Introduction - Energies

INTRODUCTION
ENERGIE :
ETAT DES LIEUX ET PERSPECTIVES
Olivier SIDLER – Sté ENERTECH
1 – Les enjeux mondiaux de l’énergie
1-1 Des réserves limitées
Source : AIE/OCDE
Milliards
de TEP
Réserves prouvées
d’énergie dans le monde
600
500
Autres
400
300
Chine :
21.8%
200
Ex - URSS :
22.5%
100
Amérique du
nord : 25.4%
0
Réserve
218 ans
Conso. annuelle
Charbon
Autres
Autres
Moyen Orient :
63.6%
Moyen Orient :
33.9%
Ex - URSS :
38.7%
Réserve
41 ans
Conso. annuelle
Pétrole
Réserve
63 ans
Conso. annuelle
Gaz
En 2100, les réserves d’énergie connues et
supposées seront épuisées
Consommation mondiale d'énergie
avec 2% de croissance par an
4 500
4 000
3 500
3 000
Réserves
mondiales
ultimes :
4000 Giga
tonnes
équivalent
pétrole (tep)
Consommation cumulée
depuis 2000
2 500
2 000
1 500
Réserves prouvées : 860 Gtep
1 000
500
Consommation annuelle
0
En 2100, 10 milliards de terriens consommeront comme un Américain de l’an
2000 (8 tep / personne)…mais la concentration atmosphérique en CO2 aura
dépassé 2000 p.p.m.v.
Source : Jean-Marc Jancovici
Des réserves limitées, mais en plus une
production qui va mécaniquement diminuer à cause
précisément de cette limite…
C’est le « pic de Hubbert »
Des réserves limitées, mais en plus une
production qui va mécaniquement diminuer à cause
précisément de cette limite…
Source : BP Statistical Review 2008
Des réserves limitées, mais en plus une
production qui va mécaniquement diminuer à cause
précisément de cette limite…
C’est le « pic de Hubbert »
L’offre devient inférieure à la demande….
…. et le marché s’adapte : le prix augmente.
La hausse du prix de l’énergie est donc inéluctable dans un
avenir très proche. Probablement bien avant 2020.
Ce qu’il faut faire dans un délai de
50 à 70 ans :
1 – Réduire la demande de
façon drastique
2 – Construire une offre hors fossiles :
- fission, fusion?
- enr (soleil : encore 5 MD années)
3 – Vaincre l’inertie des mentalités
Olivier Sidler
1 – Les enjeux mondiaux de l’énergie
1-2 Des tensions géopolitiques
Source : AIE/OCDE
Milliards
de TEP
Energie : des réserves très inégalement
réparties à la surface de la Terre
600
500
Autres
400
300
Chine :
21.8%
200
Ex - URSS :
22.5%
100
Amérique du
nord : 25.4%
0
Réserve
218 ans
Conso. annuelle
Charbon
Autres
Autres
Moyen Orient :
63.6%
Moyen Orient :
33.9%
Ex - URSS :
38.7%
Réserve
41 ans
Conso. annuelle
Pétrole
Réserve
63 ans
Conso. annuelle
Gaz
Trois types de conflits vont se développer :
1 – Guerres armées pour le contrôle
des ressources (ex : guerre d’Irak)
2 – Guerres économiques (USA,
Europe, Chine),
3 – Guerres des pauvres
(sécheresses, montée des eaux, etc)
Olivier Sidler
1 – Les enjeux mondiaux de l’énergie
1-3 De graves menaces pour la planète
A – L’énergie nucléaire
Réserves mondiales d’uranium : 71 ans au rythme actuel de consommation
L’énergie nucléaire, c’est seulement 17 % de l’énergie finale en France…
Les risques identifiés :
1 - accident majeur type Tchernobyl (25/07/2006 : la centrale de
Forsmark en Suède est passée à 7 minutes de l’accident majeur)
2 - déchets que l’on ne sait pas retraiter
3 - dissémination de l’arme nucléaire (voir pays ex-URSS, ou Pakistan)
4 - dissémination de radionucléïdes en « fonctionnement normal »
ADIL26
Cabinet Olivier SIDLER
B - Le changement climatique
1- Etat des lieux et perspectives
Évolution du taux de CO2 sur terre
CO2 en parties par million
350
300
250
ENERTECH
1650
1750
1850
1950
L'homme a-t-il déjà changé le climat ?
Anomalies de température de la surface de la Terre
observée et calculée en prenant en compte
uniquement les perturbations naturelles
(éruptions volcaniques, activité solaire...)
