Economie du changement climatique : la boîte à outils

Jérôme Trotignon

Economie du changement climatique : la boîte à outils

Jérôme Trotignon

Economie du changement climatique : la boîte à

outils

• Les sigles à retenir• Les gaz à effet de serre• Les mesures et unités• Le lexique• Annexe

Les sigles à retenir (1)

• ACV Analyse du cycle de vie• CH4 Méthane• GES Gaz à effet de serre• GIEC Groupe intergouvernemental d’experts

sur le changement climatique• HFC HydroFluoroCarbures • IDH Indicateur de développement humain• LULUCF Land use, land-use change and forestry • N2O Protoxyde d’azote

Les sigles à retenir (2)• MOC Mise en œuvre conjointe• MDP Mécanisme de développement

propre• OMM Organisation météorologique

mondiale• PFC PerFluoroCarbures • PNAQ Plans nationaux d’allocation de

quotas• PPMV Parties par millions en volume• PRG Pouvoir de réchauffement global• REDD Reducing Emissions from

deforestation and degradation

Les sigles à retenir (3)

• SCEQE Système communautaire d’échange de quotas

d’émission• SF6 Hexafluorure de souffre • URE Unités de réduction d’émissions• URCE Unités de réduction certifiées

des émissions• URVE - Unités de réduction vérifiées des

émissions• UQA Unités de quantités attribuées

Les gaz à effet de serre

Qu’est-ce qu’un gaz à effet de serre (GES) ?

• Un gaz à effet de serre est un gaz présent dans l’atmosphère et qui intercepte les infrarouges émis par la surface terrestre

• On distingue les gaz à effet de serre existant à l’état naturel et ceux produits par l’homme (gaz industriels)

Les GES existant déjà à l’état naturel

• La vapeur d’eau (H20)

• Le gaz carbonique (CO2)

• Le méthane (CH4)

• Le protoxyde d'azote (N2O)

• L’Ozone (O3)

La vapeur d’eau (H2O)

• La vapeur d’eau est le principal responsable de l’effet de serre naturel

• Les émissions de vapeur d’eau dues aux activités humaines sont marginales

• Son temps de résidence dans l’atmosphère est de l’ordre de 9 jours et sa concentration est stable

Le dioxyde de carbone (CO2)

• Le gaz carbonique d’origine humaine est responsable de 55 % de l’effet de serre additionnel dû à l’homme

• Cet effet de serre anthropique provient principalement de la combustion des énergies fossiles, de certaines industries (comme celle du ciment) et de la déforestation

Le méthane (CH4)

• Le méthane est responsable d’environ 15 % de l’effet de serre anthropique

• Il se forme lorsqu’un composé organique (animal ou végétal) se décompose à l’abri de l’oxygène

• On le surnomme le « gaz des marais » et c’est aussi le principal composant du gaz naturel de nos cuisinières

Le protoxyde d'azote (N2O)

• Il est à l’origine d’environ 5 % de l’effet de serre anthropique

• Une partie des engrais (engrais azotés) est transformée par l’action des sols en N2O

• C’est aussi « le gaz hilarant »

L’Ozone (O3)

• L’ozone de la troposphère engendre environ 10 % de l’effet de serre anthropique

• C’est l'un des composants de la pollution locale et il provient indirectement de la combustion d'hydrocarbures

Les GES industriels

• Les halocarbures : les CFC (les chlorofluorocarbones) interdits par le Protocole de Montréal (1987), les perfluorocarbures (PFC) et les hydrofluorocarbures (HFC), utilisés dans l’industrie du froid

• L’hexafluorure de soufre (SF6), utilisé dans certaines applications électriques (transformateurs) et les doubles vitrages

Quels sont les 6 gaz couverts par le protocole de

Kyoto ?

