Que pouvons-nous apprendre de la décarbonisation à partir des expériences passées ?

Je développe ce site depuis presque deux ans. Cela a commencé par ma propre curiosité sur l'état de la décarbonisation dans le monde. Je voulais savoir quelle part de notre électricité provient de sources à faible émission de carbone, comment cela se passe dans différents pays et comment cela évolue dans le temps. En plus de satisfaire ma propre curiosité, ce site vise à rendre les données sur la décarbonisation et l'électricité plus accessibles au grand public. J’espère que cela pourra contribuer à une discussion plus rationnelle et modeste des politiques énergétiques futures.

Il y a beaucoup de déclarations lancées dans le débat sur la politique énergétique, souvent avec une grande certitude et un manque de nuances. Lorsque j'entends un appel à construire une certaine quantité de telle ou telle source d'énergie dans un certain laps de temps, ou à passer d'un certain pourcentage d'électricité à faible émission de carbone à un pourcentage plus élevé en quelques années, ou que tout ce dont nous avons besoin pour atteindre un certain objectif est une volonté politique – ma première question est : est-ce que quelqu'un d'autre y est parvenu ? Notre planète est dirigée par environ 200 gouvernements différents, tous avec des politiques énergétiques différentes, et cela est en de nombreux aspects un grand atout. Cela signifie que plutôt que de parier notre avenir énergétique et climatique sur une seule prescription politique, nous pouvons expérimenter différentes stratégies et apprendre des expériences des autres.

Cet article est une tentative de répondre à certaines des questions les plus importantes concernant les efforts de décarbonisation, en se référant à nos réalisations passées et présentes. Je vise à clarifier la distinction entre ce que nous savons être possible, car cela a déjà été accompli – et ce que nous ne savons pas, car cela n’a pas encore été réalisé.

Bien sûr, le fait que quelque chose n'ait pas encore été fait ne signifie pas que cela ne peut pas être fait. Ce que cela signifie, c’est que nous ne savons pas si cela peut être fait. Cela vaut certainement la peine d'essayer. Je ne prône pas une approche plutôt qu'une autre. Je prône l'humilité. Il y a certainement une place pour la défense de technologies ou de politiques spécifiques. Mais nous tous, nous devrions rester sceptiques. Même si nous croyons qu'il y a 90% de chances de succès avec notre approche préférée, le risque du changement climatique exige que nous considérions également les 10% de chances d'échec.

Sans plus attendre, plongeons dans les questions.

Un réseau électrique peut-il fonctionner à 100% avec de l'énergie renouvelable ?

Oui. Cinq pays obtiennent déjà 100% de leur électricité à partir de sources renouvelables.

L'Éthiopie, l'Islande, le Bhoutan, le Paraguay et l'Albanie obtiennent toute leur électricité à partir de sources renouvelables. La majorité de leur électricité provient de l'hydroélectricité.

Un réseau électrique peut-il fonctionner à 100% avec l'énergie éolienne et solaire ?

Nous ne savons pas. Le maximum atteint est de 49%.

En 2020, le Danemark a produit 45,4% de son électricité grâce à l'énergie éolienne et 3,4% supplémentaires grâce au solaire. Bien que l'énergie éolienne ait connu une croissance rapide au Danemark au cours des deux dernières décennies, elle n'a pas continué à croître en 2020.

Passer de 0 à 50% d'électricité éolienne et solaire peut être plus facile que de passer de 50 à 100%. La raison en est que l'énergie éolienne et solaire sont intermittentes – lorsque le soleil ne brille pas et que le vent ne souffle pas, d'autres sources d'énergie sont nécessaires en solution de secours. Jusqu'à présent, le Danemark a résolu ce problème en s'appuyant sur les combustibles fossiles (18%) ainsi que sur l’électricité importée (19%). Se débarrasser complètement des combustibles fossiles pourrait se faire en augmentant la quantité d'électricité importée – faisant effectivement du Danemark une partie d'un réseau plus vaste qui fait face aux mêmes défis d'un fonctionnement purement éolien et solaire. L'autre solution est une expansion du stockage de l'énergie.

Le problème est qu’à ce moment-là, le Danemark n’avait pratiquement aucune capacité de stockage d’énergie. Il y a deux autres pays qui en ont – le Portugal a un stockage qui pourrait durer environ 9 heures compte tenu de la consommation moyenne d'électricité, et la capacité de la Lituanie pourrait durer environ 8 heures. Ce n'est probablement pas suffisant pour soutenir un réseau fonctionnant à 100% sur l'éolien et le solaire. Mais c'est une base significative sur laquelle construire.

