La demande énergétique mondiale est sous-estimée, et c’est un vrai problème pour le climat

Victor Court

Enseignant-chercheur en économie, IFP Énergies nouvelles

Remplacer les combustibles fossiles (pétrole, charbon, gaz) par des énergies bas carbone (renouvelables et nucléaire) est indispensable pour limiter le dérèglement du climat. Mais comme les énergies fossiles ne vont pas disparaître de sitôt, il est aussi impératif d’augmenter l’efficacité avec laquelle on les utilise, c’est-à-dire produire plus avec autant (voire moins) d’énergie(1).

Dans le scénario « développement durable » de l’Agence internationale de l’énergie (AIE)(2), l’efficacité énergétique(3) est d’ailleurs considérée comme le premier levier pour réduire les émissions de CO2. Améliorer l’efficacité énergétique des bâtiments et de toutes les machines qui nous entourent contribuerait à 37 % de l’effort nécessaire pour décarboner l’économie mondiale d’ici 2050.

Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) considère lui aussi que l’efficacité énergétique est un élément clé de la transition écologique. Il en va d’ailleurs ainsi pour tous les gouvernements engagés dans l’Accord de Paris.

Mais il se pourrait que cette stratégie ne fonctionne pas, car elle omet un phénomène qui œuvre depuis longtemps pour contrer les bénéfices de l’efficacité énergétique : l’« effet rebond »(4).

Origines des réductions d’émissions de CO₂ liées à l’énergie dans le scénario « développement durable » de l’AIE, vis-à-vis d’un scénario intégrant toutes les politiques publiques déclarées.

L’éléphant au milieu de la pièce

Parfois appelé « paradoxe de Jevons », du nom du premier économiste à l’avoir étudié au milieu du XIXe siècle, l’effet rebond correspond à l’ensemble des mécanismes économiques et comportementaux qui annulent une partie, ou la totalité, des économies d’énergie résultant des gains d’efficacité.

Par exemple, si les ingénieurs parviennent à diminuer de moitié la consommation d’essence nécessaire pour parcourir un kilomètre en voiture, les automobilistes peuvent dépenser deux fois moins d’argent pour parcourir la même distance, mais ils peuvent aussi parcourir deux fois plus de kilomètres avec le même budget ! L’histoire nous montre que c’est la seconde option qui a été suivie, en augmentant au passage le poids, le confort, la vitesse maximale et la puissance des voitures.

Ainsi, en abaissant le coût d’un service donné – s’éclairer, se déplacer, se chauffer, se nourrir, se divertir –, l’efficacité énergétique engendre un surcroît d’utilisation de ce service : on s’éclaire plus, on se déplace plus, on se chauffe, on se nourrit et on se divertit davantage grâce aux gains d’efficacité énergétique.

Plus de la moitié des économies d’énergie résultant d’une amélioration de l’efficacité énergétique semblent ne jamais se concrétiser dans la réalité…

Mais disposer d’un éclairage ou d’une voiture plus économe peut aussi pousser les consommateurs à utiliser une partie de leurs revenus pour acheter autre chose que de l’électricité ou de l’essence : par exemple, un billet d’avion ou bien un nouveau smartphone. Il en va d’ailleurs de même pour les entreprises, qui peuvent allouer à de nouvelles activités les revenus épargnés grâce à l’efficacité énergétique.

À terme, ces changements de comportement peuvent modifier les prix et les incitations à investir dans telle ou telle infrastructure (le système routier plutôt que le système ferroviaire par exemple), et ainsi modifier encore un peu plus la consommation d’énergie.

