RECOMMANDATION N° 11 (Monde)
Mettre en place une politique d’investissement massive dans les énergies décarbonées, audelà du remplacement des modes de pro-duction actuellement utilisés, pour répondre aux nouveaux besoins des acteurs du transport à l’horizon 2050.
3.1. Besoins de production d’électricité décarbonnée
La production de carburants de synthèse présente de nombreux attraits : des intrants non limités (eau, air) et un impact CO2 proche de zéro. Cependant, ce procédé nécessite une quantité importante d’énergie électrique pour produire de l’hydrogène décarboné et capter du CO2 présent dans l’air ou émis par des unités industrielles. Pour assurer une réduction nette des émissions, cette énergie doit être produite à l’aide d’unités faiblement émettrices de CO2, telles que les énergies renouvelables (éolien, solaire, hydraulique) ou le nucléaire.
Illustrons cela en 2050, où les besoins énergétiques de l’ensemble des secteurs du transport pourraient s’élever à près de 55 000 TWh (soit ~4 800 Mtep).
Dans le scénario considéré (« décarbonation accélérée »), la pénétration des technologies alternatives (batterie électrique, hydrogène) est importante.
La disponibilité des biocarburants étant donnée (450 Mtep), les besoins en carburant résiduel peuvent être satisfaits soit par du kérosène conventionnel, soit par des carburants de synthèse (PtL). Nous choisissons de tenir compte d’un taux incompressible d’environ 6 % des besoins énergétiques couverts par les carburants fossiles (qui pourront faire l’objet de compensations). Le solde des besoins énergétiques est donc couvert par les carburants de synthèse (soit 17 000 TWh).
Comparaison du potentiel énergétique des biocarburants avec les besoins en carburant résiduels en 2050
Source : Analyses Archery Strategy Consulting.
Besoin en carburant (2050)
(scénario « décarbonation accélérée ») Potentiel en biocarburants (2050) 450 Mtep 2 200 Mtep
144 145
Le mix énergétique ainsi proposé permet de décarboner l’ensemble des trans-ports à hauteur de 90 %, ce qui est cohérent avec la proposition de l’ATAG dans le scénario considéré ici (Waypoint – scénario 3), et qui nécessite des mesures de compensation pour atteindre la neutralité carbone.
Les besoins en électricité nécessaires pour produire les carburants de syn-thèse viennent s’ajouter à ceux nécessaires pour la mise en œuvre des autres technologies de substitution décarbonées (électricité pour produire l’H2 et pour alimenter les batteries). Pour évaluer la production électrique nécessaire, il faut par ailleurs tenir compte du rendement des différents moyens de subs-titution aux carburants fossiles envisagés :
• La propulsion électrique d’un véhicule routier est particulièrement efficace et nécessite près de 50 % d’énergie primaire en moins que l’énergie contenue dans l’essence ;
Répartition des besoins énergétiques des transports en 2050 par type de carburant/solution
Source : Analyses Archery Strategy Consulting.
2050 2050
2018
7 100
TWh Énergie fossile 10 000 TWh
substituée par
Évolution des besoins en produits pétroliers pour les transports (2018 – 2050)
Vecteurs énergétiques alternatifs aux carburants fossiles en 2050
Mixes énergétiques en fonction du niveau attendu de décarbonation du secteur des transports par rapport à aujourd’hui
Source : Analyses Archery Strategy Consulting.
- 60 %
Niveau de décarbonation du secteur des transports par rapport à 2018 (%) Scénario
retenu intégrant 6 %
de compen-sation
146 147
• La propulsion H2/ammoniac pour le transport maritime est globalement équivalente en termes d’énergie (un peu plus dans le cas de la combustion directe de H2 comme pour le transport aérien, un peu moins dans le cas de l’utilisation d’une pile à combustible) ;
• Les carburants de synthèse sont utilisés dans les mêmes moteurs que les carburants fossiles, il n’y a donc pas de gain en termes de combustion, mais leur production est très énergivore, avec un rendement de production d’environ 40 %.
