Quelle est l'Energie du Futur? - Nicolas Meilhan Ingénieur Conseil, Frost & Sullivan
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Quelle est l’Energie du Futur?
Nicolas Meilhan
Ingénieur Conseil, Frost & Sullivan
Janvier 2014
Quelle est l’énergie du passé?
Le pétrole reste la principale source d’énergie, mais le gaz et le charbon lui ont repris des
parts de marché ces dernières années. La part des énergies fossiles dans la consommation
d’énergie mondiale ne devrait baisser que très modestement de 80% en 2013 à 75% en 2040
Evolution de la consommation mondiale d’énergie primaire
- Millions de tonnes équivalent pétrole, 1860 à 2012 -
Charbon Pétrole
30%
Gaz Naturel Hydraulique
Nucléaire Eolien, solaire 27% 80%
& géothermie
Biomasse
22%
Mtep
8%
6%
4%
2%
Sources: Shilling et al., 1977, et BP Statistical Review, 2013
2
Et moi qui croyais que le charbon était une énergie du passé…
Le charbon a effectivement permis la révolution industrielle au 18ème siècle. Mais c’est aussi
l’énergie du futur – il devrait dépasser le pétrole et devenir la 1ère source d’énergie d’ici 2015
Production d’électricité à base de charbon
- % de la production totale d’électricité en 2012-
Monde Europe
50 %
45 %
40 %
35 %
30 %
25 %
20 %
15 %
10 %
5%
1%
0%
Faible Elevé
0,1 22%
40% de l’électricité consommée dans le monde est produite à base de charbon
Source: Worldbank
3
A quoi nous sert toute cette énergie?
Le pétrole est l’énergie du transport (qui en dépend à 93%) alors que le charbon permet de
fabriquer tout ce qui nous entoure, couvrant presque 60% des besoins de l’industrie
Répartition de la consommation mondiale d’énergie primaire (1)
- % de tonnes équivalent pétrole-
39% 23% 9% 28%
Hydraulique 6%
13%
+ Nucléaire 24% 12%
27%
Gaz 21%
13%
40% 24%
93%
Charbon 57%
60%
17%
528 28%
18%
36%
Pétrole 9%
Industrie Transport Non- Autres secteurs
Energie
Note: (1) Energie commerciale seulement (hors biomasse) ; Même ratio TWh / Mtep utilisé pour le nucléaire et l’hydraulique
Autres = agriculture, tertiaire, résidentiel
Sources: BP Statistical Review of World Energy 2007, IEA, A.T. Kearney
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Pourquoi utilise-t-on majoritairement du charbon dans l’industrie?
Demandez aux 15 principaux pays exportateurs (qui représentent 80% des exportations
mondiales) – ils auront probablement la réponse
Exportations de biens & de services vs. production électrique à base de charbon
- Top 15 des pays exportateurs de biens & services*, 2011 -
2500
R2 = 0.7 USA
Chine
Exportations de biens et de services
2000
(en milliards de $)
Allemagne
1500
Japon
1000 France
Royaume-Uni
Italie
Belgique Corée du Sud Inde
Pays-Bas
500
Suisse
Espagne
Brésil Mexique
0
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%
Production électrique à base de charbon
(% de la production total d’électricité)
* Hors énergie
Source: Banque Mondiale
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Pourquoi le pétrole est-il la seule énergie utilisée pour le transport?
1kg de pétrole contient autant d’énergie que 100 kg de batteries
Densité énergétique des différentes énergies utilisées dans le transport
Densité énergétique massique
Densité énergétique volumique
« Si on considère que la construction de la grande pyramide de Khéops nécessita le travail
manuel de 10 000 personnes pendant 20 ans, alors la consommation journalière d'essence, de
diesel et de kérosène aux Etats-Unis permettrait de construire 100 pyramides chaque jour »
Richard Heinberg
Source : Pierre-René BAUQUIS, Richard Heinberg
6
Restera-t-il encore du pétrole en 2100?
La principale question est surtout de savoir pendant encore combien de temps disposerons-
nous de pétrole peu cher pour faire tourner notre économie (et nos voitures..)
Evolution de l’extraction d’hydrocarbures liquides
Extraction en milliards de barils - 1930 à 2050-
de pétrole par an
« Ce n’est pas la taille du réservoir qui compte mais la taille du robinet »
Jean-Marie Bourdaire
7
A-t-on vraiment besoin de pétrole peu cher pour faire tourner notre économie?
Quatre des cinq dernières grandes crises économiques mondiales ont été précédées par un
choc pétrolier
Récessions économiques vs. prix du pétrole
Récession économique
Prix du pétrole (en US$ courant)
Prix du pétrole ajusté de l’inflation
US Dollars par baril
(en US$ 2008 constant)
Source: Steven Kopits, June 2009, Douglas Westwood, Oil: What price can America afford?, EIA, NBER
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Houston, nous avons un problème…
Certains champs de pétrole ont besoin d’un baril de pétrole à plus de 100$ pour être rentables
alors que la demande de pétrole se contracte à partir de 102$ aux US et de 120 $ en Chine
Seuil de rentabilité des champs pétroliers en cours de développement
- Top 360 des champs pétroliers -
Seuil de rentabilité ($US/baril)
Capacités maximales de production cumulées (milliers de barils par jour)
Note: Les estimations de seuil de rentabilité n’incluent pas les coûts d’acquisition du terrain ni les coûts d’exploration du champ, qui, si ils étaient inclus,
augmenteraient le seuil de rentabilité des champs, notamment en Amérique du Nord pour les champs on shore
Source: Goldman Sach Research Estimates, Douglas-Westwood Associates
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La solution n’est-elle pas le gaz et le pétrole de schiste?