L’ampleur des effets rebonds est difficile à quantifier, mais une tendance se dégage dans les connaissances que nous avons de ce phénomène. Dans une étude récente(5), nous avons montré avec mes collègues que les preuves d’effets rebonds très significatifs étaient de plus en plus nombreuses : plus de la moitié des économies d’énergie résultant d’une amélioration de l’efficacité énergétique semblent ne jamais se concrétiser dans la réalité…

Pas d’énergie, pas de PIB

Dans le même temps, l’efficacité énergétique tend à améliorer la qualité de vie, stimuler la productivité et accroître la compétitivité : autant d’éléments qui contribuent à la croissance de l’économie(6) et à l’augmentation de la demande d’énergie, et donc aux émissions de gaz à effet de serre.

C’est ce qui explique que le produit intérieur brut (PIB) et la consommation d’énergie ont toujours été étroitement liés. On sait en effet que la croissance de l’activité économique est systématiquement allée de pair avec une augmentation de la consommation d’énergie(7), tandis qu’un accès restreint à l’énergie a toujours limité la croissance économique(8).

Néanmoins, le PIB et la consommation d’énergie n’évoluent pas strictement à la même vitesse. Entre 1971 et 2018, le PIB mondial a augmenté en moyenne de 3,1% par an(9), tandis que la consommation mondiale d’énergie finale (c’est-à-dire la quantité totale d’énergie consommée par les utilisateurs finaux) s’est accrue de 1,8% chaque année(10). C’est ce qu’on appelle un « découplage relatif » : les deux variables augmentent, mais le PIB augmente plus vite que la consommation d’énergie.

Faire plus avec moins ?

En raison de changements dans la structure des économies, à savoir plus de services, moins d’industries et des gains d’efficacité énergétique très élevés, les organisations telles que le GIEC et l’AIE prévoient une croissance faible ou nulle de la consommation mondiale d’énergie au cours des prochaines décennies, tout en maintenant une croissance économique relativement élevée.

Ces groupes d’experts font donc l’hypothèse d’un découplage relatif entre PIB et consommation d’énergie, mais à des niveaux bien supérieurs à ceux du passé. Plusieurs de leurs scénarios(11) postulent même qu’un « découplage absolu » est possible : ils prévoient que le PIB pourrait continuer d’augmenter tandis que la consommation d’énergie diminuerait ; et ce, malgré la nécessité d’investir à grande échelle dans les infrastructures à forte intensité énergétique et dans l’industrie lourde des pays en développement.

Le problème, c’est qu’il n’existe aucun précédent historique de découplage absolu au niveau mondial. Seuls quelques pays riches(12) ont pu connaître certaines années un découplage absolu entre leur PIB et leur consommation d’énergie, mais cela était dû à une raison bien précise : ils avaient au préalable délocalisé une grande partie de leur industrie.

La figure ci-dessous permet de comprendre l’ampleur de la déconnexion qui existe entre données historiques et scénarios futurs.

Tendances historiques et scénarios futurs pour la consommation d’énergie finale et le PIB au niveau mondial

 
On a représenté sur ce graphique la trajectoire de l’économie mondiale en matière de consommation d’énergie finale (en ordonnées) et de production économique (en abscisses), soit avec les données de la période 1971-2018 (ronds noirs), soit dans le cadre de quelques scénarios du GIEC permettant de stabiliser le changement climatique à 1,5 °C ou 2 °C (respectivement en bleu et en orange).

La courbe en violet montre que la relation empirique entre PIB et énergie a été quasiment linéaire sur les cinquante dernières années : le PIB mondial a crû à peine plus vite que la consommation d’énergie, c’est le découplage relatif que nous avons évoqué un peu plus haut.

On observe que les scénarios visant une stabilisation du dérèglement climatique à 2°C (en orange) correspondent à un découplage relatif bien plus important que par le passé, tandis qu’une stabilisation de la dérive climatique à 1,5°C implique de réaliser un découplage absolu entre PIB et consommation d’énergie.

Plongée dans les modèles énergétiques et climatiques

Une question clé est de savoir si les effets rebonds sont correctement pris en compte dans les modèles énergétiques et climatiques mondiaux.

