Prospectives énergétiques à l horizon 2100

277 pages

Français

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Prospectives énergétiques à l'horizon 2100 , livre ebook

EDP Sciences - Jean-Louis Bobin

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Description

À l’heure actuelle où nos besoins énergétiques sont grandissants, le débat sur la transition énergétique et sur nos ressources disponibles reste ouvert.

L’actuel système énergétique de l’humanité, reposant à 80 % sur des fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel), présents en quantité limitée dans l’écorce terrestre et dont la combustion émet de grandes quantités de gaz à effet de serre, n’est pas durable. Il est destiné à subir au cours du XXIe siècle des modifications profondes.

Quelle sera son évolution ? Sans prétendre apporter une prévision qui aurait toute chance d’être démentie par les faits, cet ouvrage vise à dresser un tableau des options énergétiques telles qu’on peut les anticiper en ce début de siècle. L’éventail des possibles est assez étendu, mais les choix seront contraints par la limitation des ressources, par l’économie et par la nécessité de prévenir les atteintes à l’environnement entraînant notamment une menace de réchauffement climatique.

Ce livre présente les données et les tendances dans des domaines aussi variés que la démographie, l’exploitation des ressources, les réseaux de transport, le rythme des découvertes et des innovations… ainsi qu’une analyse des divers scénarios jusqu’à maintenant envisagés. Des technologies traditionnelles, émergentes ou encore embryonnaires aujourd’hui, des avancées substantielles en vue de l’efficacité énergétique pourraient apporter leur contribution à un développement de l’humanité compatible avec les contraintes environnementales.

Cet ouvrage se fonde sur les travaux de l’Atelier Énergie de l’association Prospective 2100.

Sujets

Techniques

Energie et Environnement

Energie & environnement

Sciences appliquées

Énergie

NRJ (Canada)

Sciences et techniques

Energies

Informations

Publié par	EDP Sciences
Date de parution	01 avril 2013
Nombre de lectures	0
EAN13	9782759809912
Langue	Français
Poids de l'ouvrage	6 Mo

Informations légales : prix de location à la page 0,4750€. Cette information est donnée uniquement à titre indicatif conformément à la législation en vigueur.

Extrait

InterSections

Prospectives énergétiques à l'horizon 2100 Données, contraintes et scénarios

Jean-Louis Bobin

Prospectives énergétiques à l’horizon 2100

Données, contraintes, scénarios

JeanLouis Bobin

Illustrations de couverture : Lawrence Livermore National Laboratory (photo à gauche).

Imprimé en France ISBN : 9782759808069

Tous droits de traduction, d’adaptation et de reproduction par tous procédés, réservés pour tous pays. La loi du 11 mars 1957 n’autorisant, aux termes des alinéas 2 et 3 de l’article 41, d’une part, que les « copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective », et d’autre part, que les analyses et les courtes citations dans un but d’exemple et d’illustration, « toute représentation intégrale, ou partielle, faite sans le consente er ment de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite » (alinéa 1 de l’article 40). Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles 425 et suivants du code pénal. © EDP Sciences 2013

Sommaire

Préface............................................................................................................Avantpropos.................................................................................................

7 9

Partie 1 Synthèse des travaux de l’atelier Énergie 2100........................ 13

Chapitre 1฀ •฀ Introduction........................................................................... 15

Chapitre 2฀rP฀•élbotimae฀quund’fue฀euqitégrenén฀ioitnsra฀tretu.................. 19 2.1 Projections de la demande ..................................................................... 19 2.2 Projections de l’offre .............................................................................. 21 2.3 Enjeux industriels, états et marchés........................................................ 22

Chapitre 3aF฀•฀d฀sruetcnoé’ovulit................................................................ 25 3.1 Impacts environnementaux et contrainte climatique.............................. 25 3.2 Maîtrise des stocks et des flux d’approvisionnement............................... 26 3.3 Les réponses technologiques .................................................................. 27 3.4 Acceptabilité sociétale ............................................................................ 27

Prospectives énergétiques à l’horizon 2100

3.5 3.6

Économie et coûts de l’énergie............................................................... 29 Vulnérabilités......................................................................................... 29

Chapitre 4฀•฀Horizon฀2050......................................................................... 31 4.1 Contexte................................................................................................ 31 4.2 Projections............................................................................................. 32

Chapitre 5r฀ou฀pesstPi•฀฀tcurts฀xiohc฀selg฀te฀lonts฀àuranmre......................... 37 5.1 Problématique de la demande énergétique ............................................. 37 5.2 Technologies : vers un menu à la carte ................................................... 38 5.3 Perturbations ......................................................................................... 39

