5G & Climat
Des opérateurs engagés pour notre futur
Embracing technology Embracing ambition
La 5G, un catalyseur
pour la réalisation des
objectifs climatiques
La 5G offre une efficacité énergétique 10 fois supérieure à celle de la 4G. Avec la même quantité d’énergie, la 5G peut transporter 10 fois plus de données.
L’augmentation initiale de la consommation énergétique du réseau de télécommunication mobile liée à l’augmentation des bandes de fréquences utilisées et de la densité du réseau, sera rapidement compensée par :
• L’optimalisation des antennes
• La mise en veille des antennes en cas de non-utilisation (la nuit, par exemple) ;
• La mise à jour des infrastructures de réseaux : le remplacement des anciens équipements, l’ajustement des configurations existantes et l’amélioration des systèmes de refroidissement ;
• L’amélioration de l’efficacité énergétique des systèmes MIMO (+50%
de consommation par rapport à la 4G en 2021, +25% en 2022, …)
1.
Dans les secteurs les plus énergivores, la 5G permettra de réduire beaucoup plus rapidement l’empreinte carbone. Alliée au développement de l’Internet des Objets et de l’intelligence artificielle, la 5G permettra d’assurer la crois- sance économique sans la croissance des émissions de CO2. L'étude GeSi global
#SMARTer2030
2montre que pour chaque augmentation de 5 % de l'accès aux technologies numériques, l'humanité peut réduire les émissions de CO2 de 1,6 %.
Comme la 2G, la 3G et la 4G avant elle, la 5ème génération de standards pour la téléphonie
mobile contribuera à l’amélioration de l’efficacité énergétique des réseaux de télécommunication mobile. Ses avantages technologiques en termes de rapidité, de débit et surtout, de nombre d’objets connectés, permettront de réduire l’empreinte
climatique des secteurs les plus énergivores comme l’industrie, le transport et l’immobilier résidentiel.
Intro
Quelle est l’empreinte carbone des secteurs
des télécommunications et du numérique ?
Le secteur des télécommunications est bien conscient des enjeux d’aujourd’hui, le changement climatique notamment, qui forcent toutes les industries à se réinventer et à trouver des solutions durables à court et moyen termes pour le bien des générations futures.
L’empreinte carbone
35 % 30%
20%
25%
10%
15%
0%
5%
% d’émissions de CO2 par secteur
en Belgique en 2018: % d’émissions de CO2
des secteurs numérique et des télécommunications:
Agriculture (2.0 Mt)
= 2,1978 %
Services commer- ciaux et publics (7 Mt)
= 7,6923 %
Résidentiel (16 Mt)
= 17,5824 %
Transport (25 Mt)
= 27,47251 %
Industrie (19 Mt)
= 20,8791 %
Producteurs d’électricité et
de chaleur (16 Mt)
= 17,5824 %
Autres industries énergétiques
(6.0 Mt)
= 6,5934 %
Télécom- munications
0,003 % Secteur
numérique 1,4 %
Sources : IEA, GSMA, ETNO
L’empreinte carbone
Le moteur de la consommation énergétique des réseaux de télécommunication est
le volume de données transportées. On considère que la plus grande part de l’augmentation du volume de données vient des services de streaming7. Au cours de ces derniers mois, le télétravail, le confinement, la digitalisation et d’autres évolutions liées au COVID-19 ont entraîné une explosion des demandes de streaming. Et cette croissance se poursuivra sans aucun doute dans le futur, ce qui rend nécessaire la mise à niveau continue des réseaux de télécommunication.
Si les entreprises de télécommunication peuvent conscientiser leurs clients sur le volume de données utilisées et rappeler que la « déconnexion » est totalement acceptable, on doit constater que le volume est surtout poussé par l’utilisation de services et d’applications devenus très populaires et répandus.
En tant que telle, la 5G devrait peu impacter cette tendance à la hausse du volume de données et les projections qui en sont faites8. On estime que la consommation de données sera multipliée par 5 dans les 5 prochaines années9.
