Suite à la loi européenne sur le climat du 9 juillet 2021, l’ensemble des pays de l’Union Européenne s’est fixé comme objectif, d’atteindre la neutralité climatique d’ici 2050. Un objectif largement partagé sur l’ensemble du globe puisque la majorité des autres pays visent la neutralité carbone à horizon 2050 : les États-Unis, l’Australie ou encore le Japon; et à l’horizon 2060 : la Chine et la Russie.
Qu’est-ce que cela implique ? Pourquoi se fixer cet objectif et comment y parvenir ? Nous allons répondre à vos questions.
C'est quoi la neutralité carbone ?
Il existe plusieurs définitions et plusieurs modes de calculs de la « neutralité carbone », provenant de plusieurs sources légitimes, ce qui crée un flou ne facilitant pas la compréhension de la problématique ou encore la compréhension de ses solutions.
Nous allons donc évoquer ces définitions et revenir sur leurs différents modes de calculs.
Définition
selon le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC)
Dans son rapport spécial de 2018 (qui fixait à l’époque l’augmentation du réchauffement planétaire maximum à 1,5 °C), le GIEC (ou IPCC en anglais) définit la neutralité carbone (émission nette de CO² égale à zéro) comme la situation dans laquelle « les émissions anthropiques* de CO² sont compensées à l’échelle du globe par l’élimination anthropique de CO² pendant une période donnée« .
*Anthropique : Fait par un être humain ; dû à l’existence et à la présence d’humains.
À noter que cette définition se concentre uniquement sur le CO² et ne tient pas compte des autres gaz à effet de serre.
selon l'Agence de la transition écologique (ADEME)
En complément de la définition du GIEC, l’ADEME donne son avis sur la neutralité carbone de Mars 2021, et la définit comme le fait de « séquestrer autant de carbone que nous en émettons, de manière à stabiliser son niveau de concentration dans l’atmosphère et ainsi limiter l’augmentation de la température globale de la planète. »
selon le Ministère de la transition écologique et solidaire
Dans la même ligne, d’après l’article 1 de la loi énergie-climat du 16 janvier 2020 : « la neutralité carbone est entendue comme un équilibre, sur le territoire national, entre les émissions anthropiques par les sources et les absorptions anthropiques par les puits de gaz à effet de serre« .
Cette définition se limite au territoire national, et donc ne prend malheureusement pas en compte les éventuelles émissions extérieures liées à la consommation de la France.
À noter que l’utilisation ci-dessus des termes « carbone » ou « CO2 » comprennent, par abus de langage, l’ensemble des gaz à effet de serre responsable du changement climatique. Il s’agit en résumé d’atteindre un équilibre entre les émissions de gaz à effet de serre et leur compensation.
Les principaux gaz à effet de serre
CO2
Dioxyde de carbone
CH4
Méthane
N2O
Protoxyde d’Azote
HFC
Hydrofluorocarbure
PFC
Perfluorocarbure
SF6
Hexafluorure de soufre
Comment est mesurée la neutralité carbone ?
Bien que plusieurs définitions existent, le principe général est simple, il s’agit de ne pas produire plus de gaz à effet de serre que l’on ne peut en absorber. Le résultat du calcul de la neutralité carbone va donc dépendre de deux facteurs : comment est calculé le niveau d’émission des GES et comment est calculé le niveau de compensation des GES.
Mesurer les émissions de gaz à effet de serre
D’après Philippe Ciais, directeur de recherche au Laboratoire de sciences du climat et de l’environnement (LSCE), il n’existe pas de mesure directe, il ne s’agit que d’estimations à partir de données statistiques.
Pour établir le bilan carbone d’un continent, d’un pays, d’une région ou encore d’une entreprise, le calcul de ces émissions a donc été segmenté en 3 scopes.
Scope 1
Il s’agit des gaz à effet de serre émis directement depuis la consommation d’énergies fossiles.
Pour calculer les émissions de gaz à effet de serre générés par le charbon en France, on analyse le volume de charbon utilisé sur une année en kWh et on le multiplie par le taux d’émission par kWh établi par l’ADEME.
Soit : 1058g CO²/kWh pour le Charbon en 2021.
Scope 2
Il s’agit des émissions générées indirectement par l’énergie, comme, par exemple, leur production.
