La transition énergétique, c’est compliqué

Nous republions ici un article très complet d’Yves de Montenay initialement publié dans Contrepoints du 5/3/23

L’Homme est adaptable et a surmonté bien des défis depuis toujours. Il pourra surmonter celui-ci si on le laisse s’organiser librement.

On parle beaucoup de la transition énergétique mais beaucoup ignorent les problèmes pratiques qu’elle va poser. Limites des énergies renouvelables, rôle du nucléaire, lutte contre les émissions de méthane, approvisionnements en métaux et impacts géopolitiques sont autant de problèmes qui restent à résoudre !

Qu’est-ce que la transition énergétique ?

C’est le passage du charbon et du pétrole aux énergies renouvelables que sont la biomasse, l’hydraulique, le solaire et les éoliennes. Vous remarquerez que je n’ai pas parlé du bois, du gaz et pour l’instant, du nucléaire dont le rôle est controversé. Je vise l’ensemble de la planète, même si je vais privilégier des exemples français qui nous intéressent directement.

Cette transition s’inscrit dans l’idéal d’une transition écologique qui intégrerait des questions se recoupant largement : la biodiversité, les risques sanitaires, la fiscalité écologique et une éventuelle gouvernance environnementale.

Quels besoins en énergies renouvelables ?

Les énergies renouvelables ne sont pas nouvelles, la Hollande avait déjà l’équivalent d’un réacteur nucléaire au Moyen Âge avec ses moulins à vent, et le bateau à voile est encore plus ancien.

Mais on a changé d’ordre de grandeur : entre 1900 et 2000 la consommation d’énergie a presque été multipliée par dix. En 2018, selon l’Agence Internationale de l’Energie, cette énergie était à 81 % d’origine fossile.

Or l’objectif de la transition est théoriquement de faire disparaître ces sources fossiles, à une échéance variable selon les pays. On voit l’ampleur de la tâche !

L’électrification sans pétrole ni charbon

On estime que cette transition doit se faire en généralisant l’électrification qui a commencé il y a en gros 150 ans, mais qui ne gagne que progressivement l’ensemble des activités économiques.

Par exemple, en sidérurgie le four électrique est relativement récent : si le premier date du début du XXe siècle, ce n’est qu’en 1990 qu’il est utilisé pour la masse des « produits plats minces », et au début des années 2000 il ne participait qu’à 50 % de la production mondiale d’acier.

Dans les tâches administratives, le traitement numérique ne remplace le papier que depuis quelques années et le processus est loin d’être terminé. Dans un premier temps c’est le traitement puis le classement des documents qui ont été « électrifiés », mais les imprimantes « crachaient » des tonnes de documents. Ce n’est que maintenant que l’on remplace peu à peu les documents eux-mêmes, par exemple en remplaçant les chèques par des virements ou des paiements par carte.

Or l’électricité est d’un emploi très souple : on la branche ou la débranche. Contrairement à la combustion, elle est instantanément modulable et parfois même réversible : le métro qui freine renvoie de l’électricité dans le réseau. Pour les automobiles, cela recharge même les batteries.

Toutes ces qualités augmentent considérablement les rendements chez l’utilisateur.

Après l’utilisateur, voyons le producteur. Pour atteindre la neutralité carbone, il faudra augmenter la production électrique de 60 % d’ici 2050, en se passant du gaz et du charbon. Sauf qu’aujourd’hui, on ne voit pas bien comment !

Le problème est d’autant plus compliqué que l’éolien et les solaires sont intermittents et de façon imprévisible à chaque minute : un coup de vent, un nuage etc.

Des énergies intermittentes qu’il faut pouvoir stocker

Pour faire face à l’intermittence, il faut donc :

  • soit une production compensatrice pilotable et très souple, comme l’hydraulique ou les centrales à gaz et une production de base, comme le nucléaire ;
  • soit régulariser l’intermittence à la source par des batteries.

 

C’est un problème nouveau et important. S’il est très facile et peu coûteux de stocker du charbon et que le stockage du pétrole, du gaz et de l’uranium, sans être aussi simple, est également bon marché et bien rodé, ce n’est pas le cas de l’électricité.

À l’échelle des besoins envisagés, les batteries sont aujourd’hui en quantité négligeable : pour vous donner une idée, si on reliait entre elles toutes les batteries qui existent aujourd’hui, y compris celles des voitures, on ne pourrait faire face à un creux de la production intermittente française que pendant quelques minutes !

Un point rapide sur les batteries

Il faudra donc des batteries beaucoup plus puissantes et bien meilleur marché qu’aujourd’hui. La recherche avance mais c’est loin d’être résolu.