Source: GIEC 2001
observée et calculée en prenant en compte
les mêmes perturbations naturelles et
l'accroissement observé de la quantité de gaz
à effet de serre et des aérosols anthropiques
Évolution au cours du 21e siècle :
Évolution de la concentration en CO2
CO2 (en ppm)
970
540
367
280
1800
ENERTECH
2000
2100
Et dans 100 ans ?
Source: GIEC 2001
Évolution au cours du 21e siècle :
Évolution de la hauteur des océans : le poids de la fonte
des glaces polaires
Évolution du niveau de la mer (m)
+1.90
0.0
+0.75
-0.15
1900
ENERTECH
2000
2100
Source : GIEC 2009
Quelques degrés en plus, c’est un
changement d’ère climatique
Période glaciaire
D’immenses glaciers, épais de plusieurs
km, recouvrent l’Amérique et l’Europe du
nord. Le sol de la France est gelé en
permanence, et inapte aux cultures
On passe à pied sec de France
en Angleterre : la mer est plus
basse de 120 mètres !
La température de l’Europe est
plus basse de 8 à 10 °C mais
celle des tropiques a peu varié
Depuis le dernier maximum glaciaire, Il y a 20.000 ans, la moyenne planétaire
n’a augmenté «que» de 5°C, mais notre planète a considérablement changé…
B - Le changement climatique
2- L’énergie et le changement climatique
Olivier Sidler
Emissions françaises de gaz à effet de serre par secteur en 2000
Total : 542,3 MteqCO2
CO2
74%
CH4
11%
N2O
13%
Gaz fluorés
2%
Source : Citepa
L’énergie est à l’origine de 85 à 90%
des émissions de gaz à effet de serre :
Combattre le réchauffement
climatique c’est donc d’abord réduire
les consommations d’énergie
Olivier Sidler
Les conditions de l’équilibre en CO2 de la planète
Absorption annuelle :
CO2
3 milliards de tonnes
de Carbone
Océan
Pour une population de 6 milliards d’individus, le rejet annuel ne
peut dépasser 0,5 t. de Carbone/pers/an soit 1,8 t. de CO2/pers/an.
Olivier Sidler
Les conditions de l’équilibre en CO2 de la planète
En France, nos émissions sont d’environ 2,4 tonnes de
carbone/hab/an. Il faut donc diviser par plus de quatre nos
émissions de carbone. C’est
le facteur 4.
Mais en 2050 on sera 10 milliards et non 6, le rejet annuel ne
peut dépasser 0,3 t. de Carbone/pers/an :
c’est facteur ….7.
Olivier Sidler
Comment ne plus enrichir
l’atmosphère en CO2 ?
Émissions de CO2 (en tonnes de carbone / habitant)
et droit maximal à émettre sans perturber le climat
5
4
CO2 seul
niveau équitable maximum
3
2
1
0
Source : UNFCCC pour les émissions par habitant ; données 1998 .
Les conditions de l’équilibre en CO2 de la planète
Le rapport HANSEN
James Hansen dirige le Goddart Institute de la NASA. C’est un
des meilleurs climatologues du monde.
Il vient de publier un rapport indiquant que la concentration de
CO2 sur Terre, pour contenir le climat, n’est malheureusement
pas de 540 ppm, ni de 450 ppm, mais de…. 350 ppm.
Or cette concentration est aujourd’hui de 385 ppm. Il va donc
falloir revenir en arrière
Alors, ni facteur 4, ni facteur 7 en 2050, mais
peut-être facteur 7 tout de suite…. Personne ne
sait plus vraiment….
Olivier Sidler
Évolution au cours du 21e siècle :
Évolution de la concentration en CO2
CO2 (en ppm)
970
540
450
385
350
280
1800
ENERTECH
2000
2050
2100
Non seulement l’effort à accomplir est hors
normes,
Mais encore faudra-t-il aller très vite, car l’océan risque de
changer de comportement si la température augmente de 2°C sur
Terre : on pourrait alors assister à un « emballement » du climat.
Selon R. PACHAURI, président du GIEC (Prix Nobel 2007), on ne
dispose en réalité que de 7 ans pour inverser la courbe de
concentration des gaz à effet de serre. Après , on ne contrôlera plus
le climat….
IL FAUT DONC EN PLUS ALLER TRES VITE!