Pour reprendre le cas du charbon, en prenant en compte le scope 2, on doit aussi ajouter les émissions de gaz à effet de serre induites par l’extraction et le raffinage du Charbon.
Scope 3
Il s’agit des autres émissions générées, non liées à l’énergie.
Le charbon sera par exemple utilisé pour générer de l’électricité qui sera consommée pour faire fonctionner des machines industrielles (dans un circuit de production).
Dans le scope 3, on prend en compte la fabrication, l’utilisation ou encore la fin de vie de ces machines dans le calcul des émissions.
Dans la majorité des calculs, notamment liés à la neutralité carbone d’un pays, c’est seulement le Scope 1 (lié à la consommation d’énergie fossile) qui est intégré dans le calcul du bilan carbone. Par conséquent, le niveau d’émission de GES est bien souvent sous-évalué par rapport à la réalité.
Mesurer le niveau de compensation
Les puits de gaz à effet de serre sont des réservoirs qui stockent naturellement ou artificiellement le carbone atmosphérique.
Concrètement, il s’agit surtout des océans, mers ou forêts. À l’échelle mondiale, ces puits de gaz à effet de serre absorbent en moyenne une quantité nette de 3,2 milliards de tonnes de carbone par an, soit 50% des émissions humaines actuelles. Dans ce cas, on parle de puits de gaz à effet de serre naturels.
D’après les différentes définitions de la neutralité carbone, les émissions anthropiques doivent être amorties par des processus de compensation humaines, et donc les puits de GES naturels (océan, forêt, etc) ne devraient normalement pas être pris en compte dans le calcul.
Il ne resterait que les procédés innovants de techniques de stockage du carbone comme les aspirateurs à CO², le stockage souterrain ou autres créations pour contrebalancer les émissions humaines.
Dans les faits, les limites entre puits de GES naturel et anthropique sont souvent flous, un puits de GES à priori naturel peut aussi être d’origine humaine. On peut par exemple planter des forêts pour contrebalancer les émissions de CO², ici la forêt est naturelle, mais elle a été créée par l’homme. Même le simple entretien ou la gestion d’une forêt peut suffire à incorporer un puits de GES naturel dans la liste des « compensations anthropiques ».
Comme la définition et le cadre de la neutralité carbone n’est pas parfaitement défini, dans leurs différents calculs, les pays peuvent n’incorporer que le Scope 1 (tout en important de l’énergie issue d’énergie fossile d’autres pays, comme l’Allemagne avec le projet de gazoduc Russe par exemple), et y intégrer des puits de GES naturels.
La Russie aura par exemple moins de difficulté à atteindre la neutralité carbone grâce à ses immenses forêts en comparaison avec d’autres pays, tout en exportant du gaz naturel dans toute l’Europe.
Si égale à 0 = neutralité carbone atteinte.
Pourquoi c'est important pour l'environnement
Cela fait plusieurs décennies que le rapport entre les émissions anthropiques de GES et réchauffement climatique a été établi. Le dernier rapport du GIEC sur le climat du 9 août 2021 dresse un constat très alarmant, bien qu’une augmentation de 1,5 °C de la température mondiale soit techniquement un seuil à ne pas dépasser pour que l’humanité et l’ensemble de l’écosystème ne subissent pas des désastres irréversibles, nous devrions dépasser ce seuil dès 2030.
Bien que les scénarios catastrophes émis par le GIEC soient pour bientôt, il est encore possible d’éviter le pire, notamment via deux leviers, la réduction des émissions de GES et la création de puits de GES « naturels » et artificiels, le tout, à l’échelle planétaire.
Face à ce constat, nous allons voir ensemble, tout en gardant à l’esprit l’approximation du calcul de la neutralité carbone, comment il est possible d’atteindre cette neutralité énergétique en France.
Comment atteindre la neutralité carbone ?
À l’échelle mondiale, la France représente avec ses ~68 millions d’habitants, 1% des émissions de gaz à effet de serre. Cependant, rapporté au nombre d’habitants en France, nous sommes dans le Top 10 des pays les plus émetteurs de la planète avec 5,2 tonnes de CO² émis par an, par habitant.
À noter que c’est notamment l’utilisation importante de l’énergie nucléaire dans le mix énergétique français qui nous permet de baisser ce niveau d’émissions sur le long terme (à titre d’exemple, l’Allemagne représente 2% des émissions à l’échelle mondiale, soit le double).