Dans notre étude(13), nous avons examiné quatre des « modèles d’évaluation intégrés »(14) utilisés par le GIEC(15), ainsi que les modèles développés par BP, Shell(16), l’AIE(17) et l’US Energy Information Administration (EIA).

Nous avons constaté que la plupart de ces modèles étaient incapables de saisir un grand nombre des mécanismes contribuant à l’effet rebond. Deux de ces modèles comprenaient une modélisation plus détaillée de l’économie, mais en omettant tout de même des mécanismes importants tels que ceux faisant évoluer la taille relative des différents secteurs de l’économie.

La demande énergétique mondiale semble significativement sous-estimée dans les scénarios qui orientent la prise de décision politique.

Par ailleurs, plutôt que d’estimer l’impact de l’efficacité énergétique sur la consommation réelle, certains modèles fonctionnent en sens inverse : ils définissent d’abord la consommation d’énergie désirée, et ils déduisent ensuite les gains d’efficacité nécessaires pour atteindre cet objectif. Une telle approche empêche, par définition, la prise en compte des effets rebonds.

Cette analyse suggère que les modèles surévaluent les économies d’énergie effectivement réalisables. En d’autres termes, la demande énergétique mondiale semble significativement sous-estimée dans les scénarios qui orientent la prise de décision politique.

Implications pour l’action climatique

Installer de nouvelles ampoules LED, doter les voitures de moteurs derniers cris et perfectionner les processus industriels ne suffira pas pour diminuer la consommation d’énergie fossile et réduire les émissions de gaz à effet de serre.

Affirmer cela ne veut pas dire que l’efficacité énergétique est une mauvaise chose en soi : en plus d’économies d’énergie bien réelles, elle peut apporter différents avantages économiques.

Toutefois, il semble que les scénarios et les modèles climatiques manquent d’un certain réalisme face à la complexité de l’effet rebond. Puisqu’environ 50% des économies d’énergie semblent compensées par ce phénomène, il est urgent que la communauté des modélisateurs le prenne plus au sérieux et parvienne à mieux l’intégrer dans leurs équations. Sans cela, la crédibilité des scénarios climatiques mondiaux est sujette à caution, en particulier pour ceux qui font l’hypothèse d’un découplage absolu entre activité économique et consommation d’énergie.

Par ailleurs, il est clair qu’il sera difficile d’atteindre les objectifs de l’accord de Paris si les décideurs politiques ne tiennent pas compte de l’effet rebond dans leurs réponses à l’urgence climatique. Si les économies d’énergie fondées sur les gains d’efficacité sont moins importantes que prévu, il faudra compter sur d’autres moyens pour lutter contre le changement climatique : les énergies renouvelables et nucléaires, la capture et le stockage du carbone, ou encore la tarification du carbone(18).

Ces solutions possèdent néanmoins un certain nombre de limites (physiques et financières) qui laissent penser qu’un plan sérieux de transition bas carbone devrait inclure des solutions pour capter les économies financières liées à l’efficacité énergétique et les rediriger vers des investissements à faible impact écologique.

Surtout, il serait temps que la question de la sobriété(19) des besoins, c’est-à-dire la décroissance de la production matérielle(20), soit enfin prise au sérieux par les dirigeants politiques, n’en déplaise aux apologistes du « progrès » technique.