Or les décideurs du monde entier n’ont pas
encore perçu le message. Pourtant :
« Imaginez un avion dont la probabilité d’arriver à destination est de 10%. Monteriez
vous à bord? Évidemment non! Or tout se passe comme si les gouvernements
s’interrogeaient encore sur la possibilité d’embarquer dans cet avion promis à la
catastrophe » - S.Rahmstorf – GIEC 2009
« Les dernières observations confirment que le pire des scénarios du GIEC est en
train de se réaliser. Les émissions ont continué d’augmenter fortement et le système
climatique évolue d’ores et déjà en dehors des variations naturelles à l’intérieur
desquelles nos sociétés se sont construites » - Comité scientifique du GIEC à la
conférence de Copenhague 10-12 Mars 2009
Et enfin, Nicholas Stern : « Le coût de l’inaction sera supérieur à ce que j’avais prévu
en 2006 » - Copenhague 10-12 Mars 2009
Qu’est ce qui rejette quoi ?
Construire…
Contenu en carbone des principaux matériaux de construction
2,89
.
3
kg de carbone / kg
2
1,1
1
0,8
0,58
0,3
0,24
0,41
0,02
0
Acier
Ciment
Pierres
Briques
Verre
Aluminium
Bois
Plastique
Laine de
verre
-0,49
-1
Olivier Sidler
Qu’est ce qui rejette quoi ?
Construire…
Construction d'une maison d'une surface totale de 100 m² sur 2 niveaux
5000
3730
4000
Total sans bois : 7891 kgC
Total avec bois : 5908 kgC
kg de carbone
3000
2000
1200
880
1000
870
544
328
50
87
52
Vitrage
PVC
150
0
Terrassement
Béton Béton non Laine de
armé
armé
verre
Tuiles
Carrelages Plâtres
muraux
-1000
-2000
La construction de cette maison représente 12 années
des rejets de carbone acceptables pour une personne.
Aciers
divers
Bois
-1983
-3000
Olivier Sidler
Qu’est ce qui consomme quoi ?
L’alimentation…
Contenu en Carbone de quelques aliments
14,00
kg de Carbone / kg
12,00
10,00
200 g de veau, c’est équivalent à 50 km en voiture
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
Pâtes, Fruits et
pain, riz légumes
de
saison
Œuf
Lait
Beurre
Fromage Fromage
pâte
pâte
crue
cuite
Porc
Bœuf
Veau
Volaille
Poisson
Conclusions
1 – Il faudra impérativement réduire la consommation de viande à l’avenir. Ce sera
également favorable pour les maladies cardio-vasculaires.
2 – Il faut consommer des produits locaux et de saison (sinon il faut chauffer des serres).
Olivier Sidler
Qu’est ce qui consomme quoi ?
L’alimentation…
Exemple :
1 tonne de fruits
produite
localement
en Espagne
en Tunisie
en Afrique du Sud
transportée en
utilitaire léger
semi remorque
avion
avion
représente en kg
de Carbone/tonne
3
25
1200
3200
L’agriculture biologique permet de réduire de 30% l’énergie
nécessaire à la production agricole.
Olivier Sidler
Bilan domestique d'une famille de 4 personnes sur une année
Maison de 160 m² construite en 1970 et chauffée au fioul
5000
4500
Voyage aux
Caraïbes
Chauffage
Rejet (kg de carbone)
4000
3500
3000
2500
4x4
2000
1500
Voiture 7l/100
1000
ECS
500
0
530
Total : 7485 kg C
Se déplacer
2400
1400
770
Déchets
ménagers
La maison
4365
Manger
Total : 4920 kg C
2000
Achat de
Produits
manufacturés
4100
Electroménager
Cuisson
50
240
1120
Total : 16975 kgC soit 4244 kgC/pers/an – Dans cette famille il va falloir diviser par 8.5 les émissions
de gaz à effet de serre, donc les consommations d’énergie
Olivier Sidler
Emissions de gaz à effet de serre par mode de transport
110,0
100,0
100,0
Emissions (g carbone/passager.km)
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
60,0
60,0
50,0
40,0
25,0
30,0
20,0
10,0
3,0
0,2
0,0
Train
Sources : ADEME, INRETS
Bateau
Voiture,
route
Voiture, ville Avion court
courrier
Avion long
courrier
Bus
La démarche « Négawatt »
Cela consiste à supprimer les
gaspillages absurdes et coûteux à tous
les niveaux de l’organisation de notre
société et dans nos comportements
individuels.
Elle s’appuie sur la responsabilisation
de tous les acteurs, du producteur au
citoyen.
Il faut réduire le plus possible les
pertes lorsqu’on utilise ou transforme
l’énergie. Il est possible d’ores et déjà
de réduire d’un facteur 2 à 5 nos
consommations d’énergie avec les
techniques existantes.
Le solde énergétique doit maintenant
être couvert par les ENR. Elles sont
inépuisables et leur impact sur
l’environnement est faible. Elles
viennent toutes du soleil. Il est encore
là pour 5 milliards d’années.
