Les projections de l’ETP sur les mix énergétiques et technologiques sont réalisées selon trois hypothèses d’évolution des émissions de gaz à effet de serre : un scénario de type business as usual, un scénario de stabilisation des émissions à 2050, intitulé
Act Map, et un scénario de division par deux des émissions, dénommés Blue Map. La biomasse figure dans ces trois scénarios
parmi les sources possibles d’énergie, et des projections sur les utilisations de la biomasse ont été réalisées et ventilées par type d’usage37.
L’utilisation de biomasse dans les transports varie d’un scénario à l’autre entre 70 et 600 Mtep environ (20 Mtep en 2005), l’utilisation pour la production de biomolécules entre 0 et 250 Mtep environ, et celle pour les nouveaux modes de production d’électricité et chaleur (hors usages « traditionnels ») de l’ordre de 500 à 800 Mtep selon les scénarios (120 Mtep en 2005)38. Fait marquant, ce dernier usage connait un essor particulièrement marqué, et ce dans les trois scénarios. Enfin, l’usage dit « traditionnel » de la biomasse (environ 900 Mtep en 2005) régresse dans les trois scénarios : il baisse d’un quart environ dans le scénario Baseline, il est divisé par deux dans le scénario Act Map et par trois dans le scénario Blue Map.
Figure 9 : Utilisation de la biomasse pour les transports, l'électricité et la chaleur, la chimie et les usages 'traditionnels' en 2050, d'après les Scénarios ETP 2008
(source : auteurs, d’après AIE, 2008)
Utilisation de la biomasse pour les transports, l'électricité et la chaleur, la chimie et les usages 'traditionnels' en 2050
d'après les Scénarios ETP 2008
0 500 1000 1500 2000 2500 2005 baseline 2050 Act map 2050 Blue map 2050 m il li o n s T E P biomolécules (chimie) production d'électricité et de chaleur
biocarburants pour les transports
biomasse "traditionnelle"
En appliquant les ordres de grandeurs relevés dans l’ETP 2008 aux hypothèses retenues dans les scénarios
VegA, les besoins en biomasse dans les scénarios ont été définis en rapprochant les scénarios élaborés des
scénarios de l’ETP : grossièrement, la quantification du scénario 1 s’inspire du scénario Baseline (business as
usual) de l’ETP, celle du scénario 2 du scénario Blue Map de l’ETP (sauf pour les biocarburants, qui se
développent peu dans le scénario 2 VegA). Le scénario 4 s’appuie sur les projections du scénario Act Map
de l’ETP ; le scénario 3 est quant à lui un croisement entre Act Map et Baseline.
37 Il convient de souligner que dans l’ETP 2008, l’usage de biomasse se développe particulièrement dans les scénarios les plus exigeants en termes de réduction des émissions de gaz à effet de serre. L’AIE a donc implicitement considéré que les nouvelles filières biomasse présentent un bilan GES positif. Aussi, les débats en cours sur le bilan GES de la production de biomasse n’ont donc pas été intégrés à la réflexion, et en particulier les émissions liées aux changements directs et indirects d’affectation des sols. Nous ne retiendrons donc ici que les ordres de grandeur d’utilisation de la biomasse, et prendrons en considération les bilans GES dans la suite du raisonnement.
38 Les projections d’utilisation de la biomasse de l’ETP 2008 ont été observées pour 3 postes : « power generation », « transportation biofuels » et « biofeedstocks ».
Quelques points marquants se dégagent de cette construction :
• les nouveaux usages pour la production d’électricité et de chaleur se développent dans tous
les scénarios (fidèlement aux projections de l’ETP 2008). C’est tout particulièrement le cas dans le
scénario 2, qui s’inspire du scénario Blue Map de l’ETP 2008 ;
• les usages dans le secteur des transports restent limités dans le scénario 1 (qui a été rapproché
du scénario business as usual ou Baseline de l’ETP 2008). En revanche, ils se développent de façon
importante dans les scénarios 3 et 4 (qui pour cet usage s’inspirent du scénario Act Map de l’ETP
2008) ;
•
enfin, l’hypothèse la plus importante sur l’usage de biomasse dans la chimie concerne le
scénario 2 (hypothèse d’une innovation de rupture dans ce secteur).
