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France. Direction générale de l'énergie et du climat

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Résumé

Ce scénario décrit une manière d'attendre la neutralité carbone à l'horizon 2050 et intègre les autres objectifs énergétiques et climatiques du pays. Il cherche également à minimiser l'empreinte carbone et à diminuer la dépendance française aux ressources fossiles importées.<br />Il comporte une section dédiée au<em> secteur des transports</em> avec une modélisation de la demande d'énergie et des gaz à effets de serre.

Descripteur Urbamet

transports ;climat ;bâtiment ;industrie ;agriculture

Descripteur écoplanete

carbone

Thème

Ressources - Nuisances

Texte intégral

Synthèse du scénario de référence de la stratégie française pour l'énergie et le climat Version provisoire du projet de stratégie nationale bas carbone (SNBC) et du projet de programmation pluriannuelle de l'énergie (PPE) Direction Générale de l'Energie et du Climat 15/03/2019 1 Table des matières Principaux messages à retenir ......................... 3 La neutralité carbone à l'horizon 2050 ....... 3 La décarbonation de l'ensemble de la production d'énergie ................................... 3 Une transition souhaitable pour les citoyens et bonne pour l'économie ........................... 4 Un scénario ambitieux mais raisonnable et réaliste ......................................................... 4 Notice d'utilisation .......................................... 4 Rôle des scénarios de la DGEC .................... 4 Méthodologie adoptée................................ 5 Précaution d'usage ...................................... 6 Cadrage du scénario ........................................ 7 Environnement international ...................... 7 Économie ..................................................... 7 Population ................................................... 8 Secteur des bâtiments ..................................... 9 Construction neuve ..................................... 9 Rénovation .................................................. 9 Sources d'énergies .................................... 10 Efficacité des appareils et sobriété ........... 10 Secteur des transports .................................. 14 Décarbonation et gains de performance énergétique des véhicules......................... 14 Maîtrise de la demande de transport, report modal et optimisation de l'usage des véhicules .................................................... 15 Secteur de l'industrie .................................... 18 Une économie plus circulaire .................... 18 Une industrie plus efficace et moins émettrice ................................................... 18 Des procédés ayant recours à des sources d'énergie complètement décarbonées et à des matériaux plus respectueux de l'environnement ........................................ 18 Une économie compétitive ....................... 19 Secteur des déchets ...................................... 22 La prévention de la production de déchets .................................................................. 22 La valorisation quasi-complète des déchets .................................................................. 22 L'amélioration de l'efficacité des procédés de traitement ............................................ 22 Secteur de l'agriculture................................. 24 Une alimentation plus saine et de qualité 24 Des pratiques agricoles plus performantes qui permettent à la production de monter en gamme ................................................. 24 Un secteur central dans la production d'énergie décarbonée et dans la séquestration du carbone......................... 25 Secteur de l'utilisation des terres ................. 28 La limitation de l'artificialisation des sols et l'afforestation des terres .......................... 28 Une gestion raisonnée de la forêt en vue du maintenir un puits de carbone à long-terme et d'alimenter l'économie en matériau à faible empreinte carbone ......................... 28 Secteur de la production d'énergie .............. 31 La décarbonation complète du système énergétique et ses conséquences en termes de consommation d'énergie ..................... 31 Une sollicitation plus poussée des ressources en biomasse ............................ 33 Le développement raisonnable des technologies de stockage de carbone technologique ........................................... 34 Résultats du scénario .................................... 36 Consommations d'énergie ........................ 37 Emissions de gaz à effet de serre.............. 43 Etude macro-économique ........................ 