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Le monde énergétique des « 2°C » selon Shell

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Trajectoire énergétique d'ici 2070

La major pétrolière Shell a récemment diversifié ses investissements, notamment dans la mobilité électrique et à hydrogène. (©Pixabay)

La major pétrolière Shell a dévoilé le 26 mars différents scénarios d’évolution du mix énergétique mondial d’ici à 2070. Le principal d’entre eux, baptisé « Sky », présente une trajectoire jugée compatible avec l’objectif de la COP21, à savoir limiter à moins de 2°C le réchauffement climatique à l’horizon 2100(1).

Une consommation mondiale en hausse de 70% d’ici 2070 ?

Dans son rapport présentant le scénario « Sky »(2), Shell rappelle en préambule le contexte énergétique mondial et les défis actuels pour être à la hauteur de l’ambition de l’accord de Paris. La compagnie anglo-néerlandaise rappelle notamment que la consommation mondiale de charbon continue d’augmenter dans certaines parties du monde, notamment au Vietnam où plusieurs centrales à charbon sont en cours de construction (consommation mondiale en hausse de 1% en 2017 selon l’AIE).

Shell rappelle quelques grandes données et tendances, aujourd’hui largement partagées. Pour tendre vers l’objectif 2°C et limiter la concentration de CO2 dans l’atmosphère, le rapport souligne la nécessité de « s’éloigner des énergies fossiles pour d’autres sources d’énergie », tout en ayant recours à la capture et au stockage de CO2. La consommation mondiale d’énergie devrait encore fortement augmenter (+ 70% entre 2015 et 2070 dans le scénario « Sky »), sous le double effet de la hausse de la population et du rattrapage économique des pays en voie de développement. L’amélioration de l’efficacité énergétique devrait ainsi uniquement freiner la hausse de la demande.

L’ambition de l’accord de Paris passe par une cible « zéro émissions nettes » du secteur énergétique mondial à l’horizon 2070. Pour l’Union européenne et l’Amérique du Nord, cette ambition devrait, selon le scénario « Sky », être atteinte dès les années 2050, certains pays étant présentés comme précurseurs comme la Suède qui a fait de cette cible un objectif dès 2045.

Shell rappelle enfin que ces horizons de temps sont très proches si l’on considère le temps des investissements énergétiques : « une décennie constitue un clin d’œil et un siècle peut uniquement voir une poignée de transformations majeures ». Shell prend ainsi pour exemple la lente progression de l’électricité dans le système énergétique à ce jour, malgré l’attrait important pour ce vecteur (part dans la consommation finale d’énergie en hausse d’environ 2% par décennie)(3). Une évolution profonde du système énergétique mondial serait ainsi très improbable avant les années 2030.

L’énergie solaire, première source d’énergie à partir de 2055 ?

Pour atteindre l’objectif de la COP21 et « des émissions nettes nulles » dans près d’un demi-siècle, « une accélération rapide de tous les aspects de la transition énergétique » est nécessaire selon Shell. Concrètement, le scénario « Sky » envisage les premiers signes clairs d’une transition énergétique au niveau mondial dans les années 2020 avec, pour les énergies fossiles, une stagnation de la demande de pétrole et un déclin du charbon au profit du gaz naturel.

La part des énergies fossiles dans la consommation mondiale d’énergie primaire, qui avoisinait 81% en 2015, passerait à 75% en 2030, puis 45% en 2050 et un peu plus de 30% en 2070. C’est le charbon qui verrait sa consommation diminuer le plus vite après 2030. Sa part dans le mix de 2070 serait proche de celle du gaz naturel (6%), dont le rôle d’énergie de « transition » (pour pallier l’intermittence des filières renouvelables) s’estomperait à partir de 2040. Avec une production de 50 à 60 millions de barils par jour en 2070(4), le pétrole compterait encore pour 10% de la consommation mondiale d’énergie primaire à cet horizon.

A partir de 2055, le mix énergétique dans le scénario « Sky » serait dominé par l’énergie solaire (32% du mix de 2070, soit la part du pétrole dans le mix de 2015) dont l’intermittence de la production serait en partie compensée par d’importants progrès en matière de stockage. Suivraient la biomasse (14% du mix de 2070), l’éolien (13%) et le nucléaire (11%).

Les émissions de CO2 liées au secteur énergétique atteindraient un pic au milieu des années 2020 (autour de 35 Gt par an), avant de connaître une baisse continue au cours des décennies suivantes. Le système énergétique mondial pourrait afficher des émissions nettes nulles à l’horizon 2070 grâce au captage-stockage de CO2, technologie entre autres utilisée pour capter des émissions issues de la combustion de la biomasse (considérées alors comme des « émissions négatives »). Le scénario « Sky » envisage par ailleurs « une mise en œuvre globale des tarifications carbone d’ici la fin des années 2030 ».

Dans le scénario « Sky » de Shell, la part de l’énergie solaire dans la consommation mondiale d’énergie primaire dépasserait 32% en 2070, contre 0,4% en 2015.

Dans le scénario « Sky » de Shell, la part de l’énergie solaire dans la consommation mondiale d’énergie primaire dépasserait 32% en 2070, contre 0,4% en 2015. (©Connaissance des Énergies, d’après AIE)

L’électricité dominante à partir de 2050 ?

Le scénario « Sky » envisage un « monde électrique » dans lequel ce vecteur compterait pour plus de la moitié de la consommation finale d’énergie dans les années 2070, contre moins de 20% dans les années 2010. La consommation mondiale d’électricité pourrait avoisiner 100 000 TWh durant la seconde moitié du XXIe siècle, contre environ 22 000 TWh par an à l’heure actuelle.

Le rythme de l’électrification pourrait presque tripler par rapport à la dernière décennie selon Shell(5). Dans les transports, le scénario envisage une transformation plus rapide que la plupart des prévisions : plus de la moitié des ventes de voitures neuves dans le monde seraient électriques (avec batterie ou pile à combustible) dès 2030.

Le vecteur hydrogène « émergerait » à partir de 2040 dans le scénario « Sky », et augmenterait progressivement dans la consommation finale d’énergie, jusqu’à compter pour 10% du mix mondial en 2100. A cet horizon, il pourrait en particulier satisfaire près d’un quart de la demande énergétique des transports. Cet hydrogène serait produit par électrolyse de l’eau selon Shell, en s’appuyant au début sur les pics de production d’unités renouvelables intermittentes (puis en s’appuyant sur « la production électrique de base »).

Bien que fortement décarboné, le mix énergétique mondial esquissé par le scénario « Sky » à l’horizon 2070, émettrait encore près de 15 gigatonnes de CO2 par an. Shell mise sur des progrès importants, notamment en matière de capture, stockage et valorisation du CO2, de biocarburants ou de stockage électrique, mais aussi sur la reforestation pour « atteindre l’équilibre » nécessaire à l’objectif de 2°C.

Il est à noter que Shell ne présente dans son rapport ni le détail des technologies, ni les investissements nécessaires à la transition énergétique esquissée à l’horizon 2070. La puissance du parc nucléaire mondial devrait notamment plus que tripler dans le demi-siècle à venir selon le scénario « Sky » sans que les conditions du déploiement de nouveaux réacteurs soient précisées(6).

Dans le scénario « Sky » de Shell, l’hydrogène devrait jouer un rôle croissant dans le système énergétique mondial après 2050. (©Connaissance des Énergies, d’après AIE)

Dans le scénario « Sky » de Shell, l’hydrogène devrait jouer un rôle croissant dans le système énergétique mondial après 2050. (©Connaissance des Énergies, d’après AIE)