Néanmoins, bien que ne produisant que peu de GES, le nucléaire présente d’autres problématiques environnementales et sécuritaires qui sont extérieures aux problématiques analysées par la neutralité carbone, mais que l’on ne peut pas oublier. Ce qui fixe aussi les limites d’efficacité de l’indicateur carbone dans la prise en compte de l’ensemble des problématiques environnementales.
Comment réduire les émissions de GES en France ?
Actuellement, la consommation énergétique globale en France est constituée à 25% par l’électricité (en majorité du nucléaire), le reste de l’énergie utilisé dans le transport, le chauffage, etc, est encore largement alimenté par des énergies fossiles (pétrole, gaz et charbon) à hauteur de 70%.
Plusieurs axes sont donc envisageables pour faire baisser les émissions de GES en France.
Attention à ne pas confondre la consommation d’énergie finale et la consommation d’électricité finale. Le premier englobe toutes les énergies nécessaires au fonctionnement de la France (industrie, transport, chauffage…) depuis les différentes sources d’énergies existantes (électricité, pétrole, gaz, charbon..) et donc englobe la seconde qui, elle, ne concerne que l’utilisation d’électricité.
Énergie ≠ Électricité
Deux leviers fondamentaux
Plus de sobriété énergétique
La sobriété énergétique vise à diminuer la consommation d’énergie en modifiant l’existant, les modes d’utilisation et en opérant des changements sociétaux radicaux.
La France est le pays d’Europe où la déperdition de chaleur des logements est la plus importante.
Quand on sait que le chauffage représente près de 70% des dépenses énergétiques d’un logement et que le secteur résidentiel représente 45% des consommations énergétiques en France, on trouve rapidement des points d’améliorations. En optimisant l’isolation des logements et en s’assurant que les constructions futures répondent à des logiques bioclimatiques afin de se chauffer et se refroidir passivement au maximum, on fait fortement baisser la consommation d’énergie en France.
Autre exemple, en mettant systématiquement un couvercle sur les casseroles lorsque nous cuisinons, nous réalisons une économie d’énergie de 30% à 70% (en fonction des aliments) pendant la cuisson. À grande échelle, ce simple geste pourrait réduire de 2% à 4% la facture énergétique de chaque foyer français. C’est un exemple anecdotique; cependant, ces petites actions nous permettent d’atteindre les objectifs de réduction de la consommation.
En améliorant les systèmes déjà existants qui n’utilisent pas l’énergie de façon optimale et en modifiant nos habitudes pour être plus sobre énergétiquement, nous permettons au mix énergétique français de se développer plus sereinement et proprement.
D’après la SNBC (Stratégie Nationale Bas-Carbone), ces différentes améliorations pourraient nous permettre de réduire de 40%, en 30 ans, notre consommation d’énergie nationale; ce qui nous ramènerait au niveau de consommation de la fin des années 1960.
Décarboner le mix énergétique
Un autre levier important dans la réduction des émissions de CO2 est d’utiliser plus de sources d’énergies décarbonées dans le mix énergétique français, actuellement basé en majorité d’énergies carbonées. L’électricité de qui passe systématiquement par une augmentation de la part que représente l’électricité dans le mix énergétique français.
Plusieurs possibilités existent pour aller dans ce sens, mais elles impliquent toutes une augmentation des capacités de production des énergies renouvelables (éoliennes, photovoltaïques, hydrauliques…). On peut citer d’autres exemples comme le remplacement massif des chauffages au fioul dans toute la France par d’autres systèmes de chauffages plus propre, comme l’Inelio dynamic. La transformation du parc automobile français en y incorporant un maximum de véhicules « propres » comme les voitures électriques ou à hydrogènes, etc.
Les scénarios possibles
Pour mieux établir les réflexions autour de la baisse des émissions de GES et permettre une planification plus précise du développement du mix énergétique français, le RTE (gestionnaire du Réseau de Transport d’Electricité haute tension en France), a réalisé une étude très complète pour déterminer les possibilités de futurs énergétiques à l’horizon 2050 en France.
Comment va évoluer la consommation d'énergie en France ?
Avant de pouvoir définir de quoi le mix énergétique français devra être constitué en 2050 pour assurer la fourniture de la demande d’énergie, il convient d’estimer comment la consommation d’énergie va évoluer.