Sources / Notes
  1. Efficacité énergétique : est-il vraiment possible de faire mieux avec moins ?, Carine Sebi, avril 2019.
  2. Sustainable Development Scenario, AIE.
  3. Par quoi passe l’efficacité énergétique ?, Guillaume Guérard, septembre 2016.
  4. Transition énergétique : Le rôle incontournable de l’effet rebond, La Fabrique Écologique, novembre 2019.
  5. Energy efficiency and economy-wide rebound effects: A review of the evidence and its implications, Renewable and Sustainable Energy Reviews 141 (2021) 110781Available online 2 March 20211364-0321/© 2021 The Authors. Published by Elsevier Ltd.
  6. Thermodynamic Efficiency Gains and their Role as a Key ‘Engine of Economic Growth’, décembre 2018.
  7. Energy Capture, Technological Change, and Economic Growth: An Evolutionary Perspective, Victor Court, 2018.
  8. Energy expenditure, economic growth, and the minimum EROI of society, Florian Fizaine et Victor Court, août 2016.
  9. Évolution du PIB, Banque mondiale.
  10. Statistiques de l'OCDE.
  11. Plausible energy demand patterns in a growing global economy with climate policy?, Gregor Semieniuk, Lance Taylor, Armon Rezai & Duncan K. Foley, janvier 2021.
  12. A systematic review of the evidence on decoupling of GDP, resource use and GHG emissions, part II: synthesizing the insights, Helmut Haberl et al 2020 Environ. Res.
  13. Energy efficiency and economy-wide rebound effects: A review of the evidence and its implications, Renewable and Sustainable Energy Reviews 141 (2021) 110781Available online 2 March 20211364-0321/© 2021 The Authors. Published by Elsevier Ltd.
  14. Comprendre les enjeux de la modélisation du lien complexe entre énergie, climat et économie, Shift Project, octobre 2019.
  15. Metrics & Methodology, GIEC.
  16. World Energy Model, a view to 2100, Shell.
  17. World Energy Model Documentation, 2020 version, AIE.
  18. Les comptes mondiaux du carbone en 2020, I4CE, mai 2020.
  19. Scientists’ warning on affluence, nature communications, 2020.
  20. Research On Degrowth, Annual Review of Environment and Resources, 2018.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.

 

The Conversation

Commentaire

Guillaume Martin

Il est effectivement intéressant de s'intéresser à l'effet rebond pour ce rendre compte que... l'articulation des enjeux climatiques et de l'organisation actuelle de la société est une source intarissable de débats techniques autant que stériles. Le début de la solution n'est qu'une question que de priorité et de volonté politique et sociétale, il est aussi simple que "les CFC détruisent la couche d'ozone, il faut arrêter de produire des CFC, on verra ensuite comment s'adapter aux conséquences". Une différence notable cependant, les producteurs de CFC n'ont pas pesé bien lourd à la fin du XXème siècle, tandis que les compagnies pétrolières ont une influence majeure sur nos politiques et nos économies. Ca ne s'enclenchera donc pas tant qu'il restera des ressources fossiles à exploiter.

Robin

Merci pour cet article clair, qui illustre le cul de sac dans lequel nous conduit le modèle de (sur)consommation linéaire dans lequel nous nous sommes enfermés progressivement depuis (150?) ans ... Comment faire pour en sortir, tout en développant l'emploi, en gardant/développant les bienfaits qu'il a aussi permis (éducation, santé, protection sociale ...) et en permettant aux 3/4 de la population mondiale qui en est encore privée d'y accéder ? Un changement drastique des modes de vies dans les pays "riches" et la mise en place de modèles d'économies circulaires partout me semblent indispensable, et plus on tarde plus ce sera douloureux ... La société n'a pas encore ouvert sérieusement ce grand débat. Des prix suffisemment élevés de la tonne de CO2, et des matières premières font partie de la solutions, mais ils ne monteront pas tous seuls, et surtout pas assez vite au regard de l'urgence climatique. Tout cela doit être piloté par la puissance publique, au niveau international, autant dire que ça ne va pas être facile ...

