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sobriété, efficacité, renouvelables
Scénario négaWatt 2011
Forma&on & Citoyenneté
Paris, 26 novembre 2011 251111b
Du service énergé4que à la ressource
Ressource 100
Centrale thermique 85
Electricité produite 28
Electricité livrée 25
Lumière émise 2
Lumière utile 0,4
Lumière utilisée < 0,1 ?
Traitement 15
Pertes en chaleur 57
Pertes de réseau 3
Pertes en chaleur 23
Pertes de lumière 1,6
Pertes / utilisation 0,3
Rendements Pertes Etapes
Energie primaire
Energie finale
Service énergétique
Energie utile
Transformation
Conversion
Transport
Conversion
Appareillage
Conditions d’usage
Exemple de chaîne énergétique : l’éclairage
La démarche négaWa< D’abord, prioriser les besoins et les services énergé4ques essen4els Privilégier les chaînes énergé4ques efficaces de la ressource à l’usage Produire et subs4tuer par des énergies de flux et non de stocks
Demande d’énergie
Production
sobriété, efficacité, renouvelables
Scénario négaWa< 2011 Méthodologie du scénario
Un scénario de transi'on énergé'que réaliste et soutenable 1. Hiérarchie des solu'ons
• Ac4on sur la demande par la sobriété et l’efficacité • Priorité aux énergies de flux sur les énergies de stock
pas de nouveau nucléaire ni de capture‐séquestra4on du carbone (CSC)
2. Réalisme technologique • Des solu4ons « matures » industriellement • Une trajectoire ouverte aux ruptures mais robuste sans elles
3. Développement soutenable • Réduire l’ensemble des impacts et des risques liés aux énergies
analyse mul4critères et pas « carbocentrée » • « Léguer des rentes et des bienfaits aux généra&ons futures
plutôt que des deEes et des fardeaux »
Les fondamentaux du scénario
Traduire les contraintes du long terme dans les décisions de court terme Une vision directrice et une trajectoire cohérente pour l’a<eindre
Une recherche de trajectoire cohérente
Scénario type “Facteur 4”‐ 2005
Scénario type “post‐Grenelle”
Objec'f de cohérence
Un ou4l pour se projeter et quan4fier : priorités, niveau d’ambi4on, rythme des poli4ques et mesures
Une cohérence vis‐à‐vis des contraintes et réalités physiques : un modèle en énergie pour interroger l’économie… et non l’inverse !
Démarche de modélisa4on
Ressources primaires
Charbon
Pétrole
Gaz naturel
Uranium
Elec. renouv.1
Biomasse2
Autres ENR3
Vecteurs primaires
Combu
s4bles
Carburants
Gaz réseau
Electricité
Fluide
therm.
Autres
Combus4bles
Vecteu
rs se
cond
aires
Carburants
Gaz réseau
Electricité
Fluide therm.
Autres
Secteurs ac'vité
Résid
en4e
l
Ter4aire
Transports
Indu
strie
Agriculture
Chaleur
Usages
Mobilité
Elec. spé.