45 2 Principaux messages à retenir La neutralité carbone à l'horizon 2050 L'Accord de Paris appelle les différents états signataires à parvenir à un équilibre entre les émissions de gaz à effet de serre et les puits de gaz à effet de serre au cours de la deuxième moitié du siècle. Il s'agit de la « neutralité carbone » : un équilibre entre les émissions de gaz à effet de serre (qu'elles proviennent de la combustion des énergies fossiles, des procédés industriels, de l'agriculture, du traitement des déchets ou du changement d'utilisation des terres) avec les absorptions de ces mêmes gaz (qu'ils soient issus de la gestion des terres ou de certaines technologies comme la Capture et le Stockage du Carbone (CSC)). Dans son Plan Climat de juillet 2017, la France s'est engagée vers la neutralité carbone à l'horizon 2050. Il s'agit donc d'atteindre cet objectif d'équilibre entre émissions et absorptions à l'échelle française sans recours à de la compensation via des crédits internationaux. Le scénario de référence de la stratégie française pour l'énergie et le climat (appelé également scénario « Avec Mesures Supplémentaires », ou scénario AMS) décrit une manière d'atteindre cet objectif de neutralité et intègre les autres objectifs énergétiques et climatiques du pays. Ce scénario cherche également à minimiser l'empreinte carbone et à diminuer la dépendance française aux ressources fossiles importées. Par ailleurs, les transports internationaux qui demeurent aujourd'hui 3 en dehors des inventaires nationaux de gaz à effet de serre sont décarbonés à hauteur de la moitié de leur consommation d'énergie en 2050. La décarbonation de l'ensemble de la production d'énergie A l'horizon 2050, les puits de carbone ne peuvent que compenser les émissions de gaz à effet serre incompressibles, principalement des gaz à courte durée de vie liés aux usages non-énergétiques (en particulier de l'agriculture, de certains procédés industriels ou du secteur des déchets) et certaines émissions énergétiques inévitables (transport aérien et fuites de gaz principalement). Cela signifie que l'ensemble de l'énergie consommée et produite en France doit être décarbonée. Pour cela, trois sources d'énergie décarbonées existent : l'électricité décarbonée, la biomasse et la chaleur renouvelable issue de l'environnement (pompes à chaleur, solaire thermique et géothermie). Chacune d'entre elles possède un potentiel limité. Au vu du potentiel de mobilisation de la biomasse, seuls 30 % des usages pourraient être satisfaits grâce à l'aide de combustibles décarbonés alors qu'aujourd'hui, près de deux tiers de la consommation d'énergie finale provient des combustibles fossiles. L'atteinte de la neutralité carbone passera nécessairement par une électrification importante des usages de l'énergie (transport, procédés industriels, chaleur...). en cohérence avec les objectifs fixés par l'Accord de Paris. Le scénario se veut raisonnable dans la façon d'atteindre la neutralité carbone. Il repose sur une sollicitation raisonnée des leviers de sobriété avec des besoins de la population en légère diminution dans l'ensemble des secteurs1, associés à un changement important des modes de consommation sans perte de confort. L'efficacité énergétique est développée en mettant à profit autant que possible les technologies connues aujourd'hui. Il en résulte une forte diminution de la consommation énergétique tous secteurs confondus. La production d'énergie est quant à elle complètement décarbonée via le recours à l'électricité décarbonée, à la biomasse et à la chaleur renouvelable issue de l'environnement. Le scénario se veut enfin réaliste. A court terme, il n'envisage pas de rupture avec la situation actuelle mais il intègre les politiques sectorielles mises en place au début du quinquennat. A moyen-terme, il les prolonge et les complète. A long-terme, il ne repose pas sur des paris technologiques majeurs, tout en recourant à un certain nombre de technologies nouvelles (capture et stockage du carbone qui n'est cependant pas utilisé massivement, hydrogène, stockage d'énergie...). Une transition souhaitable pour les citoyens et bonne pour l'économie Le scénario de la stratégie française pour l'énergie et le climat présente de nombreux co-bénéfices pour les citoyens : réduction des émissions de polluants, élimination de la dépendance aux importations fossiles, résilience de la forêt au changement climatique, gestion durable favorable également à la biodiversité, alimentation plus équilibrée... L'évaluation macro-économique du scénario AMS montre un impact légèrement positif sur la croissance de l'économie nationale et sur l'emploi en comparaison d'une situation tendancielle. Sous certaines conditions de redistribution et de recyclage des revenus de la taxe carbone, la facture énergétique des ménages se réduit à mesure qu'ils font la transition, c'est-à-dire qu'ils investissent dans