Source : Negawatt
.
Demande d’électricité de la famille Sidler
4000
4000
Electricité [kWh/an]
3000
Réduction
par 16 de la
demande au
réseau
Sobriété +
efficacité
2000
1450
1200
1000
250
0
Consommation d'une
famille moyenne de 4
personnes (hors
usages thermiques)
Consommation de la
famille Sidler
Production
photovoltaïque
Electricité achetée à
EDF
Olivier Sidler
Alors, qu’est-ce qu’on peut faire
????
Il faut REAGIR, et VITE….
Un exemple d’application : le bâtiment
Que signifie et qu’implique de diviser par quatre, ou sept,
les consommations actuelles ?
Les objectifs nécessaires pour diviser par 4
les consommations d’énergie dans les bâtiments
1 – Chauffage et eau chaude sanitaire (énergie primaire en kWh/m².an)
Secteurs
Usages
Bâtiments
anciens avant 1975
Résidentiel
Chauffage
328
90 à 100
210
50
ECS
36
40
37,5
10
Chauffage
209
155
196
50
ECS
19
40
29
7.5
Tertiaire
Bâtiments
neufs
Ensemble
Valeurs cibles
2 – Electricité à usages spécifiques
• Résidentiel : 1000 kWh/an/pers.
• Tertiaire : très variable d’un secteur à l’autre
Cible : 250 kWh/an/pers.
Cible : 10 -130 kWh/an/m²
Les usages les plus consommateurs sont toujours : l’éclairage, la
bureautique (les PC), les auxiliaires de génie climatique et…. Les appareils qui
fonctionnent alors qu’ils pourraient être arrêtés !
….. et pour diviser par 7
les consommations d’énergie dans les bâtiments
1 – Chauffage et eau chaude sanitaire (énergie primaire en kWh/m².an)
Secteurs
Usages
Bâtiments
anciens avant 1975
Résidentiel
Chauffage
328
90 à 100
210
30
ECS
36
40
37,5
5
Chauffage
209
155
196
30
ECS
19
40
29
4
Tertiaire
Bâtiments
neufs
Ensemble
Valeurs cibles
Facteur 7
2 – Electricité à usages spécifiques
• Résidentiel : 1000 kWh/an/pers.
• Tertiaire : très variable d’un secteur à l’autre
Cible : 150 kWh/an/pers.
Cible : 10 -80 kWh/an/m²
France : le grand changement ?.....
Septembre/Octobre 2007 :
GRENELLE de L’ENVIRONNEMENT : LA BOMBE!
- en 2020 le parc de bâtiments dans son ensemble devra consommer 38
% de moins qu’aujourd’hui.
CELA IMPLIQUE QUE L’ON RENOVE PENDANT DOUZE ANS
900.000 LOGEMENTS/AN D’AVANT 1975 EN RAMENANT LEUR
CONSOMMATION DE CHAUFFAGE A 50 kWh/m²/an.
- en 2012, tous les bâtiments neufs seront labellisés BBC
(Bâtiments Basse Consommation : Chauffage + ECS + Rafraîchissement +
Eclairage + Auxiliaires chauffage/ventilation < 50 kWhep/m²/an),
- en 2020, tous les bâtiments seront des bâtiments à énergie positive.
Est-ce techniquement faisable ?
Olivier Sidler
La construction des bâtiments neufs
Est-ce techniquement faisable ?
Ce qui existe ailleurs en Europe…
En Allemagne, le label Passivhaus est accordé aux logements neufs
consommant moins de 15 kWh/m².an. Il y a déjà 5000 logements labélisés,
En Suisse, le label Minergie fixe la limite des consommations de
chauffage+ECS+ventilation à 42 kWh/m².an. Surface déjà construite : 4.600.000 m²
L’INEED à Alixan (Gare Valence TGV)
Une approche la plus HQE possible pour un bâtiment de bureaux à très
faible consommation d’énergie
Commanditaire : La Chambre de Commerce et de l’Industrie de la Drôme
Architecte : D.DESSUS – Bet Fluides : Cabinet SIDLER
Date de livraison : 01/07/2006
Shab : 2618 m²
Hauteur : 15m
L’INEED à Alixan
Quelques résultats après
1 an d’utilisation
• Consommation de chauffage = 25,8 kWhpcs/m²hab
ou 20,7 kWhpcs/m²shon
• Consommation d’électricité = 21,8 kWh/m²Sutile
ou 17,5 kWhm²/shon
pour l’ensemble des usages, dont 5% sera produit par les
photopiles.