35 % 40 % 45 %
30%
20%
25%
10%
15%
0%
5%
% de consommation d’électricité par secteur
Transport
2 % Commerces et services
publics 26 %
Industrie
43 % Résidentiel
22 % Agriculture et forêts
2 %
Secteur numérique
5 %
Télécommuni- cations
0,1 % Sources : IEA, ETNO
L’empreinte carbone du secteur des télécommunications est estimée à 0,003 %3 des émissions mondiales de CO2 (environ 55 Gtonnes)4. Ce chiffre peut paraître dérisoire à l’échelle mondiale, mais c’est oublier que des secteurs comme le transport, l’industrie et l’immobilier résidentiel, dans lesquels la 5G est susceptible de permettre des réductions d’émissions à grande échelle, en représentent plus de 65%.
L’empreinte carbone du secteur numérique dans son ensemble constitue quant à elle 1,4%5 des émissions globales de CO2. L’électricité représentant près de 80% de la consommation énergétique de ce secteur, son impact climatique est relativement limité et pourra être progressivement neutralisé grâce à l’utilisation croissante des énergies renouvelables.
En termes de consommation énergétique, le secteur du numérique représente environ 3 % de la consommation énergétique globale ou 5% si l’on considère uniquement l’électricité.
La consommation d’électricité des réseaux de télécommunication n’en constitue que 0,1%6.
Que fait le secteur
des télécommunications pour réduire son
empreinte climatique ?
Selon les données recueillies auprès des membres d’ETNO
(European Telecommunications Network Operators’ Association), le trafic de données a augmenté de 1.100 % entre 2010 et 2018, tandis que les émissions de carbone ont diminué de 40 % et que la consommation d'électricité n’a augmenté que d'environ 10 %.
Actions concrètes
1100
%Trafic de données
40
%Émissions de carbone
10
%Consommation d’électricité
2010 2018
Actions concrètes
On constate donc que les efforts d’optimisation des réseaux par les opérateurs européens ont permis une nette réduction de l’impact carbone et une nette décorrélation entre évolution des usages et augmentation de l’impact carbone.
Mieux encore, en Belgique, les opérateurs se sont engagés de longue date à augmenter leur part d’utilisation des énergies renouvelables et plusieurs d’entre eux sont déjà certifiés neutres en CO2 et voient leur consommation énergétique réduite d’année en année.
A côté de la 5G, qui attire toute l’attention aujourd’hui, les nouvelles versions des équipe- ments et des logiciels utilisés pour la mise à jour des réseaux fixes et mobiles sont en effet conçues afin d réduire davantage la consommation énergétique. Ainsi, par exemple, des compteurs intelligents sont utilisés pour la mise en œuvre ciblée de solutions d'efficacité énergétique limitant la consommation d’énergie.
Les opérateurs mènent aussi des projets de rationalisation des infrastructures qui contribuent à la diminution de la consommation énergétique des réseaux.
Par son efficacité énergétique 10 fois supérieure à la 4G, la 5G est un maillon essentiel de ces efforts d’optimalisation des réseaux. Avec la même quantité d’énergie, la 5G peut en effet transporter 10 fois plus de données.
Avec le déploiement de la 5G, l’augmentation initiale de la consommation énergétique du réseau de télécommunication mobile liée à l’augmentation des bandes de fréquences utilisées et de la densité du réseau, sera progressivement compensée par :
• L’optimalisation des antennes ;
• La mise en veille des antennes en cas de non-utilisation (la nuit, par exemple), réduisant ainsi l’impact énergétique ;
• La mise à jour des infrastructures de réseaux : le remplacement des anciens équipements, l’ajustement des configurations existantes et l’amélioration des systèmes de refroidissement ;
• L’amélioration de l’efficacité énergétique des systèmes « MIMO » propres à la 5G (+50%
de consommation par rapport à la 4G en 2021, +25% en 2022, …).
Actions concrètes
Compte tenu de l’utilisation des énergies renouvelables et de la part minime des ré- seaux de télécommunication dans l’empreinte climatique globale (0,003%), l’impact sur l’émission de CO2 est négligeable. Et, néan- moins, des efforts sont continuellement mis en place pour réduire une empreinte déjà minime.