En effet, si les progrès scientifiques et techniques ont fait chuter le prix des batteries de 682 euros le kWh en 2013 à 141 euros en 2022, la demande de stockage est, elle, estimée à de 2900 GWh en 2030, contre 600 GWh en 2020.

Pour produire ces batteries, il faudrait investir 1200 milliards de dollars d’ici 2030. Cela a commencé avec la multiplication des projets de giga factories (usines géantes). Par exemple, trois sont prévues dans les seuls Hauts-de-France, dont au moins une avec le soutien de l’Union européenne.

La recherche scientifique continue. Saft, par exemple, cherche à créer des batteries « solides » dans lesquelles l’électrolyte n’est plus un liquide mais un matériau dur devant permettre de doubler la densité énergétique.

La filière de recyclage devra suivre. Les batteries usagées seront une ressource stratégique qu’il sera nécessaire de recycler correctement afin de récupérer leurs précieux matériaux.

On voit que nous sommes très loin d’avoir réponse à tous ces enjeux et, en attendant, le nucléaire fait son grand retour.

Le nucléaire a tout pour séduire

Le principal avantage du nucléaire est de n’émettre quasiment pas de gaz à effet de serre. C’est même le plus efficace « du berceau à la tombe », c’est-à-dire de la construction à la démolition comprise. Il est en effet pour cela un peu meilleur que l’éolien et le solaire, très loin devant les centrales au gaz et encore plus loin devant celles au charbon ou au fioul.

Par ailleurs, il s’insère parfaitement dans les infrastructures actuelles : routes, réseaux électriques… ce qui n’est pas le cas de l’éolien et pas souvent celui du solaire.

En France, le nucléaire a été victime des zigzags politiques. Après un démarrage spectaculaire et un fonctionnement sans accident, le compromis politique avec les écologistes a mené à l’arrêt des constructions et la perte de la main-d’œuvre qualifiée. Aujourd’hui le consensus a changé de sens et le gouvernement annonce la construction de 6 nouveaux réacteurs et d’une quinzaine de petits réacteurs modulaires dont la technologie est encore loin d’être rôdée.

L’Allemagne et la Belgique sont aujourd’hui très embarrassées par la fermeture de la majorité de leurs centrales depuis 2015, sous l’influence du parti des Verts, et tergiversent maintenant pour ne pas fermer les dernières.

À l’inverse, le Royaume-Uni prévoit huit nouveaux réacteurs et la Pologne, pays où le charbon est roi, vient de se tourner elle aussi vers le nucléaire.

Le nucléaire : pourquoi tant de haine ?

Que reproche-t-on donc au nucléaire qui explique ce coup d’arrêt particulièrement dévastateur en Europe et au Japon ?

Il y a d’abord la crainte de la radioactivité : depuis le bombardement d’Hiroshima et de Nagasaki en 1945, on sait qu’elle est invisible mais dévastatrice. C’est toutefois très exagéré car ce n’est vrai qu’en cas de bombardement ou de destruction d’une centrale.

Tout le monde oublie que le granit est légèrement radioactif et que les habitants, Bretons par exemple, vivent en bonne santé depuis des siècles dans cette radioactivité légère.

Et les accidents ont tous été maîtrisés à temps sauf deux : Tchernobyl et Fukushima. Le premier est plutôt « un accident communiste » comme il y en a eu de très nombreux en URSS dans d’autres domaines polluants. Ils proviennent à mon avis de l’absence de démocratie qui permet à des responsables locaux de prendre des risques qui ne seraient pas tolérés en Occident. Quant à Fukushima, la mise hors service des réacteurs n’a fait aucune victime, les seules provenant du tsunami et non de la centrale.

Si on pense aux déchets, il s’agit de tous petits volumes qui semblent sécurisés une fois traités et enterrés mais pour lesquels on agite une éventuelle radioactivité qui ne serait pourtant que du niveau de celle de la Bretagne.

Plus sérieux est le problème des besoins en eau auxquels il faudra être plus attentif que par le passé, si le réchauffement climatique entraîne des sécheresses régulières, comme en France en 2023.

Enfin, on évoque parfois de possibles difficultés d’approvisionnement en uranium. Pour la France, il provient aujourd’hui du Niger et du Kazakhstan. Mais d’autres mines sont possibles et surtout le nucléaire en requiert de très faibles volumes et permet le stockage de combustible pour de très longues durées à proximité des centrales.

Je pense donc que les campagnes antinucléaires des écologistes sont contre-productives, y compris pour leurs propres objectifs.