Consommation tous usages, en énergie primaire :
82 kWhep/m²utile
soit 32 % de moins que le label Passivhaus
Le programme Européen CONCERTO
Objectif : réaliser à l’échelle de quartiers des constructions
consommant très peu d’énergie et recourant massivement aux ENR.
*******
Sur 42 propositions à la Commission, Lyon et Grenoble sortent 1ère et
5ème
ENERTECH
Le programme Européen CONCERTO
LYON : aménagement de la ZAC Confluence – Construction de 75.000 m²
Consommation de chauffage : 60 kWh/m².an pour les logements et de
40 kWh/m².an pour les bureaux. Ces consommations seront assurées
à 80% par des énergies renouvelables.
ENERTECH
Le programme Européen CONCERTO
GRENOBLE : aménagement de la ZAC « de Bonne » - Construction de 70.000 m²
Consommation de chauffage : 50 kWh/m².an pour les logements et de
40 kWh/m².an pour les bureaux.
ENERTECH
Rénovation des bâtiments anciens (<1975)
Le cas des logements
Objectif : rénover d’ici 2050 l’ensemble des bâtiments datant d’avant 1975 pour
atteindre des consommations de chauffage de 50 kWh/m²/an.
Est-ce techniquement faisable ?
Ce qui existe ailleurs en Europe…
Les opérations expérimentales en cours en Allemagne
Dès 2000 : lancement d’un programme de rénovation de 300.000
logements,
- économie moyenne d’énergie : 335 kWh/m²/an
- réduction des émissions de CO2 de 2 millions de tonnes/an
- création de 200.000 emplois.
Entre 2003-2005 : Programme « Niedrigenergiehaus im Bestand »
- 36 bâtiments représentant 50.000 m² rénovés.
Objectif < 60 kWh/m²/an,
- Résultat (en énergie primaire) :
- 75 % des bâtiments consomment < 40 kWh/m²/an
- 14 % consomment entre 40 et 50 kWh/m²/an
- 11 % consomment entre 50 et 60 kWh/m²/an
En 2005 : démarrage d’un nouveau programme de 110 bâtiments.
ENERTECH
En Autriche, on rénove à facteur … 10
Rénovation des bâtiments anciens (<1975)
Le cas des logements
Principe 1 : Conserver le caractère architectural des centres villes c’est isoler par
l’intérieur obligatoirement. Pour cela, il faut pouvoir travailler dans des logements
vides, donc en vente.
Conclusion 1 : Pour rénover 10 millions de logements en 12 ans, il faut en
rénover 900.000/an. Comme il se vend 470.000 logements anciens d’avant 1975/an, il
faut obligatoirement rénover tous les logements de ce type mis en vente, et il faudra
en plus trouver moyen d’en rénover presque autant en site occupé.
A charge de qui ? De l’acheteur.
Nbre de logements (millions)
10
2008
Vitesse en 2009
2020
Rénovation des bâtiments anciens (<1975)
Le cas des logements
Principe 2 : atteindre 50 kWh/m²/an va demander des efforts. Spontanément,
personne ne s’imposera cette cible. Pourtant, faire moins bien c’est détruire
définitivement le gisement potentiel d’économie, car il ne sera pas rentable
ultérieurement de faire une seconde fois les travaux, et on n’aura jamais un
réservoir de main d’œuvre suffisant en France pour intervenir 2 fois.
 Conclusion 2 : il faut rendre obligatoire le niveau d’isolation à atteindre.
Conclusion générale : c’est par une réglementation et non par des incitations
qu’on atteindra les objectifs assignés en 2020.
Consommation
Gisement
potentiel
Bâtiments
anciens
Incitation
Bâtiments
à 50 kWh
Part perdue
du gisement
Un exemple d’application : le bâtiment
Peut-on, et doit-on, aussi réduire les consommations
d’électricité?
L’augmentation de la consommation d’électricité n’est pas
non plus une fatalité !
Cas du bureau d’étude Enertech
Consommation électrique en kWh/personne/an
Consommation annuelle (kWh/pers/an)
1800
Moyenne française
1600
Enertech
1400
1200
1552
1000
-84%
800
878
600
-95%
400
674
200
242
75
40
0
Consommation totale
d'électricité
Enertech
Ordinateurs
-89%
Eclairage
On ne peut plus continuer de vivre à crédit sur le
dos de nos enfants et petits enfants….
Nous avons peu de temps pour accomplir une
mutation colossale….
Alors commençons tout de suite et acceptons les
changements un peu traumatisants qui vont
profondément modifier nos modes de vie!
Pour en savoir plus :
-sur le changement climatique :
www.manicore.com
-sur les économies d’énergie :
www.enertech.fr
-sur les programmes allemands :
www.neh-im-bestand.de