L’analyse comparée de la consommation d’élec- tricité et du volume de données mobiles en Belgique ces dix dernières années (graphique) montre que l’augmentation exponentielle du volume de données liée à la 4G n’a pas augmen- té la consommation d’électricité. Au contraire, celle-ci a, dans son ensemble, diminué de 4 %.
Les politiques menées dans le domaine de la numérisation et de l’énergie ne doivent pas être considérées isolément mais s’inscrire dans une vision plus globale de la production et de l’approvisionnement énergétique.
Les objectifs du Green Deal imposeront en effet un basculement de la consommation énergétique des sources d’énergie polluantes vers les sources d’énergie renouvelable.
Afin de participer au nouvel objectif européen de réduction de 55% des émissions de CO2 pour 2030, les opérateurs veulent inclure les nouvelles générations de réseaux parmi les activités susceptibles de bénéficier des « financements verts » en matière de développement durable.
350.000 TB 105 TWh
300.000 TB 90TWh
200.000 TB 60 TWh
250.000 TB 75 TWh
100.000 TB 30 TWh
150.000 TB 45 TWh
0 TWh
50.000 TB 15 TWh
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
Le volume de données mobiles en terabytes La consommation d’éléctricité en TWh
Évolutions comparées de la consommation d’électricité et de données mobiles depuis 2010
Sources : IEA, IBPT
Des opérateurs transparents
et engagés pour le développement durable
Conscient des défis de demain liés au développement durable, Les opérateurs de télécommunications n’ont pas attendu le Green Deal pour adapter leurs pratiques et se fixer d’ambitieux objectifs en matière de développement durable, conformément au Pacte mondial et aux objectifs de développement durable des Nations Unies.
Développement durable
Les pratiques existantes couvrent un large éventail de sujets, tels que l'efficacité énergétique, l’analyse des émissions de CO2, l’utilisation de matériaux durables, la finance verte, la gestion éthique de la chaîne d'approvisionnement, la gouvernance d'entreprise durable, l’inclusion numérique et la transparence.
En tant que secteur, les opérateurs de télécommunications ont été pionniers en matière de transparence. Ils combattent depuis longtemps le « greenwashing » et réclament des critères de transparence pertinents et comparables de leurs données environnementales, s’appuyant sur les meilleures pratiques existantes.
Développement durable
À ce jour, plus de 50 opérateurs de téléphonie mobile, qui représentent ensemble environ deux tiers des connexions mobiles dans le monde, divulguent désormais de façon entièrement transparente leur impact climatique, leur consommation d’énergie et leurs émissions de gaz à effet de serre.
Depuis plusieurs années, les opérateurs belges publient eux aussi un rapport de développement durable qu'ils intègrent dans leur rapport annuel. Dans ce cadre, ils vont même plus loin que ce qu’impose la législation.
Ils font également évaluer et certifier leur programme de diminution des émissions de CO2 par des agences indépendantes nationales et internationales.
C’est ainsi que, depuis plusieurs années, ils développent, par exemple, de bonnes pratiques dans le domaine de l’économie circulaire.
Dans leurs politiques d’achat, ils appliquent des critères de sélection des fournisseurs
conformes aux critères de durabilité environnementale.
Grâce au recyclage et à la réutilisation de centaines de milliers de décodeurs et de modems, ils réduisent chaque année leur production de déchets. Ils multiplient aussi leurs actions pour la réduction des plastiques à usage unique et l’utilisation de matériaux biodégradables ou recyclables dans leurs points de vente.
Enfin, afin d’offrir une deuxième vie aux matériaux composant nos smartphones, les opérateurs ont lancé des opérations de récolte et de recyclage de grande ampleur.
Ils ont également anticipé la demande des consommateurs : personne ne sera obligé de remplacer son téléphone portable avec l’arrivée de la 5G. Celle-ci aura peu d’impact sur le cycle de renouvellement habituel.
Les smartphones actuels continueront à fonctionner tout à fait normalement encore pour de nombreuses années.