A court terme, peut-être aux Etats-Unis avec 40% de la consommation de gaz en 2013, à plus long
terme probablement pas en Europe avec seulement 10% de la consommation de gaz en 2030
Vue aérienne d’un champ d’exploitation de gaz de schiste au Texas
- Cliquez sur l’image -
Source : Google maps: https://goo.gl/maps/gE9Dp
10Est-ce vraiment si important que cela d’avoir de la place?
Il faut regarder attentivement la densité énergétique surfacique quand on s’intéresse à l’énergie
du futur: moins on a de place, moins on a de choix!
Densité énergétique surfacique
Source: David MacKay http://www.ted.com/talks/david_mackay_a_reality_check_on_renewables.html
11Quel pourrait être l’énergie du futur alors?
Vraisemblablement le charbon tant qu’aucun coût n’est donné aux externalités négatives qu’il
engendre– consommation d’eau, pollution atmosphérique, émissions de CO2
Prévision de disponibilité d’énergies fossiles et d’uranium
- Millions de tonnes équivalent pétrole-
Mtep
Source: Energy Watch Group, 2013 - http://www.energywatchgroup.org/fileadmin/global/pdf/EWG-update2013_long_18_03_2013up.pdf
12Ne peut-on pas avoir une énergie 100% renouvelable comme au Moyen-âge?
Les pays gâtés par la nature - forêts, montages ou géothermie - pourront s’en rapprocher ; pour
les autres, ce sera plus compliqué à moins d’une baisse significative de la consommation
Part des énergies renouvelables dans la consommation d’énergie
85% primaire d’une sélection de pays
80% - 2011, en %-
Hydraulique
Géothermique, Solaire, Eolien,
Biomasse
48%
40% 39%
34%
32%
26% 25%
22% 22%
17%
14% 13% Moyenne mondiale (13%)(1)
12% 11% 11% 10%
7% 7% 6%
Moyenne UE (10%)(1)
Consommation
d’énergie
primaire 6 4 270 29 20 4 50 34 36 19 24 413 6 7 173 129 2743 316 259 478 2189
(Mtep) Islande Nouvelle
Brésil Suède Finlande Portugal Estonie Italie Chine France Etats-Unis
Zélande
Costa
Norvège Lettonie Autriche Danemark Canada Slovénie Espagne Allemagne Japon
Rica
Note: (1) Based on IEA conversion ratios, 16% by applying 33% conversion factor
Sources: Eurostat, IEA, Frost & Sullivan analysis
13Comment faire le jour où on n’aura plus de pétrole, ni de gaz, ni de charbon?
Cela va être très compliqué de maintenir notre niveau de vie actuel sans économies
substantielles d’énergie – efficacité & sobriété
Potentiel de production des énergies renouvelables – Ordres de grandeur
- Millions de tonnes équivalent pétrole par an -
8 milliards de
personnes à
2.5 tep/an?
25% des
10% des forêts
terres exploitées 20 Gtep
60 par arables à 3 tep/ha
rapport à actuelles
2006 à1 tep/ha 9.5
millions de
200 par 0,5 km²
rapport à 2007 million 1.4
millions alloués ?
km2)
20 milliards de de km²
panneaux de alloués 7 Gtep
2 850
1m2) 10 000 1 000
2 000 2 263 226 140
[TWh] 3 040 2 000
453 453
[Mtep] 688
Hydro Hydro Solaire Eolien Géothermie Bio- Biomasse Total Total
existant additionnel carburants Renouvelable
Note: les biocarburants et la biomasse n’ont pas d’équivalent TWh
Les conversions TWh / Mtoe prennent en compte les rendements des différents procédés de production d’énergie
Source: Philippe Bihouix, 2008 - http://www.lajauneetlarouge.com/article/lenergie-mondiale-face-la-penurie-ou-colbert-et-les-lecons-du-peak-wood
14Quelle est la véritable énergie du futur alors?
Celle que nous ne consommerons pas!
kep /
kep /
personne • Presque 50% d’économie
Secteur personne Commentaires
Meilleure d’énergie possible sans
en 1995
techno (1) impact significatif sur notre
Logement niveau de vie…ce n’est sans
Chauffage 740 300 • Isolation thermique doute pas assez mais c’est
Cuisine 35 25 • Meilleur électroménager déjà un bon début!
Autres 70 35 • Veille
Tertiaire • Mais remplacer l’ensemble
Chauffage 415 200 • Isolation thermique des équipements existants
Usages spécifiques 90 50 • Veille prendra énormément de
Nourriture 360 250
• 50% d’économies sur la temps – pour le parc de
réfrigération et la cuisson
voitures, il faut compter entre
Industrie
10 et 15 ans au moins
Produits
625 450 • Recyclages, éco-process
intermédiaires
Equipements 150 130
Transports Eteindre nos équipements
De personnes 490 250 • Voitures à 4 litres / 100 km
électriques au lieu de les laisser
• Réduction de la puissance “veiller” … 5 à 6 TWh en France
De biens 315 200
des camions, fret ferroviaire
Total 3290 1890
- presque un réacteur nucléaire!
Note : kep = kilo d’équivalent pétrole; meilleure technologie disponible en1995
Source: Bernard Multon, ENS Cachan ; Commissariat au plan
15Nicolas Meilhan
Consultant Principal
Energie & Transport
(+33) 1 42 81 23 24
nicolas .meilhan@frost.comVous pouvez aussi lire