Voyons maintenant un point sur lequel tout le monde semble d’accord : économiser l’énergie.

Les nécessaires économies d’énergie

C’était mon ancien métier et j’ai pu constater l’importance des gaspillages jusqu’au choc pétrolier de 1974, gaspillages que notre entreprise pouvait limiter assez facilement pour peu que le client, en général dans le tertiaire, délègue la gestion de l’énergie à des professionnels.

L’envolée du prix du pétrole de 1974 a sensibilisé tous les acteurs comme on peut le constater en regardant la diminution de la taille des fenêtres pour les immeubles conçus après cette date. Depuis la guerre en Ukraine, les craintes de pénuries sensibilisent de nouveau le grand public.

La tendance actuelle est de fonctionner autant que possible en circuit fermé, c’est-à-dire en utilisant la chaleur et les déchets qui étaient jusqu’à présent rejetés à l’extérieur. On gagne sur les deux tableaux, l’énergie et la matière.

Les cimenteries l’ont fait depuis déjà longtemps et cela gagne ensemble du secteur industriel. Même le bâtiment commence à recycler les gravats à grande échelle pour les intégrer dans le béton.

Les subventions énergétiques

De nombreux pays subventionnent le pétrole comme l’Arabie Saoudite, l’Égypte ou même récemment la France avec le bouclier tarifaire. C’est évidemment économiquement tout à fait opposé à la transition énergétique mais beaucoup de pays restent bloqués dans cette politique par crainte de leurs électeurs dans les démocraties et par crainte d’émeutes et de guerre civile ailleurs.

D’un point de vue purement technique, il vaudrait mieux distribuer les mêmes sommes à des pauvres  plutôt que de subventionner un produit. Il est probable que se mettraient alors spontanément en place des solutions moins énergivores, et que l’on verrait moins souvent gaspiller un produit noble, le carburant, pour promener une tonne d’acier autour d’un humain de 80 kg.

Remarquons que le raisonnement vaut aussi pour les transports en commun qui sont extraordinairement économes… quand ils sont pleins, ce qui est très variable d’un lieu à l’autre et d’une heure à l’autre.

Rénover pour économiser ?

Les bâtiments et infrastructures avec 20 % des émissions sont dans le collimateur. Mais si les logements neufs sont maintenant de bonne qualité environnementale, il reste un stock considérable de logements anciens difficilement isolables et une partie des aides publiques risque d’être gaspillée.

Le calcul purement énergétique montre la grande efficacité des pompes à chaleur mais leur installation se heurte à des problèmes techniques ou de voisinage, notamment dans les appartements anciens.

L’autoproduction

Avoir ses propres panneaux solaires ou tout autre solution technique, chez l’utilisateur industriel, tertiaire ou particulier est à la mode depuis que son rendement financier, qui n’était pas extraordinaire, devient très intéressant dans le contexte actuel d’augmentation du prix de l’électricité, voire de pénurie.

Outre le rendement, qui dépend bien sûr du prix de l’alternative, le principal argument est que cela rend le propriétaire très conscient de sa consommation d’énergie et qu’il trouve donc mille occasions d’en économiser. Accessoirement cela évite les pertes en réseau qui sont quand même de 2 à 3 %.

Réussir la transition énergétique suppose également de régler le problème des émissions de méthane.

Le méthane pire que le CO2

(NDLR : nous sommes en désaccord avec ce paragraphe : le méthane est sans importance car sa bande d’absorption radiative est noyée dans celle de la vapeur d’eau, qui est déjà totalement opaque aux IR terrestres : voir Contribution du méthane à l’effet de serre)

Le méthane, plus connu sous le nom de gaz naturel, a deux sources principales : la décomposition des matières organiques, que je vais symboliser ici par « la viande » et l’organisation actuelle de l’industrie pétrolière (le « gaz fatal » issu de l’extraction). Ce gaz serait 28 fois plus nuisible que le CO2. En réduire sa diffusion dans l’atmosphère permettrait donc de retarder la hausse des températures, laissant à l’économie le temps de généraliser les autres solutions.

Allons-nous tous devenir végétariens ?

La consommation de viande et notamment de la viande de bœuf a des effets massifs sur la planète. Pour nourrir les animaux, il faut en effet d’énormes surfaces de maïs qui nécessitent beaucoup d’eau, et de culture du soja, cause de déforestation notamment au Brésil.

S’y ajoute l’énergie nécessaire au transport de cette nourriture et surtout, ce qui a frappé le public, le fait que les bovins produisent massivement du méthane en ruminant.