Recyclage et réutilisation des modems et décodeurs Critères de
durabilité environnementale
Réduction de la production de déchets
La 5G, un catalyseur de réduction indirecte des émissions
À ce titre, les technologies, et singulièrement la 5G, joueront un rôle de catalyseur. Il ressort de nombreuses études que l’usage des technologies numériques peut permettre
d'économiser jusqu’à 10 fois plus d'émissions de CO2 qu'elles n’en produisent d'ici 203010. Réduction des émissions
La capacité de transformation de la 5G dans d’autres
secteurs, à travers le développement de l’Internet des Objets
et de l’intelligence artificielle, fait d’elle une technologie
incontournable face aux objectifs climatiques ambitionnés
par la Commission européenne, objectifs pour lequel le
secteur de télécommunication veut montrer l’exemple.
Réduction des émissions
Energie
(-1,8 Gt)
• Réseaux électriques intelligents
• Intégration des énergies renouvelables
• optimalisation de la production et du stockage
Agriculture
(-2,0 Gt)
• Optimalisation du rendement des récoltes
• optimalisation de l’usage des ressources
Transport
(-3,6 Gt)
• Véhicules connectés
• Véhicules autonomes
• Mobility as a Service
Manufacturier
(-2,7 Gt)
• Efficacité énergétique
• Efficacité des matériaux
2020 2030
Émissions estimées
plus d’émissions économisées que
produites
10 x
Déjà actuellement, la GSMA11 a calculé que l'utilisation de la technologie mobile seule a permis une réduction globale des émissions d'environ 2 135 millions de tonnes de CO2 en 2018 grâce aux économies réalisées dans d’autres secteurs.
Une autre étude12 qui analyse les bénéfices des réseaux internet à large bande (notamment les possibilités de télétravail qu’ils offrent) sur les émissions de CO2 indique quant à elle que les gaz à effet de serre émis par les trajets domicile-travail représentent actuellement jusqu'à 668 kg de CO2 par navetteur et par an.
Ainsi, on évalue que les diminutions d’émissions rendues possibles dans les principaux secteurs tels que les transports, l'industrie manufacturière, l'agriculture et l'énergie ont le potentiel de réduire de 20 % les émissions mondiales de CO2 d'ici 203013.
Vers des applications
concrètes dans les secteurs les plus énergivores
De grands défis se profilent dans le domaine des villes intelligentes, de la mobilité ou encore de l’énergie pour répondre aux attentes en matière de réduction de notre empreinte climatique et de qualité de vie. A ces défis, la 5G apporte les fondations des solutions futures.
Applications concrètes
Véhicules connectés et autonomes, mobilité à la demande et multimodalité, capteurs de bruit et de qualité de l’air, éclairages, compteurs et réseaux d’énergies intelligents, maisons et immeubles connectés, nouveaux outils de collaboration et de travail à dis- tance... Les exemples d’applications qui amé- lioreront notre quotidien et contribueront à
des économies d’échelle en matière énergé- tique ne manquent pas. Elles transformeront nos villes, notre manière de nous déplacer, de travailler et d’utiliser nos ressources à l’avenir. Notre consommation énergétique basculera progressivement vers les sources d’énergie renouvelable, plus respectueuses de notre environnement.
Le transport représentant près de 30% des émissions de CO2, la transition énergétique et numérique dans ce secteur conduira à une réduction drastique de notre empreinte climatique. Seule la 5G, avec sa capacité incomparable à celle de la 4G en termes de nombre d’objets connectés simultanément, permettra de faire communiquer ensemble ces millions d’objets, véhicules, infrastruc- tures et capteurs, et de transformer nos usages dans le domaine de la mobilité.
Après le transport, l’industrie et le secteur résidentiel sont les émetteurs de CO2 les plus importants. Dans ces domaines aussi, l’amélioration de la connectivité liée à la 5G permettra le développement d’applications favorisant une utilisation plus rationnelle des ressources. La consommation énergétique des futurs immeubles intelligents sera opti- misée au moyen de capteurs qui adapteront automatiquement l’éclairage et la tempéra- ture en fonction de l’occupation.