Energie primaire
Energie finale
Vecteurs (conversions, transforma'ons)
Services énergé'ques
1 Electricité primaire d’origine renouvelable : hydraulique, éolien, photovoltaïque, énergies marines… 2 Biomasse solide, biomasse liquide et biogaz. 3 Autres énergies renouvelables : solaire thermique, géothermie, déchets ménagers…
Equilibre Poten'el des ENR
Fermeture nucléaire
(ajustement fossiles)
Efficacité Sobriété
Deman
de
prim
aire
Deman
de
finale
Année de base (stats) : 2010 Horizon du scénario : 2050
Priorités aux contraintes physiques, et non économiques
Hypothèses démographiques :
Eléments de cadrage
5 années de moins pour agir alors que l’urgence croît
Projec'on INSEE 2005
2050
Millions d’habitan
ts Projec'on INSEE 2010
65 72 7 millions d’habitants
de plus à l’horizon 2050
Périmètre géographique : • France métropolitaine (Corse incluse, hors DOM‐TOM) • Recherche d’autosuffisance / équilibre ou solde posi4f des échanges
Le scénario négaWa< ou… quoi ? Nécessité de comparer le scénario à une autre trajectoire
Révision du scénario « tendanciel » : ‐ demande : quasi‐stabilisa4on post crise économique et post Grenelle ‐ produc4on : stabilité nucléaire, développement lent renouvelables
Scénario tendanciel
0
500
1 000
1 500
2 000
2 500
3 000
3 500
4 000
2000 2010 2020 2030 2040 2050
Tendanciel réf. 2006
Tendanciel nW2006
Tendanciel nW2011
Demande en énergie finale (TWh)
sobriété, efficacité, renouvelables
Scénario négaWa< 2011 Prospec4ve sur la consomma4on Bâ4ments / chaleur Bâ4ments / électricité spécifique Transports / mobilité des personnes Transports / marchandises Industrie Agriculture
Chaleur dans les bâ4ments
Un poste prioritaire : résiden4el + ter4aire > 40 % énergie consommée (chaleur et électricité)
Sobriété : Stabilisa4on des surfaces par personne dans le logement Frein au développement des surfaces ter4aires
Efficacité : Applica4on des meilleures concep4ons et technologies dans le neuf Programme progressif mais majeur de rénova4on thermique soit 1 million d’équivalent logements a<eint en « croisière » vers 2025
Subs'tu'on par les renouvelables : Changement des systèmes de chauffage et d’eau chaude chaque fois que possible Les renouvelables a<eignent 94 % des besoins en 2050 contre 16 % en 2010
Résiden4el et ter4aire : enjeux et objec4fs Consomma4ons‐types pour une maison individuelle,
en kWh d'énergie primaire par m² de surface habitable
‐200
‐150
‐100
‐50
0
50
100
150
200
250
300
350
400(kWhEP/m².an)
Evolution des consommations
Energie grise
Electricité spécifique
Eau chaude
Chauffage
Production renouvelable
Développement des renouvelables (chaleur)
8 % de l’énergie finale mais base du confort moderne
20 usages résiden4els (réfrigérateurs, éclairage, TV…) 10 usages ter4aires (éclairage public, ordinateurs…)
Sobriété et efficacité : Pour chaque usage, généralisa4on
de la combinaison ‐ des bonnes pra4ques ‐ des meilleures technologies aujourd’hui observées
Evolu4on technologique « forfait » + 15 % de nouveaux usages
division par plus de 2 par ménage
Maîtrise de la demande d’électricité
173139
223
792
336336
403
343
127148
Consommation moyenne d'un ménage en 2010 3021 kWh
Lave lingeSèche lingeLave‐vaisselleFroidEclairageAudio‐visuelInformatique/telécomCirculateur & communsVentilationNettoyage & bricolage
75 64143
294
8119178
185
237
194
Consommation moyenne d'un ménage en 2050 1470 kWh
Lave lingeSèche lingeLave‐vaisselleFroidEclairageAudio‐visuelInformatique/telécomCirculateur & communsVentilationNettoyage & bricolage
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
2010 2050
(TWh) Résidentiel
Gestion & hygiène
Electronique de loisir
Eclairage
Froid
Lavage0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
2010 2050
(TWh) TertiaireAutres dont process
Informatique
Autres usages
Eclairage
Eclairage public
Communs d'immeuble
Maîtrise de la demande d'électricité
Consomma'on finale d'électricité
Electricité spécifique (i.e. hors chauffage) : Un facteur 2 sur les consomma4ons totales dans le résiden4el comme dans le ter4aire
Une évolu4on soutenable des transports
30 % de la consomma4on d’énergie, dépendance totale au pétrole (90 %) Analyse à différencier selon les mo4fs de déplacement et les zones
Sobriété : Personnes : réduc4on des distances parcourues, pas des services u4les Réduc4on du nombre de véhicules (co‐voiturage, auto‐partage…) Marchandises : maîtrise des tonnes.km (évolu4on de la consomma4on)