Actuellement, le parc énergétique français consomme 1600 TWh/an. Grâce aux différentes améliorations en termes de sobriété énergétique (à tous les niveaux), ainsi que sous couvert du déploiement en parallèle de sources d’énergies décarbonées pour répondre à la demande, la SNBC estime que la consommation du parc français à horizon 2050 devrait être de 930 TWh/an.
Actuellement, le parc électrique français produit déjà à lui seul près de 500 TWh/an (à 70% grâce au nucléaire), un avantage important car même si des ajustements sur le parc de production sont à effectuer, la base de la production électrique peut déjà pratiquement assumer la consommation à elle seule, ce qui est loin d’être le cas de tous les pays d’Europe.
De plus, même dans une France ou le mix énergétique global a été au maximum poussé vers l’électricité décarbonée, d’autres sources d’énergie comme le pétrole ou le gaz (qui sera éventuellement décarboné dans le futur) feront tout de même partie du mix et assureront une partie (autant minime que possible) de la production. La production d’électricité n’aura donc pas à supporter à elle seule ces 930 TWh/an de production énergétique.
Pour ajouter plus de précisions par rapport à la prédiction de la SNBC, le RTE a déterminé plusieurs trajectoires possibles d’évolution de la consommation électrique du parc énergétique français à horizon 2050. En fonction des différentes décisions politiques, sociétales et économiques, la consommation finale d’électricité en France devrait osciller entre 754 TWh et 555 TWh/an.
Comment va évoluer la production d'énergie en France ?
En fonction de ces différentes trajectoires de consommation d’énergie, dans son étude, le RTE a établi 6 scénarios possibles pour le mix énergétique français à l’horizon 2050.
100% EnR
Solaire : 208 GW
Éolien : 104 GW
Nucléaire : 0
Répartition diffuse
Solaire : 214 GW
Éolien : 104 GW
Nucléaire : 16 GW
EnR grands parcs
Solaire : 125 GW
Éolien : 132 GW
Nucléaire : 16 GW
EnR + nouveau nucléaire 1
Solaire : 208 GW
Éolien : 104 GW
Nucléaire : 0
EnR + nouveau nucléaire 2
Solaire : 214 GW
Éolien : 104 GW
Nucléaire : 16 GW
EnR + nouveau nucléaire 3
Solaire : 125 GW
Éolien : 132 GW
Nucléaire : 16 GW
L’ensemble de ces scénarios de futurs mix énergétiques, incorporent dans l’arsenal de production : 22GW d’électricité hydraulique, 0 à 3 GW d’énergies marines, 2GW de bioénergies, 39 GW d’imports et 8 GW de STEP. Ainsi que des variations concernant le niveau de flexibilité de la demande, l’utilisation d’usines thermiques décarbonées, de batterie et de procédé de vehicle-to-grid.
Les conclusions principales
Le futur est, par définition, inconnu, cependant ces différentes études et scénarios nous permettent d’imaginer le futur énergétique français et de déterminer quelques points qui sont pratiquement certains et inévitables.
1. Faire baisser la consommation d'énergie est indispensable
Pour parvenir à faire baisser la consommation d’énergie en France à près de -40% d’ici 2050, l’efficacité énergétique des équipements est fondamentale, une plus grande sobriété énergétique serait un gros plus et le pilotage de la consommation est la clé de voûte dans le juste dimensionnement des installations.
2. La part d'électricité dans le mix énergétique va augmenter
Malgré l’amélioration de l’efficacité énergétique, la consommation d’électricité va augmenter car l’électricité doit se substituer aux énergies fossiles, mais aussi parce que les scénarios de réindustrialisation impliquent une augmentation de la demande d’électricité.
3. Le 100% EnR est possible
En plus d’avoir déterminé un scénario possible de mix énergétique constitué exclusivement d’énergies renouvelables, dans tous ces scénarios, le développement des énergies renouvelables, et notamment du photovoltaïque, est indispensable pour atteindre les objectifs de la neutralité carbone d’ici 2050.
Ces moyens de productions doivent être soutenus par des solutions de pilotage et de stockage énergétique ainsi que par le déploiement de centrales thermiques à hydrogène. (source ADEME)
Comment augmenter la compensation de GES en France ?
En complément de la réduction des émissions de gaz à effet de serre en faisant levier sur la consommation et la production d’énergie, une possibilité supplémentaire existe : l’absorption de ces émissions dans des puits de « carbone ».
