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L'homme et l'énergie, les amants terribles
Jean-Marc Jancovici 21 octobre 2013
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Selon vous, qu'est-ce que l'énergie ?
Ma facture d'électricité (voire de gaz)
Il faut l'économiser, mais pourquoi ?
Ce que l'on ressent un matin où l'on est en forme
Ce qui organise le monde, ou j'ai dit une bêtise ?
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L'énergie, plus fort que les euros
L'énergie est là dès que le monde change :
L'énergie n'est donc rien d'autre que l'unité de compte de la transformation du monde qui nous entoure
Modification de température
Modification de la position dans un champ (magnétique, électrique, gravitationnel…)
Modification de la vitesse
Modification de la composition chimique
Changement de composition atomique
Interaction entre matière et rayonnement :
Modification de forme
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1 L ≈ 0,5 kWh
20 kg +
80 kg x 2000 m
0,05 kWh (10 kWh/an)
6 m3 terre x 1 m
x 10
10 kWh 2-4 kWh
mécanique
x 100
Au SMIC : 200 €/kWh
1,5 €/L : 0,4 €/kWh
2000 €/kWh
/ 500
/ 5000
Nietzsche voulait des surhommes : le carbone l'a fait
1 jour sur 2 ou 3: 100 kWh/an
Même un esclave : 4-40 €/kWh / 10-100
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Miam miam kWh
Consommation d'énergie par personne, moyenne mondiale, de 1880 à 2012. Source : Jancovici, 2013, sur données primaires Schilling et al., 1977, BP Statistical Review,
2013, World Bank
20.000 kWh par personne et par an ≈ 200 « esclaves énergétiques » par personne
+2,5% / an
+0,4% / an
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Plus de consommateurs, aussi…
Évolution démographique depuis le néolithique (découverte de l'agriculture). Source : Musée de l'Homme
2013 : > 7 milliards
d'hommes… and rising
Début de la révolution industrielle : ≈ 0,5 milliard d'hommes
Sédentarisation des hommes : ≈ 0,005 milliard d'hommes
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Miam miam kWh à 7 milliards
Consommation d’énergie dans le monde depuis 1860. Sources diverses, 2013
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Répartition de la consommation d'énergie finale en France en 2012, en milliards de kWh. Données primaires SOeS, 2013 - traitement Carbone 4
La France, pays « tout nucléaire » ?
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Le chauffage, tout électrique lui aussi ?
Consommation d’énergie (finale) dans le chauffage des bâtiments en France. Données CEREN, 2013
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Le chauffage, tout électrique lui aussi ?
Répartition par énergie du chauffage des bâtiments en France en 2010. Données CEREN, 2013
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Du charbon ? Mais pourquoi faire ?
Consommation de charbon par usage, en millions de tonnes équivalent pétrole, de 1971 à 2007. Source : AIE 2009
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Répartition des usages des produits pétroliers raffinés en 1973 et 2007, en millions de tonnes par an.
Source AIE, 2009
Le pétrole et l'automobile, c'est le vrai couple
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Consommation mondiale de gaz par usage, de 1971 à 2007, en millions de tonnes équivalent pétrole.
Source AIE, 2009
Du gaz ? Mais pourquoi faire ?
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Electricité = carbone, cela reste quasiment vrai aussi
Décomposition de la production électrique mondiale par source d'énergie primaire en 1973 et 2007. Source : AIE 2009
Fossiles = 75%
Fossiles = 67%
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Matériaux pour pas cher… et objets qui vont avec
Énergie utilisée par secteur industriel (total monde) de 1971 à 2009, en milliers de tonnes équivalent pétrole. Source AIE
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Plus d'énergie = plus vite, plus loin, moins cher
Consommation d'énergie par passager pour un km (la voiture tient compte du taux de remplissage moyen) en grammes éqquivalent pétrole. Sources diverses.
