Différentes problématiques des pays pour réduire
les émissions de gaz à effet de serre

Pour faire simple, on peut classer les pays de la planète en pays industrialisés, pays en voie de développement et pays sous développés. Et parmi les pays industrialisés comme ceux en voie de développement on peut distinguer entre ceux qui dépendent encore fortement des combustibles fossiles - charbon pétrole et gaz naturel -, gros producteurs de gaz à effet de serre, et ceux qui en dépendent moins à savoir de l'hydraulique, du nucléaire (cas de la France où la part du nucléaire est la plus importante), et des énergies renouvelables (biomasse, solaire, éolien..), toutes sources qui ne produisent pas de gaz à effet de serre.

NB: certains pays dépendant encore fortement du charbon ce qui signifie qu'une part importante voire prépondérante de charbon est utilisée pour la production d'énergie, notamment l'électricité; les centrales à charbon rejetent plus de CO2 à l'atmosphère par unité d'énergie produite que celles qui brûlent du pétrole ou du gaz.

Cette classification est explicitée comme suit avec les principaux pays:

    Pays industrialisés
  • dépendant encore fortement du charbon
    - USA, Russie, Europe de l'Est, Canada, Australie
  • ne dépendant pas fortement du charbon
    - Europe de l'Ouest,
    Pays en voie de développement
  • dépendant encore fortement du charbon
    - Chine, Inde, Afrique du Sud
  • ne dépendant pas fortement du charbon
    - Brésil, Méxique, Indonésie
    Pays sous développés
  • - tout le reste, notamment l'Afrique

Voir la production d'énergie électrique selon AIE/IEA l'agence internationale de l'énergie.

La combustion du charbon rejette 24tC/GJ d'énergie produite, le pétrole 19tC/GJ, le gaz 14tC/GJ, les énergies renouvelables et le nucléaire zéro.

Pour comprendre la problématique, il suffit de comparer les EU et l'Europe de l'Ouest. On comprendra que décrire les EU comme le plus gros pollueur de la planète ne voulant pas réduire ses émissions de gaz à effet de serre et l'Europe de l'Ouest comme le chevalier blanc vertueux qui les a déjà réduit, est un propos de journalistes encore mal informés ou d'idéologues de l'après 2è guerre mondiale anti-américains. Voir émissions de gaz à effet de serre en 2000.

Si l'Europe de l'Ouest - celle dont le pib et le pib/habitant est le plus élevé - est plus vertueuse que les États-Unis, c'est parce la part du charbon a très fortement diminué dans le mix énergétique et qu'il a été remplacé par pétrole, gaz et nucléaire, sans compter les énergies renouvelables en progression, mais ça c'est partout, pas seulement en Europe. La part du charbon a baissé du fait de la fermeture des charbonnages en Grande Bretagne, en France, Belgique, Hollande, Allemagne. Et ce, non pour lutter contre l'effet de serre, mais pour des raisons économiques: les mines étaient peu rentables car très difficiles à exploiter. Prenons le cas de la France, Houillères du Nord Pas de Calais, Lorraine, Centre Midi, Cévennes, Dauphiné, Provence, tous ces bassins produisaient encore 25 millions de tonnes en 1965; aujourd'hui zéro. Et les charbonnages allemands, anglais, belges et hollandais - qui étaient tous plus productifs que les mines françaises parce que les gisements étaient plus favorables - ont tous été fermés aussi.

Dans un premier temps on a importé des charbons à bas coûts d'Afrique du Sud, d'Australie, de Colombie, et des Etats-Unis (charbon à coke pour la sidérurgie), mais progressivement on a fermé les centrales implantées à proximité des mines, conservant seulement celles construites à proximité des grands ports d'importation (Dunkerque, leHavre, Nantes (Cordemais), Marseille). Pendant ce temps on est passé au gaz naturel d'abord Lacq, puis Hollande Groningue, puis Norvège, Algérie, et maintenant Russie et Nigéria. Et les importations de pétrole se sont accrues. Bref le mix énergétique est devenu beaucoup plus favorable pour les gaz à effet de serre qui sont devenus le problème du 21è siècle. Voir ici le site du nucléaire en France. Et ici le site de Areva.

L'Europe de l'Ouest a donc devancé les autres pays, mais pour des raisons qui n'avaient rien à voir avec l'effet de serre. Voir ici le mix d'énergie de l'UE. Et ici celui de la France. N'empêche, cela démontre que l'on peut réduire significativement les gaz à effet de serre sur l'ensemble de la planète. Et trajectoire suivie intervient dans les pistes qui permettraient de diviser par 4 les émissions de gaz à effet de serre que l'on produirait autrement en 2100, c'est à dire si l'on ne changeait rien aux mix et technologies actuels. Voir aussi les mix d'énergie de l'Allemagne, et du Royaume-Uni.

Au États-Unis le problème est différent. Le pays, qui est un continent (10 millions de km2), regorge d'énormes réserves de charbon et de lignite faciles à exploiter donc à coûts de production faibles voire très faibles. C'est notamment le cas des gisements géants de l'Ouest des Etats-Unis, au Dakota du Nord qui produit presque 40% du charbon US dans d'énormes mines à ciel ouvert. Voir détails sur de telles mines. Le pays s'est donc équipé de centrales électriques à charbon et dépend fortement du charbon - 23.5% de son mix énergétique (France 5%, UE 13%). Voir le mix d'énergie des USA. La production de charbon était de 600 millions de tonnes par an en 1974; elle est de l'ordre de 1 milliard de tonnes en 2007. Par comparaison en France, 25Mt en 1965, en Angleterre 250Mt, en Allemagne 140Mt. Ce charbon est souvent de mauvaise qualité notamment en teneur en soufre. Dans les années 1970, ce problème a été résolu par l'obligation faite aux centrales de respecter des teneurs en SO2 des gaz de combustion rejetés à l'atmosphère. Ces normes ont été progressivement resserrées. Aujourd'hui le problème est résolu. On fait passer les gaz dans des dispositifs de "lavage" où le SO2 est capté et neutralisé en produisant du gypse (par réaction sur du calcaire).