Dans le secteur énergétique, la production et la distribution d’énergie renouvelable mais aussi la maintenance de ces infrastructures seront optimalisées grâce à l’intelligence arti- ficielle et au développement de l’Internet des Objets. Les millions de capteurs déployés dans les réseaux énergétiques seront reliés à des compteurs intelligents et permettront de maximiser en permanence l’usage des sources d’énergie renouvelable, intermit- tentes par nature.
Applications concrètes
Gestion du trafic
Télétravail
Réseaux intelligents
Immeubles et maisons intelligents
Véhicules connectés
Multimodalité
5 G
On entend souvent dire que la 5G n’est pas nécessaire et que toutes ces applications fonctionnent avec la 4G. En réalité, ce n’est pas tant chacune de ces applications prises isolément que leur somme qui rend incon- tournable la 5G. Le nombre d’objets simulta- nément connectés, véhicules, infrastructures routières, immeubles et compteurs intelli- gents, réseaux énergétiques, nécessite une technologie adaptée à ces nouvelles réalités.
Avec sa vitesse et son débit bien supérieurs à ceux de la 4G, la 5G se caractérise en effet par le nombre d’objets connectés qui peut atteindre 1.000.000 par km². La 4G pourrait atteindre une saturation en raison du nombre exponentiel d’objets connectés. La 5G anticipe cette situation et permettra à chaque utilisa- teur d’utiliser sans encombre les réseaux.
En ce compris les utilisateurs essentiels tel que les services de secours ou de sécurité.
Un peu partout en Belgique et en Europe apparaissent des projets pilotes pour faire de ces innovations les réalités de demain.
Envisager l’impact énergétique de la 5G indépendamment de son potentiel créateur sur le plan économique et de la diminution de l’empreinte climatique dans d’autres sec- teurs offre une vision biaisée de la réalité.
Les craintes concentrées et cristallisées autour du thème de la 5G reflètent des inquiétudes bien légitimes face aux transformations pro- fondes et rapides que favorisent les nouvelles technologies. Santé, hyper-connectivité, dé- sinformation... des réformes politiques sont certainement nécessaires pour répondre à ces enjeux. La question fondamentale est bien : « Quel monde voulons-nous demain ? » Pour y répondre, il faut retrouver confiance dans les progrès technologiques, se retourner et observer à quoi ressemblaient nos modes de vie il y a seulement 200 ans, ce qu’ont ap- porté les révolutions industrielles et techno- logiques précédentes. Et la question n’est plus alors « Voulons-nous de la 5G ? » mais plutôt,
« Qu’allons-nous faire avec la 5G ? ».
Applications concrètes
Conclusion
Références
1. IDATE, Green 5G – 5G’s energy savings strategies.
2. GeSI, Global E-Sustainability Initiative, ICT Solutions for 21st Century Challenges.
3. ETNO Position Paper, European Commission's public consultation on EU climate ambition for 2030 and for the design of certain climate and energy policies of the European Green Deal.
4. Cette estimation inclut le fonctionnement des réseaux mobiles, la fabrication des équipements des réseaux mobiles et la fabrication et l’utilisation des terminaux mobiles.
5. GSMA, Position paper on the Green Deal.
6. ETNO Position Paper, European Commission's public consultation on EU climate ambition for 2030 and for the design of certain climate and energy policies of the European Green Deal.
7. Ericsson, Streaming video to the extreme, Streaming video – from megabits to gigabytes.
8. Analysys Mason, Wireless traffic forecasts: 5G will make little difference to long-term trends.
9. Ericsson, Ericsson Mobility Report June 2020, Adapting to new realities.
10. Digital Europe, Digitalisation as key for a sustainable Europe. Our call to action for the EU's strategic agenda 2019-2024.
11. GSMA, Mobile Technologies Enabling Huge Carbon Reductions in Response to Climate Emergency.
12. Oxera for Liberty Global, 2019, p. 21., “Gigabit broadband: what does it mean for consumers and society?”.
13. Digital Europe, Digitalisation as key for a sustainable Europe. Our call to action for the EU's strategic agenda 2019-2024.