Finzi

D'où l'idée de programmer une hausse d'un à deux points des fiscalités indirectes liées à la consommation de biens et de services, ainsi que les taxes d'import/export, dans les pays riches et moyennement riches, et de reverser ces sommes dans un Fonds Mondial de Décarbonation dont la vocation serait de mettre sur pied un Plan Mondial de Décarbonation. Ce plan mondial devrait financer, par le biais de subventions directes, totales et non remboursables, l'ensemble des mesures de réductions des émissions de GES et plus particulièrement de CO2 partout dans le monde, ainsi que les mesures d'adaptation. L'augmentation des fiscalités indirectes des pays riches et moyennement riches pourrait générer entre 300 et 1000 milliards de dollars par an. Largement de quoi financer ou d'aider à financer les engagements des Etats Partis de l'Accord de Paris. Il pourrait même aller au delà en prenant part au financement des ODD. La première mesure à adopter par le Plan Mondial de Décarbonation serait le remplacement des petites et moyennes centrales thermiques par des moyens de production d'électricité verts ou renouvelables partout sur terre, avec une priorité pour la Chine et l'Inde. Reconnaître enfin la responsabilité principale de la consommation mondiale de bens et de services est un objectif prioritaire dans la lutte contre le réchauffement climatique. Lui faire payer la charge qui lui incombe est une mesure juste et salutaire pour l'humanité. Seule cette solution permettra de financer la lutte contre le réchauffement climatique et accélérer le processus en cours pour réussir à rester sous la barre des +1,5°C.

Christian Médard

Lorsque la TICGN a été programmée en 2014 pour grimper de 1,19€ jusqu'à 16,10 € en 2020, parallèlement à une hausse volontariste du CO2, j'ai commencé à y croire. Pas tant pour la hausse du CO2 que pour la programmation sur 5 ans qui devait permettre aux consommateurs concernés de s'adapter. On se souvient des patrons-pêcheurs en juillet 2008 qui, avec le baril à 1,70$ déclaraient ne plus pouvoir suivre ni n'avoir les moyens de s'adapter en si peu de temps. Mais même avec une programmation intelligente, il se trouvera toujours quelques gilets rouges ou bonnets jaunes pour faire obstacle par la force aux mesures de bon sens.
Au début de ce siècle, Michel Rocard estimait que le CO2 devrait être à 75€/T pour commencer à faire évoluer notre civilisation consumériste. En 2021, ce prix devrait être de 400 €/T et nous en sommes péniblement à 43€. Nos dirigeants, faute de pouvoir appliquer les bonnes décisions (ils les connaissent) cherchent à gagner du temps. "Pourvu que ça dure encore un peu"

Les 2000 milliards de Biden sont pour les routes et les ponts, pour des voitures, pas pour des pistes cyclables ou des réseaux de recharge magnétique. Il sait où sont ses électeurs. Quand le mâle dominant viendra chercher sa blonde conquête avec une voiture décarbonée et frugale au lieu de son 4x4 de 320 cv, je commencerai à y croire. Mesdames, l'avenir est aussi entre vos mains, mais je crois qu'il se brûlera encore beaucoup d'énergie fossile avant que vous ne renonciez à faire cavaler les mâles dominants qui sont tout aussi destructeurs que les gilets jaunes.

Albatros

Au risque de me fâcher (ce qui s'est déjà produit avec un ponte du climat d'une agence militante), je me permets la question suivante : la "décarbonation" totale et absolue des systèmes énergétiques mondiaux est-elle tout simplement physiquement possible avec les technologies actuellement disponibles ainsi que celles raisonnablement attendues d'ici 2050 ?
Il me semble bien que non, mais j'espère un démenti crédible (et pas un calcul bureaucratique comme le font actuellement les fonctionnaires et ONG réunis dans la militance verdâtre).
Et merci de m'épargner le fait qu'il y a toujours du vent quelque part et autres billevesées comme le caractère inépuisable de notre étoile.
Merci d'avance et courage à tous !

Guillaume Martin

Aujourd'hui, il y a le nucléaire civile qui, s'il est déployé massivement bien au-delà de ce qui est fait aujourd'hui, peut permettre de produire une électricité en quantité suffisante pour stabiliser la démographie en faisant accéder la population mondiale au niveau de vie des pays développés, et de décarboner en profondeur l'économie. Cette contribution serait essentielle pour compléter la petite quantité d'énergie qui peut être fournie pas l'hydroélectricité et les renouvelables intermittents dans les endroits qui s'y prêtent.