D’où une série de réactions, qui vont de « la vache verte » à l’alimentation végétarienne.

« La vache verte » est la grande vedette de l’actuel Salon de l’Agriculture. Chacun expose sa méthode : maîtrise des périodes de vêlage (la naissance des veaux), le pâturage traditionnel, qui est bon pour le sol et diminue les besoins en maïs et soja etc.

Bien sûr, il s’agit d’une réaction de défense des éleveurs devant une action plus radicale qui serait de ne plus manger de viande ou de la remplacer par de la viande synthétique ou de la viande végétale.

La viande synthétique par élevage en laboratoire des cellules animales présente l’avantage psychologique d’être « une vraie viande ». Mais elle nécessite des installations compliquées, telles que des laboratoires aseptisés, ainsi que la production de milieux de cultures cellulaires. On ne sait pas aujourd’hui si ces procédés seront industrialisables à des coûts acceptables, ni quelle pollution leur fabrication pourrait générer.

Par contre, la viande végétale, qu’il est interdit d’appeler « viande » en magasin, a une production et une commercialisation en croissance rapide. Il s’agit de protéines végétales, soja par exemple, agrémentées d’autres végétaux pour lui donner une apparence, une texture et un goût aussi proche que possible de la viande. Ce sera probablement une des révolutions des prochaines années.

L’industrie pétrolière en flammes

Dans les périodes d’énergie chère, nous avons tous été frappés par les torchères, ces grandes flammes qui surplombent beaucoup de puits de pétrole. Les pétroliers l’expliquent par des raisons économiques, comme la difficulté d’envoyer ce gaz dans un réseau, et pour des raisons chimiques : produire du CO2 est moins nuisible à l’environnement que de laisser fuir du méthane.

C’est évidemment de moins en moins tolérable lorsque le gaz devient très demandé comme aujourd’hui. Il y a donc des pressions et un contrôle croissant, notamment de la part de la Banque mondiale.

Le résultat est prévisible : les pays démocratiques où l’information circule bien font des progrès, comme les États-Unis, tandis que les autres, comme la Chine, la Russie et le Venezuela ne réagissent pas.

Et pour tout compliquer, la transition pose de nombreux problèmes géopolitiques.

De la géopolitique du pétrole aux conflits miniers

Les mines nécessaires à tous les besoins exposés plus haut doivent bien se trouver quelque part, et ce « quelque part » pose des questions géopolitiques. De même pour la pollution qui provient surtout de certains pays, mais gêne tout le monde.

La production électrique par l’éolien et le solaire demande des batteries, des panneaux, des pales, des socles en béton, parfois des routes, des interfaces informatiques… Donc de grandes quantités de matériaux, dont le fer, le cuivre, le lithium, le cobalt, le tungstène… L’Agence Internationale de l’Énergie estime ainsi que la production de métaux rares devra être multipliée par 4 à 6 d’ici 2040 pour rester dans le cadre des accords de Paris.

Or ces matériaux sont très inégalement répartis sur la Terre. Par exemple, en 2019, la Chine et la République démocratique du Congo produisaient 60 % du cobalt et des terres rares, et une grande partie du lithium mondial vient du Chili et accessoirement d’Argentine et de Bolivie.

Sachant ce qui s’est passé en géopolitique du fait du pétrole, on peut imaginer le pire, qui a d’ailleurs commencé dans l’est de la République démocratique du Congo, avec des guerres civiles à soubassement international pour le contrôle des mines.

Certes de nouvelles découvertes sont possibles, notamment, paraît-il, en France… mais les mêmes écologistes qui réclament ces matériaux pour les énergies renouvelables sont opposés à l’ouverture de mines qui porteraient atteinte à l’environnement local.

Remplacer la pollution actuelle par d’autres ?

Et puis, les énergies renouvelables émettent elle aussi du CO2 lors de leur construction et leur démolition.

Les panneaux solaires nécessitent du silicium (donc des mines) et de l’énergie, actuellement carbonée.

Les éoliennes nécessitent des « terres rares » et du béton. Les pales ne sont pas recyclables. Et puis nous avons vu que l’intermittence implique de disposer aussi de centrales à charbon ou à gaz : malgré son énorme équipement en solaire et surtout en éolien l’Allemagne émet plus de CO2 que jamais du fait des centrales à charbon remplaçant le nucléaire.