des technologies bas-carbone (comme les véhicules électriques ou les pompes à chaleur...). Cela permettra de réduire la précarité énergétique à terme. Un scénario ambitieux mais raisonnable Le scénario de la stratégie française pour l'énergie et le climat trace une voie pour atteindre la neutralité carbone à l'échelle de la France en 2050. Il s'agit donc d'un scénario très ambitieux dans ses objectifs, Notice d'utilisation Rôle des scénarios décrits La loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte a créé deux documents stratégiques de gouvernance de l'énergie et du climat. La 1 En comparaison à un scénario tendanciel 4 programmation pluriannuelle de l'énergie (PPE) établit les priorités d'action du gouvernement en matière d'énergie en métropole continentale dans les 10 années à venir. La stratégie nationale bas carbone (SNBC) donne les orientations stratégiques pour mettre en oeuvre en France la transition nécessaire au respect des objectifs relatifs à la lutte contre le changement climatique. Elle définit une trajectoire de long terme de réduction des émissions de gaz à effet de serre et fixe des budgets carbone. Les budgets carbone sont des plafonds d'émissions de gaz à effet de serre à ne pas dépasser sur des périodes de 5 ans. Le scénario de la stratégie française pour l'énergie et le climat est commun à ces deux exercices. La DGEC réalise deux scénarios énergétiques et climatiques, l'un de type « Avec Mesures Existantes » dit AME et le second de type « Avec Mesures Supplémentaires » dit AMS. Le premier scénario vise à décrire l'effet des politiques publiques actuelles, il prend en compte l'ensemble des mesures de politique publique portées par l'État français2 jusqu'à une certaine date (1er juillet 2017 pour cet exercice) et décrit l'effet de ces politiques secteur par secteur en termes de consommation d'énergie et d'émissions de gaz à effet de serre. Le second vise à respecter le mieux possible les objectifs que la France s'est fixée en termes d'énergie et de climat, à court, moyen et long-terme. Il dessine une trajectoire possible de réduction des émissions de gaz à effet de serre jusqu'à la neutralité carbone en 2050, objectif structurant du scénario. La voie privilégiée par l'AMS est indicative à long terme et devra faire l'objet d'améliorations successives pour être précisée. Elle vise une approche raisonnable dans l'équilibre atteint entre les différents secteurs. Le scénario AMS illustre, en particulier, d'autres voies possibles vers la neutralité en envisageant des variantes de scénario sur 2 quelques points particulièrement incertains à long-terme3. Il ne s'agit donc pas d'un exercice de prévision mais bien d'un exercice de projection. Le scénario ne décrit pas ce qui se passera nécessairement mais il dresse un tableau de ce à quoi le futur pourrait ressembler si nous réalisons la transition énergétique. Il permet de comprendre quels sont les passages obligés de cette transition énergétique et écologique. Sur la période couverte par la PPE : 20192028, le scénario AMS rend compte de l'évolution des consommations d'énergies et du mix énergétique qui découleront de la mise en oeuvre des mesures décidées dans la PPE. Pour cette période, le scénario AMS est le scénario de référence retenu par le gouvernement pour son action publique. Il permet de s'assurer que les choix réalisés dans le cadre de la PPE sont cohérents avec la trajectoire envisagée à long-terme. Les scénarios AME et AMS sont également utilisés pour répondre aux différents exercices de rapportage que la France doit réaliser dans le cadre de ses engagements auprès de la Commission Européenne et de la Convention des Nations Unies sur le Changement Climatique (CNUCC). Méthodologie adoptée Le scénario AMS est d'abord basé sur une réflexion en amont sur la neutralité carbone. Il s'agit de dessiner une première image de la France pouvant être neutre carbone à l'horizon 2050. Cette première image permet de donner une idée des cibles à atteindre dans les différents secteurs de l'économie en termes de consommation d'énergie et d'émissions de gaz à effet de serre à long-terme. Ce travail a par exemple mis en lumière que le économiques, technologiques, sociaux ou encore géopolitiques. Y compris quand elles découlent de la législation européenne 3 De nombreux chocs potentiels, de natures différentes, pourraient engendrer des écarts notables à la trajectoire considérée dans le scénario : chocs 5 secteur agricole ne pouvait être totalement décarboné mais qu'au contraire, l'ensemble de la consommation d'énergie devait être décarbonée afin d'atteindre la neutralité carbone (à l'exception des transports aériens et maritimes). Le travail de scénarisation repose ensuite sur un ensemble de modélisations sectorielles technico-économiques réalisés par