Efficacité : Transfert modal : la voiture passe de 63 % à 42 % des passager.km, la part du transport rou4er recule de 38 % pour les marchandises Efficacité accrue des véhicules (taille et motorisa4on plus adaptée)
Subs'tu'on par les renouvelables : Pour l’automobile, trois types de véhicules : ‐ urbain : tout électrique (plus de moteur thermique en ville) ‐ interurbain : priorité au véhicule hybride à carburant gaz (GNV ‐> GRV) ‐ rural ou résiduel : véhicule carburant liquide (pétrole puis biocarburant)
Les déplacements des personnes en France Mobilité
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
1400000
Totalmobilité2010
Totalmobilité2050
Mobilitérégulièreet locale2010
Mobilitérégulièreet locale2050
Mobilité >80 km2010
Mobilité >80 km2050
Autremobilité2010
Autremobilité2050
Millions de km.voyageurs
f ‐ Autresd ‐ Avionc ‐ Voitureb ‐ Transport en communa ‐ Individuel
‐14 % par personne
Mobilité des personnes
Évolu4on des consomma4ons d'énergie
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
2000 2010 2020 2030 2040 2050
(TWh)
Total
Gaz carburant
Essence/diesel
Electricité
Transports de marchandises
Évolu4on des consomma4ons d'énergie
0
50
100
150
200
250
2000 2010 2020 2030 2040 2050
(TWh)
Total
Gaz carburant
Essence/diesel
Electricité
Une muta4on de l’industrie
Analyse sur les besoins d’équipements (donc de ma4ères) par secteur Adapta4on de la produc4on aux besoins et relocalisa4on Sobriété : niveau d’équipement, améliora4on de l’usage, réparabilité… Efficacité : améliora4on des rendements des moteurs, des process,
développement de la cogénéra4on Subs'tu'on par les renouvelables chaque fois que possible Développement volontariste d’une économie du recyclage
Taux de collecte 2010
Taux de recyclage 2010
Taux de recyclage prévu en 2050
Acier 74% 52% 90% Aluminium 44% 37% 86% Verre 35% 35% 90% Plas4ques 15% 4,5% 30% Papier carton 70% 60% 80%
26/11/11 21
Adapta4on de la produc4on à la consomma4on
Production 4,5 tCO2/habitant
Consommation 6,7 tCO2/habitant
Consomma4on d’énergie dans l’industrie
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
2010 2020 2030 2040 2050
Tendanciel
Reloc+sobrieté
Recyclage
Efficacité
TWh
Subs4tu4on d’énergie dans l’industrie
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
2010 2020 2030 2040 2050
Electricité
Comb subs4tuable DIB
Biomasse
GPL
Fioul
Gaz
Charbon
Vapeur
TWh
Un scénario soutenable pour l’agriculture
Céréales, 316 Sucre, 93
Fruits et légumes, 524
Huiles, 64
Légumineuses et fruits à
coque, 12
Boissons alcooliques,
208
Viandes et abats, 266
Lait, 616
Pomme de terre, 174
Œufs, 34
Poissons et crustacés, 85
Autres, 29
Céréales, 377
Sucre, 71
Fruits et légumes, 600
Huiles, 74 Légumineuses et fruits à
coque, 45
Boissons alcooliques,
146
Viandes et abats, 116
Lait, 310
Pomme de terre, 154
Œufs, 28
Poissons et crustacés, 8
Autres, 15
En grammes par jour
2010 2050
Peu d’enjeu en consomma4on directe (2 %) mais : ‐ un enjeu clima4que (méthane et N2O) ‐ un enjeu sur la disponibilité de biomasse pour l’énergie
Un couplage avec le scénario Aberres 2050 sur l’agriculture (Solagro) Une approche soutenable des usages de la biomasse (sobriété, efficacité) Une agriculture soutenable (50 % intégrée, 50 % biologique en 2050) Un changement de l’assie<e alimentaire conforme à l’équilibre sanitaire
0
10 000
20 000
30 000
40 000
50 000
1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050
Surfaces artificialisées
Autres surfaces
Forêt
Terres arables
Terres arables à réaffecter
Prairies permanentes à réaffecter
Prairies permanentes
Approche globale sur l’usage des sols
5 à 8 millions d’hectares
en discussion
sobriété, efficacité, renouvelables
Scénario négaWa< 2011 Prospec4ve sur la produc4on Renouvelables / biomasse Renouvelables / produc4on électrique Renouvelables / autres Nucléaire Energies fossiles
Energie de la biomasse
Associa4on négaWa< ‐ TITRE PRESENTATION
TWh
Solide
Total en 2050 : 519 TWh dont : ‐ 296 TWh bois énergie ‐ 153 TWh biogaz ‐ 44 TWh biocarburants
Gazeux
Liquide
Renouvelables électriques
Associa4on négaWa< ‐ TITRE PRESENTATION
TWh
Eolien
PV
Total en 2050 : 347 TWh dont : ‐ 194 TWh éolien (½ terre, ½ offshore) ‐ 90 TWh photovoltaïque ‐ 70 TWh hydraulique
Autres renouvelables