Chapitre 6฀ •฀ Conclusion.............................................................................. 41

Partie 2 Données, contraintes, scénarios................................................. 43 Chapitre 7฀ •฀ Introduction........................................................................... 45 7.1 Énergie, développement, ruptures.......................................................... 45 7.2 Les grandes transitions........................................................................... 47 7.3 Ordres de grandeur................................................................................ 48 7.4 Les grands défis ..................................................................................... 48 7.5 Un peu de rétroprospective.................................................................... 50

Chapitre 8’Lné฀฀•฀etereig฀sou฀sesrces.............................................................55 8.1 Énergie et puissance............................................................................... 55 8.2 Flux et stocks......................................................................................... 58 8.3 Contenu énergétique des combustibles .................................................. 61 8.4 Ressources et réserves des énergies de stock : charbon, pétrole, gaz฀naturel,฀uranium฀et฀thorium............................................................ 63 8.5 Systèmes énergétiques............................................................................ 67 8.6 Les couloirs de l’énergie ......................................................................... 69

Chapitre 9giee฀d’éner฀tedamdnalitnoe฀•฀฀puPo.....37........................................ 9.1 Démographie......................................................................................... 73 9.2 Niveau de vie et demande d’énergie ....................................................... 77 9.3 Les grandes peurs................................................................................... 83

Chapitre 10te฀climatique฀aL฀•฀niartnoc..................................................78...... 10.1 Flux, effet de serre et climat ................................................................... 87 10.2฀Les฀gaz฀à฀effet฀de฀serre............19................................................................ 10.3฀Impacts฀environnementaux฀:฀des฀gaz฀à฀effet฀de฀serre฀aux฀températures... 96

Sommaire

Chapitre 11sess฀et฀cri•฀฀ndTeulovnoitecnaé฀,s....................................501........... 11.1 Substitution énergétique........................................................................ 105 11.2 Épuisement des ressources et piquisme .................................................. 109 11.3 L’activité économique et ses cycles ......................................................... 113 11.4 Décarbonisation : vers des ruptures inévitables ...................................... 117 11.5 Évolution du prix des hydrocarbures et crises......................................... 123 11.6 Les ingrédients d’une crise majeure en 20252030................................. 125

Chapitre 12฀L•฀coe฀฀฀฀:eitrap฀erèimerp฀050,ci฀2฀d’iiquelogocenhett฀tnxeles flux................................................................................... 127 12.1 Potentialités des énergies de flux : généralités ......................................... 127 12.2 Potentialités et limites de la biomasse..................................................... 129 12.3 Potentialité et limites des énergies solaires.............................................. 134 12.4 Les potentialités du vent ........................................................................ 139 12.5 Autres renouvelables .............................................................................. 141 12.6 Stockages ............................................................................................... 147 12.7 Gestion des énergies intermittentes........................................................ 153

Chapitre 13e฀฀Lntcoteexec฀tlonhqigod฀euici’฀2050,฀deuxième฀aptrei:฀฀฀฀• stocks, risques, vecteurs ......................................................... 159 13.1 Retour sur les potentialités des énergies chimiques fossiles ..................... 159 13.2 Les énergies nucléaires ........................................................................... 165 13.3 Analyse des risques relatifs aux différentes sources d’énergie................... 171 13.4 Le vecteur hydrogène............................................................................. 174 13.5 La mise en réseau................................................................................... 175

Chapitre 14l’étape฀2050฀:฀lgien฀s’dcaitnoe฀soiranécs฀tV฀•฀฀sre....................... 179 14.1 Une prospective dominée par les contraintes environnementales............ 179 14.2฀Offre฀et฀demande฀à฀l’horizon฀2050........................................................ 182 14.3 Les acteurs ............................................................................................. 184 14.4 De modestes tentatives pour répondre à la contrainte climatique........... 185 14.5 Une stratégie générale : les biseaux à la PacalaSokolow.......................... 189 14.6 Scénarios ............................................................................................... 193 14.7 Problèmes d’équité................................................................................. 205

Chapitre 15es฀et฀optionsgrei:฀c฀nortiatnené’l฀ed฀seuqitiol฀P฀•....................... 209 15.1 Maîtrise de l’énergie et des émissions à la production............................. 210 15.2 Maîtrise de l’énergie à la consommation ................................................ 214 15.3 Signaux prix .......................................................................................... 217 15.4 Robustesse et vulnérabilité des systèmes énergétiques............................. 222 15.5 Politiques européennes........................................................................... 224

Prospectives énergétiques à l’horizon 2100

15.6 Politiques de l’énergie en France ............................................................ 229 15.7 Programmes d’urgence (« crash programs ») ? ........................................ 231