Pour les trois usages étudiés (qui ne comprennent pas les usages dits « traditionnels »), les hypothèses
d’utilisation de la biomasse pour les quatre scénarios à l’horizon 2050 sont les suivantes :
Figure 10 : Utilisations de la biomasse dans les scénarios VegA pour trois usages : production d’électricité et chaleur (hors usages ‘traditionnels’), de biocarburants et de
biomolécules (en millions de tep)
Utilisations de la biomasse dans les scénarios pour trois usages : production d'électricité, de biocarburants et de biomolécules
en millions de tep (Mtep)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
2005 scénario 1 scénario 2 scénario 3 scénario 4
Mtep
biochimie
électricité et chaleur issues de la biomasse
biocarburants
4.2.2. Traduction en surface requise pour la production de biomasse par scénario
(i) Méthode
Les quantités de biomasse par scénario ont été traduites en surfaces à mobiliser, sur la base d’hypothèses
de rendements énergétiques moyens par unité de surface (en tep/ha). Seuls les usages dans les
transports, pour la synthèse de biomolécules et les nouveaux modes de production d’électricité et
de chaleur sont pris en compte dans ces calculs. Les usages « traditionnels » de la biomasse n’ont pas
fait l’objet de simulation.
Rappelons-le, l’objet n’est pas ici de réaliser des simulations de nature prédictive sur les futures surfaces
dédiées à la biomasse, mais de raisonner de façon très globale et d’obtenir des ordres de grandeur
génériques « témoins » afin d’examiner la plausibilité des scénarios élaborés. De ce fait, des hypothèses
très schématiques sur le type de biomasse mobilisée et le type de transformation ont été faites pour réaliser
les calculs :
• pour les biocarburants, nous considérons que la biomasse est issue de cultures dédiées et de
résidus agricoles pour les scénarios 2, 3 et 4. Selon les scénarios ces biocarburants sont de
première et/ou seconde génération ;
• pour la production d’électricité et de chaleur, l’hypothèse est faite que la totalité de la biomasse est
issue de la culture de taillis à courte rotation ;
• Pour la production de biomolécules, un rendement de biocarburant de seconde génération a été
retenu.
Tableau 8 : Hypothèses de calcul des surfaces dédiées par usage
Scénario 1 Scénario 2 Scénario 3 Scénario 4
Biocarburants 1 ère génération Cultures dédiées 0,4 à 2 tep/ha 2ème génération, Cultures dédiées 1,5 tep/ha + 20% résidus agricoles (0,5 tep/ha)
1ère et 2ème génération Cultures dédiées + 20%
résidus
1ère et 2ème génération Cultures dédiées + 20%
résidus Bioélectricité
(et chaleur) {hyp. 100% TCR – 10tMS/ha - rendement de 40 à 70% (électricité, cogénération)}1,8 à 3 tep/ha
Chimie, biomolécules 1,5 tep/ha
La quantité d’énergie utilisée pour chaque usage (ou équivalent énergie pour les biomolécules) est
convertie en appliquant rétroactivement : 1/ un rendement énergétique moyen de transformation de la
biomasse (tep par tonne de matière sèche) et 2/ un rendement cultural moyen mondial par unité de
surface (tonne de matière sèche par hectare). En annexe 3 figurent le détail des rendements utilisés et les
sources bibliographiques dont ils sont extraits.
Enfin, élément important, les technologies et les rendements considérés sont ceux en vigueur
actuellement (productivité constante) de façon à prendre la mesure des marges de progression à
l’horizon 2050 vis-à-vis des technologies et des systèmes de production actuels.
(ii) Résultats des simulations : surfaces théoriques correspondant à la demande en
biomasse
Le tableau suivant présente les résultats de la traduction des demandes en biomasse en surfaces dédiées à
la production de biomasse par scénario :
Tableau 9 : Surfaces dédiées à la biomasse non alimentaire (biocarburants, électricité et chaleur, biomolécules) dans les scénarios.
Usage Biocarburants Bioélectricité-chaleur Biomolécules Total
Mtep Surfaces dédiées Mha
Surfaces collecte résidus
Mtep Surfaces Mha Mtep Surfaces Mha Mtep Surfaces Mha Surfaces collecte résidus
Scénario 1 70 35 à 175 - 600 200 à 335 50 35 720 270 à 545 -
Scénario 2 70 40 35 800 270 à 440 250 165 1120 475 à 645 35
Scénario 3 400 190 à 500 200 600 200 à 335 - - 1000 390 à 835 200
Scénario 4 400 190 à 500 200 700 230 à 390 50 35 1150 455 à 925 200