisement progressif de certains métaux nécessaires à un développement massif des énergies renouvelables. On cite souvent le néodyme, utilisé dans la fabrication des aimants modernes, en exemple de contrainte pesant sur un développement massif des éoliennes. Les problèmes géostratégiques et les aspects de souveraineté nationale doivent également être pris en compte. L’histoire montre qu’un état doté de ressources naturelles commence par en exporter une partie. Mais, avec le temps, il s’en approprie une part de plus en plus importante, jusqu’à voir ses exportations s’arrêter. [11] C’est bien sûr ce à quoi il faudrait s’attendre pour d’éventuels grands projets, comme le projet Desertec dans le Sahara par exemple.

 Énergie nucléaire

Son usage actuel pose déjà bien des problèmes, techniques autant que politiques. Qu’en serait-il alors d’un usage massif du nucléaire ? Entre les difficultés techniques et les implications politiques (les secondes étant probablement encore bien plus complexes que les premières), on ne peut que constater le peu d’importance qu’a pris cette filière depuis les années 60’ par rapport à l’avenir grandiose qui lui était alors promis. Les questions de géopolitique, de sécurité internationale, de prolifération nucléaire, de guerres et de terrorisme sortent habituellement du cadre de travail des ingénieurs. Comme ne sont pas réellement pris en compte les phénomènes de corruption, d’incompétence, d’appât du gain et autres imperfections humaines, faisant pourtant partie de la nature humaine depuis toujours. Tous ces aspects devraient être étudiés et débattus en parallèle avec les aspects plus strictement techniques que sont la gestion des déchets, la sécurité, le démantèlement des anciens réacteurs, la gestion des catastrophes telle celle de Fukushima, etc.

Pour ce qui en est des réacteurs dits de 4ème génération, au plutonium (ou au thorium), les problèmes qu’ils posent sont encore plus complexes que pour les réacteurs actuels, comme on l’a constaté dans le passé avec le réacteur prototype superphénix. [12]

Quant-à la fusion nucléaire, s’il advenait jamais qu’elle soit pratiquement utilisable pour la production d’électricité, ce sera bien trop tard pour résoudre les actuels problèmes de combustibles fossiles et de réchauffement climatique.

 Diminuer la consommation

Si on peut chercher à produire plus d’énergie, on peut également chercher à en consommer moins [13]. Mais comment faire ? Deux voies se présentent. Il y a d’abord la voie comportementale, modifier sa manière de vivre, que l’on nommera sobriété énergétique. Mais n’y aurait-il pas moyen d’y arriver sans devoir modifier ses habitudes ?
C’est l’objectif de la voie technique que l’on nommera efficacité énergétique. Elle préconise la mise en œuvre de techniques visant à une diminution de la quantité d’énergie consommée pour l’obtention d’un résultat constant, sans modification du comportement humain.

 Efficacité énergétique

Des maisons mieux isolées, des moteurs qui consomment peu de carburant, des usines plus efficaces, ce sont autant de recettes qui emportent l’adhésion générale du politique et du citoyen puisqu’elles n’auraient pratiquement pas d’influence sur leurs habitudes de vie. Il s’agit donc d’une efficacité purement technique.

Depuis plus d’un siècle, des progrès énormes ont été réalisés dans tous les usages de l’énergie. La machine à vapeur puis les moteurs thermiques, toujours plus efficaces [14], le chauffage et les chaudières, les appareils électroménagers, les aciéries et les hauts-fourneaux, les centrales thermiques avec la cogénération et les cycles combinés gaz-vapeur, etc. À chaque pas, on s’approche de la limite théorique d’efficacité énergétique imposée par les lois de la physique et le potentiel de gain est forcément de plus en plus limité. Le potentiel d’amélioration à long terme reste à affiner mais, pour une série de technologies déjà matures, ce gain est probablement devenu relativement peu important. On a bien plus progressé entre 1900 et aujourd’hui que ce qui reste encore possible sur le chemin de l’optimum inatteignable des limites physiques.

Or, quel a été le fruit de tous ces efforts d’efficacité réalisés depuis bien des décennies ? Paradoxalement, non seulement la consommation d’énergie n’a jamais diminué (ni les émissions de CO2 par ailleurs) mais elle n’a au contraire cessé de croître de manière exponentielle et elle continue à croître, malgré la volonté apparente de la réduire. Le constat est désolant pour ceux qui misent beaucoup sur la voie de l’efficacité technique. Les causes de cet échec doivent être recherchées du côté de la macroéconomie et du phénomène de rebond de la consommation d’énergie.

 Conclusion

En résumé, si dans l’actuel débat de société la promotion des énergies renouvelables et celle de l’efficacité énergétique sont généralement considérées comme des affaires entendues, ces stratégies ne suffiront certainement pas à résoudre la crise climatique et celle de l’énergie tant les quantités en jeu sont gigantesques. Des voies moins attrayantes comme l’énergie nucléaire ou la sobriété énergétique, chacune ayant ses partisans et ses détracteurs, présentent aussi chacune ses dangers, ses limites et ses effets indésirables rédhibitoires.