Sens de l'histoire (pour le moment)
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Part de chaque secteur dans l'emploi en France. Source INSEE
machines
machines
Plus d'énergie = tout le monde à l'usine, puis au bureau
chômage
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Peut-on cultiver des patates et faire autre chose ?
Energie par personne et par an vs. % de l'emploi dans l'agriculture. Données primaires World Bank, 2013 (années de référence variables selon les pays).
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Vous avez dit dématérialisation ?
Emissions de CO2 par personne et par an vs. % de l'emploi dans les services en 2010. Données primaires World Bank, 2012
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Si ce n'est la politique, c'est donc l'énergie…
Source DATAR
1936, 42 millions d'habitants 2000, 59 millions d'habitants
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L'ère du feu, croissance à gogo et 2 questions…
CnHp
O2
CO2
Structure actuelle des métiers, loisirs et vacances, études longues, santé, retraites, mondialisation, concentration urbaine et banlieues étalées…
Crac ?
Boum ?
Gratuit !!
= PIB
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Pétrole et gaz, des énergies de dinosaure !
Époques de formation du pétrole et du gaz, en pourcentage des réserves mondiales. Source Université d'Uppsala, Suède, 2011
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Les maths sont décidément détestables…
Dès qu'il y a un stock de départ donné une fois pour toute (hydrocarbures, minerais…)
Une extraction annuelle indéfiniment croissante est impossible
Même une extraction annuelle indéfiniment constante est impossible (sinon stock infini !)
Il se démontre qu'en pareil cas l'extraction annuelle :
Est nulle à -∞ Est nulle à +∞ Passe par un maximum absolu entre les 2
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Mieux vaut d'abord trouver le pétrole si on veut l'extraire
Découvertes mondiales de pétrole et de gaz récupérable depuis 1900 hors US et Canada, en milliards de barils équivalent pétrole par décennie (1 tonne = 7,3 barils).
Source : IHS, 2006
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De quand date la concavité ?
Variation annuelle (moyenne glissante sur 10 ans) de la production mondiale de pétrole depuis 1860. Données : Shilling et. al de 1860 à 1965 ; BP Statistical Review 1966 - 2012
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Et le pic mondial, il est loin papa ?
Simulation de la production mondiale de « liquides », discriminée par type de production. Source : « Transport energy futures: long-term oil supply trends and projections », Australian Government, Department
of Infrastructure, Transport, Regional Development and Local Government, Bureau of Infrastructure, Transport and Regional Economics (BITRE), Canberra (Australie), 2009
Conventionnel Offshore profond
Extra-lourds
Gains de raffinage
Liquides de gaz
CTL, agro-carburants…
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Prix réel du baril en $ de 2009 et prévisions de prix de l'AIE effectuée pendant les années 2000 à 2008. Source Carbone 4
Il vaut mieux prévoir le prix passé que le prix futur
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Prix réel du baril en $ courants, et approche probabiliste pour le prix futur. Source World Economic Outlook, IMF, 2012
Prudence est mère de sûreté…
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Combien d'euros ? La fin des certitudes…
Source : World Economic Outlook 2013, International Monetary Fund
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Montant de la facture énergétique de l'Union, en milliards de dollars constants. Calculs Jancovici sur données BP Statistical Review 2013
Le prix du pétrole (donc de l'énergie), un sujet pour l'importateur !
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Augmentation cumulée de la dette souveraine (vert) et importations cumulées de pétrole et de gaz (jaune), de 1993 à 2011. Source Olivier Rech, 2012.
Augmentation cumulée de dette souveraine
Importations pétrole et gaz cumulées
Je paye et il encaisse…
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Augmentation cumulée de la dette souveraine (vert) et importations cumulées de pétrole et de gaz (jaune), de 1993 à 2011. Source Olivier Rech, 2012.
Augmentation cumulée de dette souveraine
Importations pétrole et gaz cumulées
…chez les latins comme chez les protestants !