La création anthropique de puits de GES naturels
La séquestration du carbone et de l’ensemble des gaz à effet de serre s’effectue avant tout naturellement via la photosynthèse. La croissance des forêts entraine par exemple une diminution de la quantité de CO² dans l’atmosphère ; la déforestation a l’effet contraire. Les forêts, les océans, les sols, etc. constituent des puits de carbone naturels. La croissance globale détériore la capacité de séquestration naturelle du carbone rendant sa préservation et sa restauration nécessaire.
Bien que ces solutions de « stockage » des gaz à effet de serre soient fondamentalement naturelles, il est possible pour l’Homme d’augmenter ces capacités d’absorption en favorisant ces espaces. On peut par exemple, augmenter la surface de forêt en plantant des arbres.
Autre solution naturelle mais entièrement pilotée par l’Homme, le stockage souterrain des émissions (développé depuis 1972 en France) va venir capter les émissions industrielles et les injecter dans des dômes rocheux souterrains.
Les innovations de puits de GES artificiels
Bien que les puits de gaz à effet de serre les plus efficaces et les plus importants soient naturels, plusieurs équipes de chercheurs et d’ingénieurs, cherchent à développer des technologies de captage, le stockage artificiel voir même la transformation du carbone.
Voici quelques projets en développement qui partagent ces objectifs :
- CarbonWorks : le projet de Suez et Fermentalg vise à transformer le CO² en biométhane pouvant servir d’énergie renouvelables en utilisant des microalgues et la photosynthèse.
- BioUrban : Un arbre artificiel installé dans des zones stratégiques va venir inhaler les émissions de GES et le stocker là aussi grâce à des algues.
- Le temperature swing adsorption, procédé développé par les chercheurs de l’EPFL, pour piéger le CO² à la sortie des gaz d’échappement et les filtrer avec des amines.
- La mousse de cellulose et de zéolithe qui est un nouveau matériau créé par les chercheurs de l’université de Chalmers et de Stockholm en Suède qui peut stocker de grande quantité de CO²
Atteindre la neutralité carbone à l’horizon 2050, notamment en France, est tout à fait possible. Cependant, cela implique des changements importants aussi bien en terme de consommation énergétique que de production. Reste à découvrir si nous serons à la hauteur des enjeux et si nous arriverons à développer assez rapidement ces solutions pour éviter un désastre écologique total.
Comment atteindre la neutralité carbone en France d’ici 2050 ?
Suite à la loi européenne sur le climat du 9 juillet 2021, l’ensemble des pays de l’Union Européenne s’est fixé comme objectif, d’atteindre la neutralité
Questions fréquentes
Comment atteindre la neutralité carbone ?
Pour atteindre la neutralité carbone en France d’ici 2050 il est nécessaire de faire baisser la consommation d’énergie, d’augmenter la part d’électricité dans le mix énergétique, de produire plus d’l’électricité décarbonée et de développer des puits de gaz à effet de serre dans toute la France.
Comment est calculée la neutralité carbone ?
En estimant les émissions de gaz à effet de serre produites par la France en fonction des sources d’énergie utilisées, puis en soustrayant le résultat à l’estimation de compensation des puits de gaz à effet de serre.
Que signifie neutralité carbone ?
Elle est atteinte lorsque les émissions de gaz à effet de serre de l’entité sont compensées à niveau égal par la compensation et le stockage de gaz à effet de serre par cette même entité.
Quel est l'engagement français pour la neutralité carbone ?
La France s’est engagée à atteindre la neutralité carbone à horizon 2050.
Quels sont les principaux gaz à effet de serre ?
Les principaux gaz à effet de serre sont le CO2 (76%), le Méthane (16%), le protoxyde d’Azote (6%) et les 2% restants sont distribués entre l’Hydrofluorocarbure, le Perfluorocarbure et l’hexafluorure de soufre.
C'est quoi un gaz à effet de serre ?
Ce sont des composants gazeux qui absorbent le rayonnement infrarouge de la surface terrestre et contribuent à l’effet de serre. Ce dernier, originellement naturel, si trop important provoque un réchauffement de la température terrestre.
Qu'est ce qu'un puit de carbone ?
Un puit de gaz à effet de serre (ou carbone) est un réservoir naturel ou anthropique qui stocke, absorbe ou transforme les gaz à effet de serre.