l'Ademe et le Commissariat Général au Développement Durable (CGDD)4. Ces modèles prennent en entrée des données de cadrage macro-économique (démographie, croissance économique, prix des énergies...), des données sur l'évolution des coûts et des performances des technologies ainsi que des données associées aux choix de politiques publiques. Ils permettent d'estimer certaines données d'activité sectorielles comme par exemple le trafic, le nombre de rénovations, la taille des cheptels ou les consommations d'énergie. Les modèles sont utilisés de façon à comprendre quels types de politique publique permettraient d'atteindre les cibles sectorielles définies par la réflexion amont. Au même titre que les discussions avec les parties prenantes, l'exercice de modélisation nourrit la réflexion et permet de modifier l'image initialement dessinée par la réflexion amont. Un exercice particulier est mené pour les modélisations des territoires ultra-marins afin de prendre en compte leurs principales particularités. Finalement, les résultats des modélisations sectorielles sont agrégés (travail réalisé par Enerdata) afin de calculer l'ensemble des consommations d'énergie et des émissions de gaz à effet de serre et de polluants sur le territoire national. En fin des parcours, des modélisations macro-économiques et socioéconomiques ont été réalisés par l'Ademe, le CGDD et le Cired afin de comprendre les impacts du scénario notamment sur la facture des ménages, l'emploi et le PIB. Précaution d'usage Le scénario aborde un très large spectre de sujets. Les hypothèses de modélisations retenues sont issues de travaux d'experts qui, comme toutes hypothèses, sont parfois contestables. A l'horizon 2050, le scénario doit être regardé dans la vision d'ensemble qu'il procure et dans ses grands enseignements. L'importance ne réside pas dans la précision de chacun des chiffres. L'Ademe a réalisé les modélisations concernant les secteurs résidentiel (MENFIS) et agricole (Clim'agri en partenariat avec le Ministère de l'Agriculture et de 4 l'Alimentation). Le CGDD a réalisé les modélisations des secteurs transports (Modev), secteur tertiaire (modèle tertiaire). 6 Cadrage du scénario Environnement international Si la France se positionne en leader de l'action climatique avec l'objectif d'atteinte de la neutralité carbone dès 2050, elle ne pourra y arriver sans actions de la part des autres pays. Le scénario AMS suppose un contexte international favorable dans lequel les autres pays se mobilisent afin d'atténuer le changement climatique et respecter l'Accord de Paris. Cela suppose en particulier que les pays aillent plus loin que leurs contributions déterminées à l'échelle nationale (NDC) déjà transmises, et qu'en particulier chacun vise des objectifs très ambitieux à long-terme. Les efforts réalisés à l'échelle de la planète permettent de maintenir le réchauffement global en dessous du seuil de 2°C, en ligne avec l'Accord de Paris. Certains impacts du changement climatique sur les différents secteurs de l'économie sont ainsi pris en compte (réduction des besoins en chauffage dans les bâtiments car la température moyenne augmente, réduction des rendements agricoles car les événements climatiques extrêmes se font plus nombreux...). Des mesures aux frontières sont également mises en place afin de s'assurer que les concurrents internationaux jouissent des mêmes règles que les producteurs locaux. Celles-ci permettent de s'assurer que l'investissement dans les technologies bascarbone ou les changements des modes de production ne nuisent pas à la compétitivité de court-terme de notre économie. Ces changements seront de toute manière positifs à long-terme. Économie La transition écologique telle que présentée dans le scénario AMS a un impact positif pour l'économie. L'économie continue de croître à des rythmes similaires à aujourd'hui. L'activité augmente dans certains secteurs, notamment dans celui de la rénovation. Dans certains autres secteurs, comme l'industrie, si le scénario n'en embarque pas en lui-même, il n'est pas incompatible avec une hausse de l'activité de ces secteurs. Le nombre d'emplois augmente également. Dans les hypothèses prises, les prix des énergies fossiles augmentent avec le temps. Le prix du baril de Brent dépasse durablement les 100 courants vers 2025. Dans ce scénario, le prix du carbone augmente : en parallèle de l'augmentation des prix des quotas sur la marché européen ETS5, la composante carbone de la TICPE augmente progressivement jusqu'à un niveau de 225/tCO2 en 2030 et 600/tCO2 en 2050, elle ne s'applique plus qu'aux énergies fossiles et les différentes niches fiscales sont supprimées progressivement. Il s'agit là d'hypothèses de modélisation qui ne préjugent en rien de la trajectoire de la composante carbone qui serait in fine