Associa4on négaWa< ‐ TITRE PRESENTATION
TWh
Solaire thermique
Géothermie
Total en 2050 : 115 TWh dont : ‐ 43 TWh solaire therm. ‐ 66 TWh géothermie ‐ 6 TWh déchets
Le modèle assure heure par heure, année par année, l’équilibre produc4on‐consomma4on d’électricité en faisant appel à de la flexibilité par ordre de mérite négaWa<
Assurer l’équilibre électrique
0% • Flexibilité de l’offre renouvelable : hydraulique • Flexibilité de la demande : effacement, smart‐grids…
10% • Interconnexion des réseaux : foisonnement offre‐demande
20% • Stockage dans les Sta4ons de Transfert d’Energie par Pompage
30% • Stockage sous forme d’hydrogène puis de méthane de synthèse
100% • Appel à la produc4on non renouvelable flexible en cas de déficit • Déconnexion de la produc4on renouvelable en cas d’excédent
Pertes d’efficacité
Stocker l’électricité sous forme de méthane de synthèse par électrolyse puis méthana4on et injec4on dans le réseau de gaz pour profiter de ses capacités de stockage
• 100 TWh en de stockage souterrain de gaz en France / 20% de la consomma4on annuelle 2010
• Des technologies matures (électrolyse, méthana4on) en cours d’op4misa4on
• Des installa4ons de quelques kW à plusieurs dizaines de MW
L’interconnexion des réseaux électricité et gaz permet de gérer plus efficacement les énergies renouvelables qui s’y raccordent
Stockage sous forme de méthane
Le nucléaire dans le bilan énergé4que français < 16 % de la consomma4on finale d’énergie > 75 % de la produc4on d’électricité
+ un risque de subs4tu4on par du carbone
Une énergie aux risques spécifiques ‐ accident majeur ‐ accumula4on de déchets à long terme ‐ proliféra4on et sécurité
+ un problème qui se pose avec le vieillissement
58 réacteurs et un complexe industriel ‐ usines amont et aval du combus4ble ‐ support en R&D publique ‐ cadre d’évalua4on et de contrôle
Contraintes mul4ples sur le nucléaire
Contrainte énergé'que
Contrainte sur la sûreté
Contrainte industrielle
Sobriété et efficacité sur la demande d’électricité Développement de la produc4on d’électricité d’origine renouvelable Complément nucléaire, ajustement par le gaz
Contrainte énergé4que
0
100
200
300
400
500
600
0
100
200
300
400
500
600
2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Produc4on renouvelables
Besoin de produc4on hors renouvelables
Demande électrique
TWh TWh
Flexibilité sur la durée de vie réacteur par réacteur Pas de dépassement de 40 ans de durée de vie industrielle
Contrainte sûreté
0
100
200
300
400
500
600
0
100
200
300
400
500
600
2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Fermeture 40 ans
Fermeture 30 ans
TWh TWh
Priorité à la contrainte énergie puis > 2025 à la contraire sûreté
Croisement des contraintes
TWh TWh
0
100
200
300
400
500
600
0
100
200
300
400
500
600
2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Fermeture 40 ans
Fermeture 30 ans
Besoin de produc'on hors renouvelables
Demande électrique
Priorité à la contrainte énergie puis > 2025 à la contraire sûreté
Croisement des contraintes
TWh TWh
0
100
200
300
400
500
600
0
100
200
300
400
500
600
2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Production nucléaire
Fermeture du parc dans le scénario nW Fermeture 40 ans
Fermeture 30 ans
Besoin de production hors renouvelables Demande électrique
Priorité à la contrainte énergie puis > 2025 à la contraire sûreté « Transi4on gaz » régulière et contenue
Croisement des contraintes
TWh TWh
0
100
200
300
400
500
600
0
100
200
300
400
500
600
2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Production thermique fossile
Production nucléaire
Fermeture du parc dans le scénario nW Fermeture 40 ans
Fermeture 30 ans
Besoin de production hors renouvelables Demande électrique
Priorité à la contrainte énergie puis > 2025 à la contraire sûreté « Transi4on gaz » régulière et contenue Ges4on de la fin du parc sous la contrainte industrielle
Croisement des contraintes
TWh TWh
0
100
200
300
400
500
600
0
100
200
300
400
500
600
2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Production thermique fossile
Production nucléaire
Fermeture du parc dans le scénario nW Fermeture 40 ans
Fermeture 30 ans
Besoin de production hors renouvelables Demande électrique
Fermeture du parc en 22 ans
3 500 MW / an
2 500 MW / an
4 500 MW / an
sobriété, efficacité, renouvelables
Quels bilans au terme du scénario ?