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Augmentation cumulée de la dette souveraine (vert) et importations cumulées de pétrole et de gaz (jaune), de 1993 à 2011. Source Olivier Rech, 2012.
Du Sud au Nord, tout le monde s'y met !
Importations pétrole et gaz cumulées
Augmentation cumulée de dette souveraine
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Prix du pétrole (abscisse) et PIB en dollars constants (ordonnée) pour le monde, de 1965 à 2012. Source World Bank 2013 et BP Statistical Review 2013
Un pétrole cher est-il nuisible pour le PIB ?
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Variation lissée de la consommation mondiale de pétrole (rouge) et du PIB par personne (bleu). Source World Bank 2012 pour le PIB, BP Stat 2012 pour le pétrole
Cherchez les débits (de pétrole), vous aurez le crédit (de $)
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Production domestique (rose) et importations annuelles (vert) de pétrole, en millions de tonnes, pour la zone UE+Norvège. Source BP Statistical Review 2013
Camionneur en Europe, un métier d'avenir ?
75%
-15%
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Plus de pétrole ? Mettons les gaz !
Simulation de la production mondiale de gaz, en milliards de pieds cubes par jour (!!), jusqu'en 2040. Source Total, 2011
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Gaz à tous les étages ?
Evolution de l'approvisionnement en gaz UE+Norvège, en millions de tonnes équivalent pétrole par an, depuis 1965. Source Jancovici sur données BP Statistical Review, 2012
≈ 60%
-10%
Potentiel shale gas Pologne + France
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J'fais des trous, des p'tits trous…
Exploitation de gaz non conventionnels aux USA
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Au charbon, alors ?
Evolution de la consommation de charbon dans le monde, en millions de tonnes équivalent pétrole (BP Statistical Review, 2013).
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Evolution de la consommation d'énergie primaire dans la zone hors OCDE, de 1965 à 2012, bois exclu. Source: Jancovici, 2013, sur données BP Statistical Review, 2013
Qui sait ce qu'est une dérivée seconde ?
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Consommation d'énergie primaire en France, de 1965 à 2012, bois exclu. Source: Jancovici, 2013, sur données BP Statistical Review, 2013
Et quid du kWh parfumé au camembert ?
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Consommation d'énergie primaire en Italie, de 1965 à 2012, bois exclu. Source: Jancovici, 2013, sur données BP Statistical Review, 2013
Penchons nous sur le pays de Pise
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Consommation d'énergie primaire en Espagne, de 1965 à 2012, bois exclu. Source: Jancovici, 2013, sur données BP Statistical Review, 2013
Olé !
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Consommation d'énergie primaire en Grèce, de 1965 à 2012, bois exclu. Source: Jancovici, 2013, sur données BP Statistical Review, 2013
Patatras en grec, cela s'écrit comment ?
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Consommation d'énergie primaire en Grande Bretagne, de 1965 à 2012, bois exclu. Source: Jancovici, 2013, sur données BP Statistical Review, 2013
Le cricket donne-t-il des ailes au kWh ?
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Consommation d'énergie primaire en Allemagne, de 1965 à 2012, bois exclu. Source: Jancovici, 2013, sur données BP Statistical Review, 2013
Fukushima ou pas, une différence ?
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Consommation d'énergie primaire en Europe, de 1965 à 2012, bois exclu. Source: Jancovici, 2013, sur données BP Statistical Review, 2013
Le kWh communautaire fait comme ses membres
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Consommation d'énergie primaire au Japon, de 1965 à 2012, bois exclu. Source: Jancovici, 2013, sur données BP Statistical Review, 2013
Le Yakuza fait-il peur à la calorie ?
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Consommation d'énergie primaire aux Etats-Unis, de 1965 à 2012, bois exclu. Source: Jancovici, 2013, sur données BP Statistical Review, 2013
Parlez moi de gaz de schiste !