• Le dioxyde de carbone• Le méthane• Le protoxyde d’azote• Les perfluorocarbures• Les hydrofluorocarbures• L’hexafluorure de soufre

Mesures et unités

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La formule du PRG relatif d’un gaz

Où : - F est le forçage radiatif (la quantité du rayonnement intercepté et renvoyé vers le sol) exprimé en watt par mètre carré - N est le nombre d’années égal à 100

Pouvoir de réchauffement global

(PRG)

• Le PRG relatif d’un GES est le rapport entre l’énergie renvoyée vers le sol en 100 ans par 1 kg du gaz et celle renvoyée en 100 ans par 1 kg de CO2

• Il dépend des capacités d’absorption et de renvoi des infrarouges, et des durées de vie respectives des gaz dans l’atmosphère

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Le PRG des 6 gaz de Kyoto à 20 et 100 ans

Source : GIEC Le PRG à 100 ans est synonyme de Tonne équivalent CO2

Exemple : le PRG du méthane

• Le PRG du méthane (CH4) est de 25 ; sa durée de vie dans l’atmosphère est de quelques années mais sa puissance radiative est relativement élevée

• Dit autrement, si l’on met 1 kg de méthane dans l'atmosphère aujourd'hui, on produira le même effet sur le siècle que si l’on émet 25 kg de CO2 au même moment

Equivalent CO2  

• L’unité « Equivalent CO2 »  est synonyme de PRG : elle correspond au poids de CO2 qui produit la même perturbation climatique que le poids du gaz considéré

• L’Equivalent CO2 du méthane est de 25, puisqu’il faut 25 tonnes de CO2 pour engendrer la même perturbation qu’une tonne de méthane

Equivalent carbone

• Par définition, un kg de CO2 vaut 0,2727 kg d‘ « équivalent carbone », c'est à dire le poids du carbone seul dans le composé « gaz carbonique »

• Pour les autres gaz, l'équivalent carbone est égal à : PRG x 0,2727

• Exemple : l’équivalent carbone du méthane est égale à : 25 x 0,2727 kg = 6,8 kg

PPM (parties par million)

• La ppmv (partie par million en volume) et la ppbv (partie par milliard en volume) servent à mesurer l’évolution de la concentration des gaz à effet de serre dans l’atmosphère

• La teneur atmosphérique en CO2 est ainsi de 379 ppmv en 2005 (379 molécules de CO2 pour un million de molécules contenues dans l’air), contre 280 ppmv en 1750

• La teneur atmosphérique en méthane est de 1774 ppbv en 2005 contre 715 ppbv en 1750

Tonne équivalent pétrole (TEP)

• La tonne équivalent pétrole (TEP) est une unité de mesure de l'énergie utilisée pour comparer et additionner les quantités d’énergie produites par différents combustibles

• Une TEP = 42 gigajoules = 11600 kWh, soit l’énergie dégagée sous forme de chaleur par la combustion d’une tonne de pétrole

• Une tonne d’un autre combustible dégagera plus ou moins de chaleur

• Ex. : 1 tonne d’essence = 44 gigajoules = 1,048 TEP

1 tonne de houille = 26 gigajoules = 0,619 TEP

Lexique

L’Albedo

• L’albedo est le rapport de l’énergie solaire réfléchie par une surface à l’énergie solaire incidente

• Il est compris entre 0 (corps noir parfait) et 1 (miroir parfait)

Annexe B du protocole de Kyoto et Annexe I de la CCNUCC

• Les pays de l’annexe B du Protocole de Kyoto sont ceux qui ont pris des engagements chiffrés de limitation ou de réduction des émissions par rapport à l’année 1990

• La liste se confond pratiquement avec celle de l’annexe I de la CCNUCC, composée des pays développés et des pays en transition vers l’économie de marché.

Chauffe-eau solaire

• Le solaire thermique ne produit pas d’électricité mais de la chaleur

• Grâce à de grands panneaux sombres dans lesquels circulent de l’eau, on récupère la chaleur du soleil

• Cela permet d’alimenter des chauffe-eau solaires

Energies primaires et énergies finales

• Les énergies que nous utilisons, et qui sont qualifiées de "finales", sont obtenues à partir des sources disponibles dans la nature, qui sont qualifiées de "primaires".