adoptée par le gouvernement. Les études réalisées dans le cadre des travaux de modélisation montrent l'importance du recyclage des revenus de la taxe carbone, en particulier des mesures visant à soutenir les plus vulnérables. De manière générale, l'augmentation des coûts d'utilisation des énergies fossiles est à termes contrebalancée par les gains d'efficacité énergétique et par le recours à des énergies décarbonées. European Tradin Scheme ou Système Communautaire d'Echanges de Quotas d'Emissions 5 7 Population La population française augmente légèrement, selon le scénario central de l'INSEE. Le nombre d'habitants augmente d'environ 0,3 % par an pour atteindre près de 72 millions en 2050. La taille des ménages diminue également avec une diminution du nombre de personnes par ménage de 0,3 % par an. Avec la hausse des impacts du changement climatique, les citoyens prennent de plus en plus conscience des conséquences de ce phénomène et adaptent progressivement leurs comportements. Les villes évoluent, elles sont mieux adaptées aux évolutions du climat et permettent ainsi de limiter la consommation d'espaces et l'étalement urbain. Les températures de chauffage sont mieux maîtrisées et réduites lorsque cela est possible, la consommation s'oriente vers des objets éco-conçus, ayant des durées de vie plus longues et/ou consommant moins de ressources. 8 Secteur des bâtiments 47% 20% en 2015 de la consommation d'énergie finale française en 2015 des émissions de GES françaises ce qui permet de favoriser les solutions de chauffage décarboné ainsi que des matériaux de construction à faible empreinte carbone, ou d'autres permettant de stocker du carbone comme le bois. Elle traite également des problèmes de confort d'été, ce qui permet de diminuer le besoin en climatisation6. A l'horizon 2050, près d'un tiers du parc de bâtiments est constitué de bâtiments construits après 2015. Une action d'envergure est donc également nécessaire sur le parc existant. Construction neuve Le rythme de construction neuve diminue au cours de la période que ce soit dans le secteur résidentiel ou tertiaire. Dans le cas du résidentiel, ce rythme passe de 324 000 en 2016 à 205 000 en 2050 à cause d'un ralentissement de la hausse démographique, et ce malgré une décohabitation progressive. Les nouvelles constructions se tournent de plus en plus vers des immeubles collectifs. La part de logements collectifs dans les constructions neuves (par opposition aux maisons individuelles) représenterait en effet 61 % en 2015 contre 75 % en 2050. Dans le tertiaire, ce rythme passe de 10 Mm² en 2015 à 7 Mm² en 2050. Le ralentissement démographique joue également un rôle important tout comme la rationalisation des surfaces par les entreprises. Ces constructions neuves s'intègrent dans un schéma d'urbanisme plus respectueux du climat. Cela permet notamment de lutter contre l'artificialisation des sols ou de réduire les distances de transports. La réglementation environnementale des bâtiments neufs évolue entre 2015 et 2050, en augmentant le niveau d'exigence. A partir de 2020, elle inclut un critère sur les émissions de gaz à effet de serre en cycle de vie qui est renforcé au cours du temps, 6 Rénovation La rénovation thermique apparaît comme un levier indispensable de la transition énergétique puisqu'elle permet de réduire de manière importante la consommation d'énergie des bâtiments existants. Le scénario AMS repose donc sur la rénovation d'une grande partie du parc de bâtiments d'ici à 2050. Le rythme de rénovation augmente progressivement. Dans le résidentiel, il atteint environ 300 000 rénovations complètes équivalentes7 en moyenne sur la période 2015-2030 (soit environ 1 000 000 de gestes de rénovation8 par an) puis augmente jusqu'à atteindre près de 1 000 000 de rénovations complètes équivalentes en 2050 (soit environ 3 000 000 de gestes de rénovation). Dans le tertiaire, des trajectoires de rénovation similaire sont imaginées avec un rythme de rénovation du parc tertiaire de 3% en moyenne entre 2015 et 2050. Cela nécessite un changement d'échelle progressif dans les politiques de soutien à la rénovation des bâtiments afin d'assurer les investissements nécessaires et de structurer la filière professionnelle. niveau performant. Le scénario ne suppose pas de répartition entre rénovations par étapes ou rénovations en une fois. Cet objectif est globalement cohérent avec l'objectif de 500 000 rénovations du plan rénovation. 8 Le nombre de gestes de rénovation indiqué inclut l'ensemble des gestes réalisés sur les parois opaques (mures, toitures...) mais pas les gestes sur les fenêtres. Le scénario inclut une hausse des températures globales de 2°C d'ici la fin du siècle, ce qui affecte les besoins énergétiques en chauffage et en climatisation. 