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Consommation d'énergie primaire dans la zone OCDE, de 1965 à 2011, bois exclu. Source: Jancovici, 2012, sur données BP Statistical Review, 2012
Baisse + baisse = baisse, jusque là rien d'étonnant
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Consommation d'énergie primaire dans la zone hors OCDE, de 1965 à 2012, bois exclu. Source: Jancovici, 2013, sur données BP Statistical Review, 2013
Ailleurs, la grosse bête monte toujours…
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Variation de la consommation d'énergie (en vert) et du PIB en dollars constants (en bleu), pour le monde. Données World Bank 2012 pour le PIB et BP stat 2012 pour l'énergie
Puis-je avoir du PIB sans énergie ?
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Puis-je avoir du PIB sans énergie ?
Energie consommée (en abscisse) et PIB en dollars constants (ordonnée) pour le monde, de 1965 to 2011. calculs Jancovici sur données BP stat 2012 et World Bank 2012
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Consommation d'énergie vs. PIB de 1965 à 2012, pour l’Espagne. Source World Bank 2013 pour le PIB, BP Statistical Review 2013 pour l'énergie
Puis-je avoir du PIB sans énergie ?
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Faut-il croire nos présidents, ou la règle de trois ?
Evolution du PIB français, en dollars constants, depuis 1960. Source World Bank ; déflateur Jancovici.
Élection de Sarkozy, « président du pouvoir
d'achat » Élection de Hollande, qui veut
« relancer la croissance » (1,7% promis pour 2013 !!!)
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Faut-il croire nos présidents, ou la règle de trois ?
Evolution du PIB de la zone OCDE, en dollars constants, depuis 1960. Source World Bank ; déflateur Jancovici.
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2012
L'observation, mère de toutes les lois en physique
Il est évident qu'Allègre néglige des données d'observation irréfutables
Effet du relèvement des températures l'habillement depuis 1920 Source : Petit Bateau ; Playtex ; Aubade ; Princesse Tam Tam
Vivement 2020 ?
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L'homme, agent climatique
Emissions de CO2 toutes sources depuis 1860. Calculs de l'auteur sur données Schilling et al. & BP Statistical Review pour les combustibles ; source Houghton, The Woods Hole Research Center sur http://cdiac.ornl.gov/trends pour la déforestation ; extrapolations de l'auteur sur données partielles IPCC AR4
pour le ciment
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Notre premier problème : les voitures, ou le charbon ?
Emissions de CO2 en 2012. Calculs de l'auteur sur sources diverses
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Un petit aperçu de l'EnergieWende…
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Le problème est devant, pas derrière !
Évolution de la température moyenne de l'air au niveau du sol, selon les scénarii, et mise en perspective avec le passé. Climate Change 2001, The Scientific Basis, GIEC
Les émissions mondiales restent constantes
10 milliards de terriens évoluent vers les émissions d'un Polonais de l'an 2000
6
5
4
1
0
-1
3
2
Variation naturelle du système : une petite fraction de degré par siècle
Analyses physiques hémisphère Nord
Rel
evés
de
tem
péra
ture
Futur
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Il paraît que le réchauffement s'est arrêté ?
Evolution du contenu en énergie des trois principaux compartiments fluides du système climatique. Source : Nuccitelli et al. (2012)
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+5°C !!! Source: Quaternary Environments Network
5 °C de plus en un siècle, juste un pull en moins ?
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Avec une ampleur qui dépendra de nos émissions, conséquences possibles du changement climatique :
Un jour l'avenir devient le présent
Affaiblissement, disparition
d'écosystèmes Maladies
Montée des eaux
Plus d'ouragans ? Vagues de chaleur, inondations Modification des courants marins
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Et nous ne ferons jamais le tour de toutes les mauvaises surprises possibles à l'avance, puisque la situation est inédite
Conséquences : partez pas, y'a du rab
Acidification de l'océan
Relargage du carbone des sols Hydrates de méthane,
sols arctiques…
Désintégration de la calotte
occidentale de l'Antarctique (et
fonte du Groenland)
Avec une ampleur qui dépendra de nos émissions :
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Le CO2 dans l'air : un petit tour et puis s'en va… ou pas ?