Philippe Weill

Merci pour cet article. Vous semblez oublier toutefois certaines solutions : l'économie circulaire et la production d'énergie décarbonée (hydrogène voire fusion nucléaire), susceptibles à l'horizon de quelques décennies de réduire significativement le besoin en énergie fossile.

Dominique Guérin

D'accord avec vous pour la fusion, qui, quand elle fonctionnera sera pilotable. Par contre, l'hydrogène et les éoliennes, ne sont ni pilotables, ni écologiques ni économiquement fiables.
La meilleure preuve étant qu'il faut les subventionner à tour de bras pour très peu de résultat (voir ce qui se passe en Allemagne ou au Danemark qui ont dépensé des centaines de milliards pour faire 3 fois plus de CO2 que la France.

Philippe Weill

L'Allemagne paie son retrait précipité du nucléaire, qui l'oblige à se reposer sur le charbon pour assurer l'équilibre du système électrique. La situation serait bien différente si elle avait organisé le retrait du charbon avant celui du nucléaire (nous n'avons pas ce problème en France par exemple). Certes, il a fallu subventionner la filière éolienne au début, mais c'est de moins en moins vrai, et le renouvelable fait baisser le coût marginal de l'életricité, ce qui sera bénéficiable au consommateur une fois l'équipement amorti. Gageons que si l'humanité s'en donnait les moyens, elle finirait par arriver à produire de l'hydrogène décarboné à bas coût, comme elle a réussi à développer d'autres filières industrielles efficaces. Quant au pilotage des énergies intermittentes, il se fera par les batteries, où l'on commence à travailler sur des technologies durables.

Guillaume Martin

Merci pour cet article qui est une illustration supplémentaire de la vanité de tous ces scénarios et de toute cette communication qui ne servent au final qu'à nous conforter dans le pillage et la destruction de notre planète. Le scénario réaliste est une augmentation bien au-delà des 2°C, rendez-vous dans 30 ans. Le seul scénario souhaitable, c'est une augmentation de la consommation énergétique mondiale, car c'est aussi le seul moyen connu et efficace de stabiliser la croissance démographique. Une fois cela accepté, il faut dès lors privilégier absolument les sources d'énergie à faibles émissions. Il est dès lors clair que l'énergie nucléaire civile doit être une composante essentielle de la solution. C'est une évidence, mais ça ne se concrétisera pas, du fait que les milieux financiers / d'exploitation des énergies fossiles contrôlent nos politiques et nos économies, et que des gisements de ressources fossiles sont encore exploitables sur des décennies.

Pierre-Ernest

La présente analyse n'évite malheureusement pas le biais classique dans lequel la plupart des commentateurs tombent : une analyse "entre soi" qui pose sans le dire comme à-priori que le problème ne concerne que le monde développé actuel.
Bien avant cinquante ans, le monde actuel ne sera qu'un souvenir... et les grands émetteurs de CO2 seront un certain nombre de pays dits actuellement "en développement", en Asie, en Afrique etc. et les "efforts" demandés aux pays développés actuels ne serviront strictement à rien.
S'adapter au réchauffement climatique est la seule solution au problème. Peut-être bien que plusieurs zones de la planète seront devenues invivables dans cinquante ans. Heureusement, de nouvelles zones vivables apparaitront. Malheureusement, la Terre est une sphère plutôt étroite vers le bas et vers le haut...
Le gros problème reste que les pays développés ne voient toujours pas plus loin que l'autre coté de leur rue. Et seront toujours surpris par le futur.

Joseph Letellier

Bonjour à tous.
Un progrès énorme se fait dans la politesse des échanges, et c'est tant mieux
Et si chacun de son coté se met à calculer sa consommation énergétique des années précédentes pour la comparer d'année en année ?
Ca peut peut-être être le commencement d'une solution partielle à la gestion de l'énergie.

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