7 Le gain énergétique réalisé lors d'une rénovation complète équivalente correspond au gain réalisé lors de la rénovation de l'ensemble d'un bâtiment à un 9 Sources d'énergies Le chauffage voit son mix énergétique changer de manière importante. Si le chauffage repose aujourd'hui majoritairement sur les énergies fossiles, le scénario AMS envisage une sortie du charbon puis du fioul. L'accent est mis sur les technologies pouvant extraire une partie de l'énergie de chauffage de l'environnement, en particulier les pompes à chaleur. En 2050, les zones urbaines denses auront très souvent recours aux réseaux de chaleur, les maisons individuelles aux pompes à chaleur. Cela n'empêche pas certains bâtiments d'utiliser de la biomasse voire du gaz renouvelable comme source de chauffage mais la contrainte sur la disponibilité des ressources en biomasse impose d'en limiter l'usage dans les bâtiments. De la même manière, les autres usages des bâtiments voient leur consommation en combustibles diminuer au profit de l'électricité et de la chaleur issue de l'environnement. L'eau chaude sanitaire se tourne vers les chauffe-eau thermodynamiques ou les technologies de solaire thermique, la climatisation vers les pompes à chaleur double usage, la cuisson vers l'électricité. sont utilisés de manière systématique. Par exemple, pour l'éclairage, les LED prennent petit à petit 100 % des parts de marché, réduisant drastiquement les consommations d'énergie sur ce poste. Pour les autres appareils, les gains d'efficacité suivent les améliorations envisagées dans la directive européenne eco-design puis s'améliorent encore à plus long-terme. En fonction des appareils, on observe des gains de consommation unitaire allant de 15% à 60% entre aujourd'hui et 2050. Dans le même temps, la mise en place de technologies intelligentes de gestion de l'énergie permet de lisser les consommations énergétiques des bâtiments et dans une moindre mesure de baisser les consommations. L'utilisation de technologie sobre est encouragée comme les mitigeurs à faible consommation d'eau. Le scénario repose également sur un changement des comportements. La température de chauffage est abaissée de 1°C dans l'ensemble des bâtiments, via un changement volontaire des citoyens ou des mesures comme l'individualisation des frais de chauffage. De nouveaux usages pour l'électricité apparaissent mais la consommation d'électricité spécifique n'augmente pas au total. Efficacité sobriété des appareils et 49% 6% 2050 de la consommation d'énergie finale française en 2050 des émissions de GES françaises en Dans l'ensemble des usages, les appareils les plus performants en termes d'efficacité 10 Consommation d'énergie et émissions de GES des bâtiments en 2015, 2030 et 2050 Consommations d'énergie (en TWh) 1000 800 600 400 200 0 2015 2030 Charbon Gaz Électricité Emissions de GES du secteur 2050 Produits pétroliers raffinés EnR thermiques et déchets Réseaux de chaleur 100 80 60 40 20 0 Parts de marché des énergies dans la consommation des bâtiments en 2015, 2030 et 2050 Produits pétroliers raffinés 15% 5% 1% EnR thermiques et déchets 15% 24% 29% Réseaux de chaleur 3% 5% 9% Charbon 2015 2030 2050 0% 0% 0% Gaz 28% 23% 8% Électricité 39% 43% 53% Consommation d'énergie par usage dans le résidentiel et le tertiaire en 2015, 2030 et 2050 (en TWh) 9 Chauffage Eau chaude Cuisson Electricité spécifique Climatisation Corrections postmodèles Total 2015 322 52 31 72 1 13 490 Résidentiel 2030 262 38 31 57 1 23 412 2050 155 36 28 53 3 18 293 2015 114 23 14 98 6 29 285 Tertiaire 2030 77 23 15 84 6 20 225 Emissions de GES (en MtCO2eq) 2050 53 16 14 71 6 7 168 Les résultats des modélisations sectorielles fines sur les secteurs résidentiel et tertiaire ne permettent pas de retrouver exactement les consommations d'énergie en 2015 présentée dans le bilan de l'énergie du SDES. Des corrections postmodèles ont donc été intégrées afin de rendre compte du bon volume total de demande d'énergie. Ces corrections ne peuvent cependant pas être attribuées à un usage précis. 9 11 Mix de chauffage dans le résidentiel en 2015, 2030 et 2050 10 100% 80% 60% 40% 20% 0% 2015 Charbon Gaz Electricité Réseaux de chaleur 2030 2050 Fioul Biomasse Chaleur issue de l'environnement Mix de chauffage dans le tertiaire en 2015, 2030 et 2050 11 100% 80% 60% 40% 20% 0% 2015 Charbon Gaz Electricité Réseaux de chaleur 2030 2050 Fioul Biomasse Chaleur issue de l'environnement Les pompes à chaleur sont reventilées entre électricité, gaz et chaleur issue de l'environnement 11 idem 10 12 Evolution du nombre de rénovations complètes équivalentes dans le résidentiel entre 2015 et 2050 (en milliers) 12 Evolution du nombre de gestes de rénovations par type de geste de rénovation entre 2015 et 2050 dans le résidentiel (en milliers)13 Le nombre de rénovations complètes équivalentes est obtenu en divisant la quantité totale de gain énergétique sur l'ensemble des rénovations énergétiques sur une année par le gain unitaire moyen d'une rénovation complète estimé ici à 250 kWh EF/m2/an. NB : les gains énergétiques associés à chaque geste sont établis à partir du niveau de performance du parc en entrée de scenario (2015) et sont exprimés en consommation énergétique conventionnelle. Ces gains servent donc ici uniquement de métrique pour comparer les gestes de rénovation et ne peuvent en aucun cas être comparés aux gains énergétiques réalisés sur une année donnée. 