Malgré tout, le débat déjà engagé doit se poursuivre publiquement et sans esquiver aucun aspect. Bien sûr, ces analyses devront tenir compte des lois de la physique mais il faudra surtout veiller à traduire ces propositions en chiffres, car ce qui est facile à réaliser en petites quantités peut être tout à fait impossible à obtenir en quantités extrêmement importantes.

Toutes les facettes en ayant été examinées, il faudra cependant constater que la technique ne constituera pas une réponse à la hauteur des enjeux. Tout au plus peut-elle faciliter quelque peu la transition énergétique et permettre d’éviter le retour à l’âge des cavernes que certains craignent.

 Au-delà de la technique

Aujourd’hui, l’attention générale est braquée presque exclusivement sur l’innovation technique. L’économie est chargée d’en assurer la promotion et le financement avec pour mission prioritaire d’assurer la croissance pour l’emploi. Cette approche est aujourd’hui dominante mais probablement illusoire tant les limites sont proches (limites physique) ou dépassées (limites environnementales) de toutes parts.

Si la technique n’offre pas de réponse réellement à la hauteur des enjeux, quels seraient les autres moyens de réduire la consommation d’énergie (et donc les émissions de CO2) ? Où trouver des réponses ? Du côté d’autres disciplines probablement, l’économie, la sociologie, la politique, la philosophie, la psychologie, le droit et d’autres encore.

Mais c’est probablement à l’économie que l’on pense en premier lieu pour résoudre ce difficile problème. En effet, l’économie occupe une position tout à fait centrale dans l’organisation des états et des sociétés contemporaines en général.

Partant de l’analyse énergétique, quelques grandes interrogations nous sont déjà venues à l’esprit auxquelles il est essentiel de tenter d’apporter une réponse.

  1. Quel est le lien entre l’économie et l’énergie, entre la consommation d’énergie et la consommation tout court ? Peut-on réellement avoir une croissance économique tout en consommant moins d’énergie ? Que nous enseigne l’histoire à ce sujet ?
  2. La croissance économique exponentielle de l’économie est-elle compatible avec les limites physiques de la Planète, comme le prétendent maints économistes néoclassiques ?
  3. Quel niveau de consommation faut-il atteindre pour permettre à un être humain de mener une vie digne ? Et au-delà, une consommation supplémentaire procure-t-elle un bonheur supplémentaire ?
  4. Quelles sont les racines profondes de la croissance continue de la consommation (et donc de la production et des revenus) ? Pourquoi faut-il toujours plus de PIB PIB Indicateur premier de (presque) toutes les politiques économiques, le Produit Intérieur Brut (PIB) représente (en terme monétaires) l’ensemble de la production, de la consommation ou des revenus, selon le point de vue adopté. (3% par an dit-on souvent) ? Faut-il regarder du côté du comportement individuel ou plutôt du côté du système de production et, au-delà, du modèle collectif d’organisation de la (des ?) société humaine ?

Il nous faut donc maintenant courageusement entreprendre un petit tour des questions d’économie.


[1Les combustibles fossiles représentent 85% de la consommation mondiale d’énergie et les émissions de CO2 qu’ils génèrent sont une cause majeure du réchauffement climatique.

[2La maladaptation est une stratégie dont les conséquences considérées comme néfastes sont supérieures aux bénéfices.

[3Voir par exemple le rapport de l’UKERK : Épuisement des
réserves mondiales de pétrole
.

[4Le volume du sous-sol concerné par un point de forage par fracturation hydraulique est fort modeste par comparaison avec celui d’un forage dans les champs pétroliers conventionnels. C’est la raison du très grand nombre de forages que cette technique nécessite.

[5Voir par exemple une analyse de Kjell Aleklett (ASPO) sur un des plus grands gisements de gaz de schistes des Étas-Unis (schistes de Barnett).

[6IPCC, ONU, Banque mondiale, climatologues, hommes politiques (Chirac, Blair), etc.

[7Voir par exemple notre simulation sur les énergies renouvelables ou le plan européen pour une diminution de 80% des émissions de CO2.

[8Il y a par exemple la méthode pour l’obtention de subsides européens par l’industrie.

[9Voir par exemple les travaux de Michael Dale sur une modélisation globale de l’énergie.

[10Le Parlement européen met un frein aux biocarburants, Le Nouvel Observateur du 11/9/2013.

[12Les problèmes de sécurité sont nombreux, une température de fonctionnement plus élevée (plutôt 800°C que 300°C), un fluide caloporteur plus complexe à manipuler (du sodium plutôt que de l’eau) ainsi qu’une toxicité très élevée du combustible (plutonium).

[13C’est la stratégie mise en avant par l’association Négawatt.

[14Si les véhicules d’aujourd’hui ne consomment pas beaucoup moins, c’est parce qu’ils sont plus lourds (sécurité oblige, objective autant que subjective, pour les conducteurs bien plus que pour les piétons et les cyclistes), plus puissants (pour de meilleures reprises et des ascensions plus aisées) et plus électrifiés (avec le fameux ’airco’). Par contre, le nombre de véhicules en circulation a explosé et le nombre de kilomètres parcourus annuellement par chaque véhicule ne cesse d’augmenter, aidé en cela par la construction d’équipements routiers nouveaux comme les autoroutes.

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