Un nouveau clivage Nord-Sud

La COP 27 a acté la création d’un fonds pour compenser des dommages que le réchauffement climatique inflige aux pays du Sud alors qu’ils n’en sont pas responsables. Par ailleurs les pays du Sud souhaitent continuer à explorer et exploiter le pétrole, le gaz et le charbon :

« Les pays développés nous font la morale mais ils ne sont pas dans la même situation que nous, qui devons d’abord nous développer ».

C’est compréhensible mais un peu hypocrite de la part des dirigeants du Sud. En effet l’argent provenant de l’exploitation de l’or noir a souvent profité à une élite politique corrompue et non au développement.

Il vaudrait donc mieux utiliser les moyens financiers et humains de la recherche et du développement des énergies fossiles en développant les énergies renouvelables, le solaire et l’hydraulique qui ont un grand potentiel en Afrique.

Mais au sud l’intérêt des peuples n’est pas celui des gouvernements. Ces derniers ouvrent leur porte à la Chine et à la Russie pour se protéger de leurs propres peuples et continuer leur prédation, notamment sur les recettes pétrolières.

Le poids de Chine et de l’Inde

L’Inde, le plus grand des pays du sud, mène une politique énergétique tous azimuts, ce qui en pratique signifie une consommation croissante de charbon. Par ailleurs, avec d’autres pays d’Asie, elle est à la fois auteur et victime de la tradition qui consiste à brûler les résidus de récolte. De ce fait, la ville de New Delhi suffoque chaque année. Son cas est médiatisé mais c’est aussi celui de régions entières de cette partie du monde, et en plus dilué celui de l’ensemble de la planète.

Ces deux sources de pollution serviront sûrement de marchandage dans des négociations internationales.

La Chine est le principal pollueur annuel, et de très loin, bien qu’elle accuse États-Unis qui le sont en cumulé depuis environ 150 ans, ce qui n’est pas le problème d’aujourd’hui.

Comme l’Inde, la Chine mène une politiques tous azimuts avec un développement rapide du nucléaire, mais c’est d’abord la consommation de charbon qui continue d’augmenter. Là aussi, on peut prévoir des échanges musclés, l’Occident réclamant que ses efforts ne soient pas annulés par l’usage chinois du charbon !

Or tout ce qui touche la Chine ébranle le monde. Napoléon l’avait déjà prédit.

Finalement les énergies fossiles sont là pour longtemps

Ainsi, malgré l’urgence de la situation et la nécessité de réaliser la transition énergétique, notre dépendance aux énergies fossiles va durer longtemps.

D’abord, la demande énergétique mondiale continue de croître, non comme les écologistes nous le répètent, en raison de la croissance démographique mondiale qui n’existe plus en dehors de l’Afrique subsaharienne, mais par le développement du Sud et de la Chine, que les intéressés ne veulent surtout pas arrêter.

De plus, des énergies fossiles bénéficient des infrastructures existantes qui ont été conçues pour elles : centrales électriques, réseaux de transports, etc. De même, il est plus simple d’acheter du charbon et de le brûler dans des centrales bien rodées que de mettre en place des systèmes de production d’énergies renouvelables, très demandeurs en composants de haute technologie.

Enfin, les énergies fossiles restent encore compétitives avec des chaînes d’approvisionnement efficaces et de nombreux acteurs installés depuis des décennies.

Cela pourrait changer côté pétrole avec la disparition des gisements « faciles ». Par contre les réserves de gaz et de charbon sont très abondantes et très tentantes.

Compte tenu de tout cela, et selon l’Agence Internationale de l’Énergie, les émissions de carbone liées à l’énergie pourraient atteindre leur pic en 2025, à 37 milliards de tonnes par an, pour baisser progressivement jusqu’à 32 milliards de tonnes annuelles en 2050. Ce qui signifie que la transition sera alors à peine amorcée !

On comprend pourquoi de plus en plus d’économistes parlent d’adaptation à la hausse des températures d’autant que cette prévision ne prend pas en compte les éventuelles erreurs économiques futures des politiciens, comme l’arrêt du nucléaire en Allemagne et en Belgique.

Donc, contrairement à certains politiques écologistes, je fais plutôt confiance à l’évolution technique et à sa mise en place par le marché qu’à des décisions gouvernementales arbitraires qui peuvent se révéler catastrophiques.

Certes, on estime indispensable le rôle des États pour limiter les dérives des entreprises. Je pense que c’est plutôt le problème inverse qui se pose, l’entreprise étant une communauté humaine qui ne peut ignorer les convictions de ses actionnaires, de son personnel, de ses cadres, et surtout de ses clients.

L’Homme est adaptable et a surmonté bien des défis depuis toujours. Il pourra surmonter celui-ci si on le laisse s’organiser librement.

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