13 Seuls les gestes générant un écart minimal de performance avant/après travaux sont comptabilisés, ce qui explique notamment la chute du nombre de travaux d'isolation des parois vitrées en fin de période, en raison d'un niveau élevé de performance atteinte sur le parc des parois vitrées. 12 13 Secteur des transports 31% 29% en 2015 de la consommation d'énergie finale française en 2015 des émissions de GES françaises filière Automobile 2018-2022) puis l'atteinte en 2030 d'une part de 35 % de voitures particulières électriques et de 10 % de voitures particulières hybrides rechargeables dans les ventes de véhicules neufs. Dès 2040, près de 100 % des véhicules particuliers neufs vendus n'émettent pas de gaz à effet de serre, une très grande majorité de ces véhicules est électrique. Des efforts importants sont également réalisés concernant l'efficacité des véhicules, en particulier les véhicules thermiques. Le scénario vise notamment un niveau de 4L/100km en conditions réelles dans les ventes en 2030. Les véhicules électriques neufs atteignent quant à eux un niveau de 12,5 kWh/100 km à l'horizon 2050 (environ 40 % de consommation en moins par rapport à aujourd'hui). Un mix plus équilibré (gaz renouvelable, électricité, biocarburants) est recherché pour le transport de marchandises du fait de contraintes plus importantes sur les motorisations associées à ce type de transport. L'électrification se diffuse plus lentement que pour les véhicules particuliers. D'importants efforts d'efficacité énergétique sont également réalisés pour les poids lourds : en fonction du type de motorisation, des gains de consommation unitaire entre 35 et 40 % sont obtenus à l'horizon 2050 par rapport à aujourd'hui. Dans le scénario, les gains d'efficacité énergétiques et la décarbonation concernent l'ensemble des modes de transport. Le scénario prévoit notamment un développement progressif des biocarburants dans l'aviation jusqu'à atteindre 50 % à horizon 2050. Le transport maritime et fluvial est entièrement décarboné pour les émissions domestiques à horizon 2050 et décarboné à 50 % pour les soutes internationales. L'objectif de neutralité à horizon 2050 implique une décarbonation quasi complète du secteur des transports, soit par passage à des motorisations électriques, soit par passage aux biocarburants et au biogaz. Une part de carburants fossiles demeure encore utilisée à l'horizon 2050 pour les transports aériens et les soutes maritimes internationales, ce qui explique que la décarbonation du secteur ne soit que quasi-complète. Le scénario mobilise l'ensemble des cinq leviers suivants : décarbonation de l'énergie consommée par les véhicules, performance énergétique des véhicules afin de limiter les consommations énergétiques ; maîtrise de la croissance de la demande, report modal et optimisation de l'utilisation des véhicules pour le transport de voyageurs comme de marchandises. Décarbonation et gains de performance énergétique des véhicules L'électrification, environ trois fois plus efficace que les solutions thermiques en termes de rendements énergétiques est privilégiée à long-terme, notamment pour les véhicules particuliers. Cette électrification se développe de manière ambitieuse puisqu'elle suppose une multiplication par 5 des ventes de véhicules électriques d'ici 2022 (correspondant à l'engagement du Contrat stratégique de la 14 Maîtrise de la demande de transport, report modal et optimisation de l'usage des véhicules Le scénario fait l'hypothèse d'une demande de mobilité croissante mais qui se découple progressivement de la croissance économique. Cela mène à une maîtrise de la hausse du trafic à la fois pour le transport de personnes et pour le transport de marchandises que ce soit grâce au report modal vers les mobilités actives, les transports collectifs et les transports massifiés ou grâce à l'optimisation de l'usage des véhicules. Le trafic de voyageurs tous modes confondus augmente de 26 % entre 2015 et 2050 mais de manière plus modérée que dans un scénario tendanciel notamment grâce au développement du télétravail et à la limitation de l'étalement urbain. Le report modal est encouragé. Par exemple, la part modale du vélo est multipliée par 4 dès 2030. Les