Bilan en énergie primaire
Economie des deux 'ers / tendanciel Rendement primaire / final : de 65 % à 87 % Approvisionnement renouvelables : 93 % en 2050
Bilan CO2
Par rapport en 2010, des émissions de CO2 réduites d’un facteur 2 en 2030 et d’un facteur 16 en 2050.
Millions de tonnes de CO2
Bilan énergies fossiles
TWh (primaire)
Une an4cipa4on de la fin des « fossiles faciles » par limita4on de leur u4lisa4on à la pétrochimie et aux ma4ères premières industrielles, ainsi qu’à quelques usages très spécifiques (industrie, avia4on).
sobriété, efficacité, renouvelables
Le coût de la transi4on énergé4que
Quelques éléments de réflexions …
Photovoltaïque : bientôt compé44f !
Parité avec les prix de détail
Parité avec les prix de gros
Nucléaire : courbe d’appren4ssage néga4ve
En France, chaque nouveau kW nucléaire installé a coûté en moyenne plus cher que le précédent :
x 2,6 de 1977 à 1998
L'EPR poursuit la tendance :
x 1,7 de N4 à EPR
(en FF 1998)
Source : A. Grubler, IIASA, 2009
Facture énergé4que (fossiles importés)
2010 / 2011 60 milliards € par an
2040 / 2050 tend vers zéro
Evalua4on emplois sur 15 ans (CIRED)
0
100 000
200 000
300 000
400 000
500 000
600 000
700 000
800 000
900 000
1 000 000
Em
ploi
s (é
quiv
alen
ts te
mps
ple
in)
emplois créés par les dépenses d'efficacité
énergétique564 000
emplois créés par les filières renouvelables
316 000emplois détruits filières énergétiques 138 000
emplois détruits filière automobile 107 000
emplois créés nets
684 000
emplois induits par les économies nettes
48 000
Le « coût » de la sor4e (ou de la transi4on énergé4que) est une ques4on sans réponse : c’est la comparaison avec la poursuite de la stratégie actuelle (ou autre) qui fait sens (et celle‐ci exige aussi des inves4ssements lourds)
Les coûts de produc4on des renouvelables sont en baisse, … et l’incer4tude porte sur une baisse supplémentaire Les coûts du nucléaire et des fossiles sont en hausse, … et l’incer4tude porte sur une hausse supplémentaire
Il ne faut pas parler de coût mais aussi de bénéfice (et les comparer aussi) Il faut regarder la chronologie des inves4ssements et des retours sur
inves4ssements (et qui paie et qui 4re les bénéfices) Le coût du kWh ne veut rien dire
s’il n’est pas croisé avec la quan4té de kWh consommés La transi4on énergé4que, au‐delà du coût/bénéfice brut,
entraîne des effets économiques posi4fs : emplois nombreux non délocalisables, lu<e contre la précarité énergé4que…
Éléments d’une comparaison économique
Scénario négaWatt 2011-2050
Rendre possible ce qui est souhaitable …
www.negawatt.org