Evolution des émissions de CO2 depuis 1958 (en haut), et accroissement du stock de carbone de chaque compartiment de la planète sur la même période (en bas).
Source : Global Carbon Budget, 2013.
L'atmosphère garde 45% des émissions !
Les végétaux absorbent 30% des émissions " L'océan absorbe environ 25% des émissions, #
Mill
iard
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rbon
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Emissions de CO2 : 15 à 40 milliards de tonnes en un peu moins de 50 ans
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13% 18%
3%
17% 18%
31%
0
500
1 000
1 500
2 000
2 500
3 000
Construction et gros entretien des logements
Consommation d'énergie des
logements
Alimentation Autres biens de consommation
Déplacements des personnes
Services
Teq
CO
2/Fr
ança
is
24% 23%
18% 17%
4% Viande
38% Chauffage 90%
15%
Electronique grand public 33%
Fret 15%
Fret 6%
Voiture 80%
Services publics
72%
Et le facteur 3 mondial, appliqué à l’Hexagonal(e)…
Kg equivalent CO2 par Français(e) et par poste en 2009 pour sa consommation finale. Calculs Carbone 4.
10,5 tonnes équivalent CO2 -> 2 à 3 Emissions maximales
par personne
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Des questions ?
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Production nucléaire allemande en TWh. Source BP Statistical Review, 2013
Quel « tournant » allemand en 2011 ?
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Evolution des capacités installées en Allemagne, en MW, depuis 1996. Source AGEE-Stat, Federal Ministry of Environment, Germany.
L'Allemagne, en route vers le « tout renouvelable » ?
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Evolution de la production électrique annuelle à base de renouvelables depuis 1996, en MWh
Source AGEE-Stat, Federal Ministry of Environment, Germany.
L'Allemagne, en route vers le « tout renouvelable » ?
Jean-Marc Jancovici - www.manicore.com - www.carbone4.com - www.theshiftproject.org
L'Allemagne, en route vers le « tout renouvelable » ?
Evolution de la production électrique allemande depuis 1991. Source AIE
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Evolution de la production électrique mensuelle fossile allemande, de 2005 à début 2013. Source ENTSOE
L'Allemagne, en route vers le « tout renouvelable » ?
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Evolution de la production électrique en Allemagne. Source BP Statistical Review, 2013
Plus d’ENR = un consommateur plus économe ?
+ 80 TWh, +15%
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Evolution de la consommation d’électricité en France. Source BP Statistical Review, 2013
Plus d’ENR = un consommateur plus économe ?
= 67 TWh, +13,5%
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Evolution de la facture énergétique importée par personne en Allemagne. Calculs Jancovici sur données BP Statistical Review, 2013
Plus d’ENR = moins d’importations ?
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Evolution de la facture énergétique importée par personne en France. Calculs Jancovici sur données BP Statistical Review, 2013
Plus d’ENR = moins d’importations ?
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Emissions de CO2 fossile par personne en Allemagne. Calculs Jancovici sur données BP Statistical Review, 2013
Plus d’ENR = moins de CO2 ?
Jean-Marc Jancovici - www.manicore.com - www.carbone4.com - www.theshiftproject.org
Emissions de CO2 fossile par personne en France. Calculs Jancovici sur données BP Statistical Review, 2013
Plus d’ENR = moins de CO2 ?
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Emissions de CO2 par kWh d’énergie primaire en France depuis 1965
Revenons au CO2 au camembert
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Emissions de CO2 par kWh d’énergie primaire en Allemagne depuis 1965
Revenons au CO2 à la choucroute
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Evolution de la production électrique allemande mensuelle « non fossile » (tout sauf le fossile), de 2005 à début 2013. Source ENTSOE
L'Allemagne, en route vers le « tout renouvelable » ?