Avec le CO2 le problème est le même mais plus compliqué car il y en a beaucoup plus, et cela concerne tous les combustibles fossiles, chatbon, pétrole et gaz. Le charbon bitumineux américain contient typiquement 65% de carbone (lignite 45%), et seulement 1-2% de soufre. Pour réduire l'émission de gaz à effte de serre, il faut donc développer une technologie de captage et de stockage du CO2 émis par les centrales, cela s'appelle la sequestration (CCS Carbon capture and storage). Les américains s'y emploient activement ainsi que l'agence internationale de l'énergie (IEA) de même que l'Union Européenne. Ils ont 3 grandes centrales où l'on cherche à mettre au point la sequestration du CO2. Voir détails sur un tel projet qui cherche à capter le CO2 des gaz de combustion de centrales à charbon classique à charbon pulvérisé. Quand cette technologie sera au point, elle pourra s'appliquer partout, notamment en Chine qui produit en 2005 plus de 1.9 milliard de tonnes de charbon pour ses besoins énergétiques (90% de l'électricité est produite par le charbon) et en Inde #400 millions de tonnes. Voir mix énergetique de la Chine; et celui de l'Inde. Cette technologie va évidemment induire un coût plus élevé pour les centrales. Voir les coûts estimés dans ce document. Les coûts actuels indiqués sont de l'ordre de 2-3ctsUS$/kWH soit presque 50% du coût, mais on espère qu'ils seraient divisés par deux (1-2ctsUS$/kWh) en installations industrielles, soit 25% du coût du kWh. Comme c'est le consommateur qui devra payer, il faut l'incorporer dans les prix de l'électricité. Les centrales sont des investissements très lourds, faits pour 30-40 ans et les prix de l'électricité sont établis pour amortir les investissements sur ces durées. Ajouter une obligation de captage et de sequestration du CO2 nécessitera d'augmenter le coût de production. C'est à cela que doit servir la taxe carbone. Elle incitera les centrales à s'équiper pour capter et séquestrer le CO2. Mais il faudra aussi ajouter des obligations et règlements des gouvernements pour imposer des normes en matière d'émission de CO2. La technique de CSS permettra ainsi de réduire la quantité de CO2 émise par unité d'énergie produite; c'est le 4è paramètre des scénarios. Voir ici l'importance du charbon dans l'économie américaine. Voir aussi ce site. La difficulté pour les décennies à venir c'est que les pays en voie de développement s'équipent rapidement avec des centrales classiques et que l'humanité se verrouille sur un système d'émissions de carbone élevé et qui va croître tout au long du XXIè siècle.

Une autre piste en relation avec les centrales électriques à charbon, et aussi à combustibles fossiles pétrole et gaz, c'est l'utilisation de la chaleur perdue dans les grandes tours de refroidissement. Typiquement une centrale à charbon classique a un rendement de 37%. Si on récupère la chaleur et qu'on l'utilise pour les besoins de chauffage domestique ou de procédés industriels, ce rendement monte à 57%. Et avec des combustibles pétrole et gaz à capacité calorifique plus élevée, on dépasse largement les 60%. Cela s'appelle des cycles combinés; combinés parce qu'on produit à la fois de l'électricité et de la chaleur. Les Russes et les pays de l'Est ont très abondamment utilisé cette technique pour chauffer les grands complexes urbains avec immeubles collectifs. La technique se développe maintenant en Allemagne de l'Ouest, et dans les autres pays d'Europe notamment en France. Cette technique permet de réduire l'intensité énergétique c'est à dire la quantité d'énergie utilisé par unité de pib produite. C'est le 3è paramètre des scénarios.

Voir ces graphiques qui montrent la situation des émissions de gaz à effet de serre dans le monde en 2000 et après évolution plausible, en 2100.

L'autre source de gaz à effet de serre est la déforestation dont les pays en développement et sous développés sont largement responsables. Ceci en raison de la nécessité de défricher des terres pour nourrir leurs populations croissantes, pour exploiter des ressources de la forêt dont les pays industrialisés sont les principaux demandeurs, et de l'incidence croissante des feux de forêts.

Voir une comparaison de quelques pays en ce qui concerne leur structure énergétique et leurs émissions de gaz à effet de serre.

Liens

> Sequestration du CO2 CCS
> Energy mix US
> Energy: country analysis briefs
> South East Asia Country analysis brief
> Energy mix Europe
> Energy mix US
> energy mix France
> energy mix Germany
> energy mix UK
> energy mix China
> energy mix India
> energy mix Japan
> energy mix East Asia
> energy mix South Asia
> energy mix South America
> Key world energy statistics IEA
> World energy statistics maps IEA
> Energy statistics by countries IEA
> Energy graphs by countries & regions IEA
> Site IEA/AIE agence internationale de l'énergie
> Nations Unies programme objectifs du millénaire
> Site IPCC/GIEC
> IPCC rapport 2007 sur les mesures d'atténuation du changement climatique
> Site de l'agence française pour la maîtrise de l'énergie
> Energy basic data (IEA)
> Données énergie et CO2 pour l'ensemble de la planète
> Glossary of energy related terms

Mis en ligne le 08/12/2010