Chapitre 16•฀elcèis฀ud฀éimoitnde฀seco฀La฀................................................... 233 16.1 Quelle transition énergétique ? .............................................................. 233 16.2 Les trajectoires de l’IIASA...................................................................... 235 e 16.3 Le XXI siècle, version écologiste ........................................................... 241 16.4 Nouvelles technologies nucléaires pour la fin du siècle ............................................................................... 242 16.5 Nouvelles technologies renouvelables pour la fin du siècle ............................................................................... 247 16.6 État de technologies pendant la seconde moitié du siècle ....................... 252 16.7 D’autres programmes d’urgence ? .......................................................... 257 16.8 Ingénierie climatique (« geoengineering ») : un ultime recours ? ................................................................................ 259

Chapitre 17฀seuqigolonhcets฀seonép฀res฀lurruoP฀฀•฀rulcnoc฀flRé:฀e฀฀snsioex e aux problèmes énergétiques du XXI siècle ............................ 263

Bibliographie................................................................................................. 267 Annexes.......................................................................................................... 269 Index.............................................................................................................. 273

Préface

«Assuronsnous bien du fait» écrivait Fontenelle en commençant son histoire des oracles. La prospective, qui a pris le relai du discours hésitant et putatif sur l’avenir a plus que jamais besoin de cet impérieux conseil. Dans une Europe incertaine et dépendante pour ses approvisionnements, où coexistent des politiques énergétiques si hétérogènes qu’elles en sont presque contradictoires, le retour aux faits est devenu une nécessité. Le groupe de travail animé par JeanLouis Bobin s’est assigné comme tâche d’écou ter dans chaque registre de l’énergie les meilleurs spécialistes et de livrer au public dans cet ouvrage une description des faits pertinents. L’abondance de la documen tation recueillie est telle qu’un second volume sera nécessaire pour compléter, dans lequel seront traitées les énergies renouvelables. La question énergétique a fait et fera encore l’objet de débats passionnés. Toutefois, un consensus se dégage au moins sur deux points : –premier฀le฀e฀èrobinc฀rag฀za฀rneosph’atmde฀lque฀ullop฀al฀euq฀tseeuen฀tlat฀฀eonti ont augmenté, du fait de l’activité humaine, dans des proportions telles que la poursuite de l’évolution actuelle risque de rendre la planète inhabitable et/ou d’engendrer des effondrements de la biosphère ;

Prospectives énergétiques à l’horizon 2100

– le second est qu’on ne peut espérer que le fonctionnement du marché, auquel certains semblent vouer un véritable culte, règle ce problème. Il n’y a pas non plus, comme on faisait semblant de le croire autrefois, des technique dominantes qui puissent prendre en charge l’essentiel des approvisionnements.

La sécurité demande une diversité, les choix raisonnables sont ceux du juste milieu, nécessaires pour équilibrer les risques. Telles sont les conclusions qu’illustre cet ouvrage.

Merci à JeanLouis Bobin et son groupe pour la qualité et l’ampleur de leur travail. Le sujet de l’énergie, trop souvent encombré de préjugés et de réactions affectives, méritait bien qu’on revienne aux faits.

Thierry GAUDIN Ingénieur Général honoraire des Mines Président fondateur de Prospective 2100

Avantpropos

par J.L. Bobin et L. Deschamps

1 « Prospective 2100 » a été fondée en 1995 par Thierry Gaudin, Ingénieur Général des Mines, ancien Directeur du Centre de Prospective et d’Évaluation du Ministère de la Recherche et de la Technologie. L’objet de cette association est de promouvoir la prospective auprès des décideurs et de sensibiliser l’opinion à la nécessité d’anti ciper l’avenir. L’activité est structurée en clubs autour de grands thèmes de réflexions comme l’énergie, le jardin planétaire, la communication, les programmes spatiaux, l’ensei gnement et la culture technique, la métrologie du quotidien, l’urbanisme, les cités marines, les utopies… Elle prend diverses formes : •฀des conférences du soir sur les technologies et les relations entre techniques et 2 société, et des débats sur la transition de civilisation ; •฀des travaux de groupes constitués en ateliers qui se réunissent de façon pério dique ou en séminaires (de 2 jours à une semaine) sur des programmes affichés (par exemple énergie, jardin planétaire ou cités marines).

1. http://www.2100.org/ 2. Cf. par exemplePour une société meilleure, Philippe J. Bernard, Thierry Gaudin Susan George, Stéphane฀Hessel,฀André฀Orléan,฀l’aube฀(2011).