Ainsi, près de 56 000 TWh seront nécessaires en 2050 pour disposer des technologies de substitution aux carburants fossiles et fournir la même énergie. Sachant que la production mondiale d’électricité s’élève actuellement à près de 27 000 TWh, destinée principalement aux secteurs résidentiel, tertiaire et industriel, cela équivaut à tripler la production électrique mondiale annuelle actuelle (toutes choses égales par ailleurs).
Scénario retenu intégrant 6 %
de compen-sation
Production d’électricité nécessaire pour activer les technologies de substitution aux combustibles fossiles, en fonction du niveau attendu de décarbonation des transports par rapport à aujourd’hui
(Production d’électricité en TWh)
Source : Analyses Archery Strategy Consulting.
- 60 % - 50 %
- 40 % - 70 % - 80 % - 90 % - 100 %
Hydrogène / Ammoniac Batterie Carburant de synthèse
Niveau de décarbonation du secteur des transports par rapport à 2018 (%)
Production d’électricité nécessaire pour obtenir l’énergie associée aux technologies de substitution
Source : Analyses Archery Strategy Consulting.
Besoins en élec-trique inférieur à l’énergie
fossile substituée)
Rendement global dégradé
H2/
Ammoniac E-Fuel Besoins de production
148 149
En résumé, le recours aux carburants de synthèse pour compléter l’offre de technologies de substitution (batterie, H2) et de biocarburants est particu-lièrement énergivore, représentant près de 75 % des nouveaux besoins en électricité (~42 000 TWh sur ~56 000 TWh). Par ailleurs, la décarbonation du transport aérien sera plus énergivore comparativement aux autres secteurs du transport (route notamment) : les efforts visant à développer les carbu-rants de synthèse (via le procédé PtL) comme solution à la décarbonation de l’aviation pourraient donc être considérés soit comme un motif de plus pour accélérer les investissements dans des capacités supplémentaires de production d’électricité (renouvelable ou à faible émission de carbone), soit comme un usager de la ressource moins important que les autres modes de transport et utilisateurs.
3.2. Moyens de production
La production d’environ 56 000 TWh d’électricité supplémentaire en 2050 pour décarboner l’ensemble des transports dans le monde en ayant recours à des SAF et des technologies alternatives (batterie, H2) équivaut à la production d’électricité de près de 15 millions d’éoliennes ou de 10 000 unités nucléaires de puissance équivalente à la moyenne du parc installé en 2019.
Pour le seul transport aérien, cela représenterait près de 3,3 millions d’éo-liennes ou 2 100 nouvelles tranches nucléaires.
Selon la technologie choisie et les hypothèses de décroissance des coûts de production, le coût du système électrique nécessaire pour produire 56 000 TWh varie énormément.
106 Estimations basées sur la production 2019 de la base installée.
21 %
38 % 20 %
21 %
12 00 0 Twh
21 000 Twh 12 0
00 Twh 11 000 Twh
Besoin de production électrique additionnelle pour les transports en 2050
~56 000 TWh
Illustration des moyens de production électrique supplémentaires requis pour la décarbonation des transports
Transport Routier PAX Transport Routier Marchandises Transport Aérien Transport Maritime
Source : Analyses Archery Strategy Consulting.
Tous modes
Équivalent de production à horizon 2050 106
~15 000 000
~3 300 000
~10 000
~2 100 ou
Aérien ou
150 151
Il y a lieu dès à présent de réexaminer notre système de production d’élec-tricité à la lumière de ce défi énergétique et d’investir en conséquence en anticipant suffisamment les besoins futurs. Les niveaux d’investissement nécessaires sont vertigineux, et de l’ordre de 1 000 milliards de dollars par an.
Comparé au niveau historique d’investissement dans le secteur pétrolier (près de 500 milliards de dollars par an), ce montant semble toutefois accessible si des politiques très volontaristes sont mises en place.