• L’essence, le butane, l’électricité, … sont des énergies finales

• Le pétrole, le charbon, le gaz naturel, la force du vent, le rayonnement du soleil … sont des énergies primaires

Energies renouvelables

• Une énergie est dite renouvelable lorsque sa source se renouvelle au moins aussi vite que son utilisation

• Elle provient du soleil, du vent, de la chaleur de la terre, des chutes d’eau, des marées ou encore de la croissance des végétaux, son exploitation n’engendrant pas ou peu de déchets et d’émissions polluantes

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Géothermie

- La géothermie est une science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre. Dans certaines roches et à certaines profondeurs circule de l’énergie, sous forme de vapeur et d’eau chaude.

- Les eaux sont collectées puis distribuées pour alimenter des réseaux de chauffage urbains. En France, 160 000 logements (Ile-de-France et Aquitaine) sont chauffés grâce à cette forme d’énergie.

- En Guadeloupe, une centrale de production d’électricité géothermique a été construite et permet d’alimenter le réseau électrique.

Le Peak oil ou Pic pétrolier

• Au niveau d’un puits, d’un champ pétrolier, d’une région, d’un pays, le peak oil désigne le maximum de la courbe qui retrace la production pétrolière au cours du temps

• Au niveau mondial, le peak oil correspond à l’année où la production mondiale plafonne(ra) (déjà atteint pour l’ASPO – Association for the study of peak oil, il le sera au cours de la décennie 2010 pour l’AIE - Agence internationale de l’énergie)

Photovoltaïque (effet)

• Décrit par le physicien français Antoine Becquerel, l’effet photovoltaïque est simple dans son principe

• Les panneaux solaires se composent de photopiles constituées de silicium, un matériau semi-conducteur qui abrite des électrons

• Excités par les rayons du soleil, les électrons entrent en mouvement et produisent de l’électricité

Troposphère et stratosphère

• La troposphère est la partie de l'atmosphère terrestre située entre la surface du globe et une altitude d'environ 8 à 15 kilomètres, selon la latitude et la saison

• La stratosphère est la seconde couche de l'atmosphère terrestre (jusqu’à 50 km), se situant au-dessus de la troposphère et sous la mésosphère

Unités de Quantités Attribuées (UQA)

• Les Unités de Quantités Attribuées (UQA) aux Etats de l’annexe B signataires du Protocole de Kyoto correspondent à leurs objectifs d’émission sur la période 2008-2012

Unités de Réduction Certifiés des Emissions

(URCE)

• Les Unités de Réduction Certifiées des Emissions (URCE) sont les crédits générés par la réduction d’une tonne d’émission de GES dans le cadre d’un projet MDP (Mécanisme de Développement Propre)

URCE temporaires

• Dans le domaine forestier, seuls les plantations d’arbres peuvent faire l’objet de crédits-MDP, à concurrence de 1 % maximum des émissions d’un Etat

• Compte-tenu des risques (incendie, …), des « URCE temporaires » sont délivrées : leur durée de vie est limitée à la durée de stockage du CO2 dans le bois

Unités de Réduction des Emissions (URE)

• Les Unités de Réduction des Emissions (URE) sont les crédits générés par la réduction d’une tonne d’émission de GES dans le cadre d’un projet MOC (Mise en Œuvre Conjointe)

ANNEXE

Compenser est-ce réduire ? (1)

• « Compenser » consiste à racheter tout ou partie de ses émissions de GES, sur une base volontaire, ou pour se mettre en conformité avec une règle (Kyoto)

• Quelle que soit sa forme (crédits volontaires, MDP ou MOC), la compensation n’engendre pas de réduction des émissions de GES

Compenser est-ce réduire ? (2)

• Les crédits achetés par la compensation volontaire ne font que neutraliser des émissions existantes

• Les crédits des projets MDP s’ajoutent au plafond de l’investisseur (ce qui est réduit au Sud augmente la capacité d’émission du Nord)

• Dans le cadre de la MOC, toute réduction s’ajoute aux capacités d’émission du pays d’origine de l’investissement et est déduite de celles du pays hôte