Des deux, le Portugal a le plus d'énergies éolienne et solaire – produisant un total de 26% de son électricité. Le taux de croissance est plus lent au Portugal qu'au Danemark. La part de l'électricité provenant de sources à faible émission de carbone en 2020 était en fait inférieure à celle de 2014.

Un réseau électrique peut-il fonctionner à 100% avec l'énergie nucléaire ?

Probablement. Le record est de 87%.

La France a obtenu 67% de son électricité de l'énergie nucléaire en 2020. La part la plus élevée obtenue a été de 79%, en 2006. La Lituanie détient le record mondial – en 1993, elle a obtenu 87% de son électricité grâce à l'énergie nucléaire. Il n'y a aucune raison que je connaisse qui empêche de passer de 79% ou 87% à 100% ou au-delà (l'excédent d'électricité pourrait être utilisé pour exporter et permettre une électrification accrue de l'économie).

Faut-il choisir entre nucléaire et renouvelables ?

Non. Trois pays obtiennent déjà 90% ou plus de leur électricité d'une combinaison d'énergie nucléaire et de renouvelables.

La Suisse (99% d'électricité à faible émission de carbone) et la Suède (98%) obtiennent environ un tiers de leur électricité de l'énergie nucléaire et la majeure partie restante de renouvelables. La France utilise également cette combinaison, mais avec une part beaucoup plus grande pour le nucléaire (67%).

Une grande économie peut-elle s'appuyer sur l'électricité à faible émission de carbone ?

Oui. La septième plus grande économie mondiale le fait déjà.

La France est la septième plus grande économie du monde (classée par PIB nominal). Son électricité est basée à 91% sur des sources à faible émission de carbone. D'autres économies significatives à mentionner sont le Canada et le Brésil (tous deux à 83% d'électricité à faible émission de carbone).

Une économie moderne peut-elle fonctionner sans combustibles fossiles ?

Nous ne savons pas. Cela n’a pas été réalisé.

L’électricité ne représente qu'une partie de notre consommation énergétique totale. En fait, la majorité de l'énergie que nous utilisons se présente sous la forme de combustibles fossiles utilisés directement dans l'industrie, l'agriculture, le transport, le chauffage, etc. Passer à une économie à faible émission de carbone nécessite non seulement d'atteindre 100% d'électricité à faible émission de carbone, mais aussi d'électrifier ces autres secteurs.

Globalement, seulement 17% de l'énergie que nous utilisons est sous forme d'électricité. Mais certains pays sont plus électrifiés que d'autres. Les pays qui obtiennent la plus grande part de leur énergie par l'électricité sont la Norvège (49%), le Paraguay (47%), le Tadjikistan (46%) et le Bhoutan (43%). Il se trouve que ces quatre pays obtiennent aussi entre 93% et 100% de leur électricité de sources à faible émission de carbone. Donc en fin de compte, ils obtiennent presque 50% de leur énergie totale de sources à faible émission de carbone. C’est assez impressionnant. Mais c'est encore loin d'atteindre l'objectif de faire fonctionner 100% d'une économie sans combustibles fossiles.

Peut-on décarboniser la production d'électricité en réduisant la demande ?

Oui. Un pays l'a fait.

En 1987, 39% de l'électricité en Corée du Nord provenait de sources à faible émission de carbone (toutes de l'hydroélectricité). Cela était très proche de la moyenne mondiale de l'époque (36%). En 2019, 87% de l'électricité en Corée du Nord provenait de sources à faible émission de carbone – un succès massif de décarbonisation. Comment l'ont-ils fait ? La production hydroélectrique n'a en fait pas du tout augmenté au cours de cette période. Au lieu de cela, ils ont réduit la production globale d'électricité – de 35 TWh en 1989 à 16 TWh en 2019.

Parmi les 26 autres pays qui obtiennent actuellement 80% ou plus de leur électricité de sources à faible émission de carbone, aucun d'eux n'a réussi en réduisant la demande. Tous y sont parvenus en investissant dans la génération d'électricité à faible émission de carbone.

Il est aussi important de noter que seulement 9% de l'approvisionnement énergétique total de la Corée du Nord est électrifié. Alors que la Corée du Nord montre qu'il est possible de décarboniser son réseau électrique en réduisant la demande, elle ne montre pas qu’on peut décarboniser l'approvisionnement énergétique dans son ensemble sans investir dans des sources d'énergie à faible émission de carbone. Pour atteindre 100% d'énergie à faible émission de carbone sans élargir ces sources, la Corée du Nord devrait tout électrifier et réduire la consommation globale d'énergie d'environ 90%.