transports collectifs se développent fortement avec une progression de leur part modale de 7 points d'ici 2050, de même que les mobilités partagées et le covoiturage. Si la mobilité totale continue à croître, la hausse du trafic des voitures particulières en termes de voyageurs-kilomètres est limitée à 12 % entre 2015 et 2050. En termes de véhiculeskilomètres, le trafic diminue de 2 % entre 2015 et 2050. Le trafic de marchandises en tonnes-km croît de 40 % entre 2015 et 2050, mais de manière plus limitée que dans un scénario tendanciel grâce au développement de l'économie circulaire et des circuits courts. Le fret ferroviaire et fluvial se développent également avec une part modale qui évolue peu entre aujourd'hui et 2050. Le taux de chargement des poids lourds augmente de 9,8 à 12 tonnes par véhicules. La croissance du trafic poids lourds est ainsi contenue à 12 % d'ici à 2050. 21% 5% 2050 de la consommation d'énergie finale française en 2050 des émissions de GES françaises en Consommation d'énergie et émissions de GES des transports en 2015, 2030 et 2050 Consommations d'énergie (en TWh) 700 600 500 400 300 200 100 0 2015 Charbon Gaz Électricité 2030 2050 Produits pétroliers raffinés Biocarburants Emissions de GES du secteur 140 120 100 80 60 40 20 0 15 Emissions de GES (en MtCO2eq) Trafics passagers en 2015, 2030 et 2050 (en Milliards de passagers.km) et parts modales en 2015, 2030 et 2050 Véhicules particuliers Transports collectifs terrestres dont transports ferrés dont transports routiers Aérien Deux roues motorisés Vélo Total 2015 723 163 105 58 14 14 5 920 2030 738 204 133 71 16 14 26 998 2050 812 281 188 94 16 14 34 1157 2015 78,6% 17,7% 11,4% 6,3% 1,5% 1,5% 0,6% 100% 2030 73,9% 20,4% 13,3% 7,1% 1,6% 1,4% 2,6% 100% 2050 70,2% 24,3% 16,2% 8,1% 1,4% 1,2% 3,0% 100% Trafics marchandises en 2015, 2030 et 2050 (en Milliards de tonnes.km) et parts modales en 2015, 2030 et 2050 Routier (PL>3,5 tonnes) Ferroviaire Fluvial Total 2015 258 34 7 300 2030 301 40 8 350 2050 358 52 10 420 2015 86,1% 11,4% 2,4% 100% 2030 86,2% 11,4% 2,4% 100% 2050 85,3% 12,4% 2,4% 100% Taux d'occupation des véhicules en 2015, 2030 et 2050 2015 Taux d'occupation des voitures (passagers/véhicule) Taux de chargement des poids lourds (tonne/véhicule) 1,63 9,75 2030 1,7 12,1 2050 1,88 12,1 Bilan de la circulation (en Milliards de véhicules.km) en 2015, 2030 et 2050 Voitures Poids lourds Véhicules utilitaires légers Autobus et autocars 2015 443 26,5 97,5 3,7 2030 432 28,7 106,6 4,7 2050 432 29,6 116,2 6 Taux d'incorporation des biocarburants en 2015, 2030 et 2050 Essence Gazole Kérosène GNV 2015 7,3% 7,4% 0,0% 0,0% 2030 11,7% 12,0% 4,0% 10,0% 2050 100,0% 100,0% 50,0% 100,0% 16 Parts de marché des énergies dans les ventes de véhicules neufs et taux d'incorporation des biocarburants en 2015, 2030 et 2050 2015 Voitures 99% Thermiques essence ou diesel 1% Electriques 0% Hybrides rechargeables Poids lourds 100% Thermiques diesel 0% GNV 0% Electriques Véhicules utilitaires légers 99% Thermiques diesel 0% GNV 1% Electriques 2030 55% 35% 11% 67% 25% 8% 62% 4% 34% 2050 0% 100% 0% 10% 60% 30% 10% 10% 80% Consommation des véhicules neufs en 2015, 2030 et 2050 14 2015 Voitures Thermiques essence ou diesel (L/100km) 5,7 Electriques (kWh/100km) 17,8 Poids lourds Thermiques diesel (L/100km) 33 GNV (kg/100km) 27 Electriques (kWh/100km) 197 Véhicules utilitaires légers Thermiques diesel (L/100km) 8,6 GNV (kg/100km) 6,1 Electriques (kWh/100km) 24 2030 4 15,7 25,8 21 163 5,4 3,9 21,2 2050 2 12,5 20 14,5 118 2,7 1,9 16,9 Il faut remarquer qu'en 2050, il n'y a plus de véhicules thermiques vendus. La consommation des véhicules thermiques neufs pour 2050 n'est donc qu'indicative. 14 17 Secteur de l'industrie 19% 18% en 2015 Une industrie plus efficace et moins émettrice Le scénario AMS considère que les procédés industriels s'améliorent et sont parfois profondément modifiés. Les gains d'efficacité énergétique atteignent entre 20 et 40 % entre 2015 et 2050 en fonction des potentiels des filières. Une quantité significative de chaleur fatale (15 TWh) est valorisée par injection dans les réseaux de chaleur ou vente à des industries proches et demandeuses. Les émissions non-énergétiques dus à certains procédés industriels diminuent de 60 % par rapport à 2015. Des gains importants sont réalisés notamment pour la production de clinker avec le recours systématique à des ciments moins émetteurs, pour la production d'hydrogène et d'ammoniac, et surtout dans le recours aux gaz fluorés qui sont progressivement remplacés par des fluides à bas pouvoir radiatif global comme le CO2. de la consommation d'énergie finale française en 2015 des émissions de GES françaises Une économie plus circulaire Le scénario AMS repose sur une consommation plus durable de la part de l'ensemble des citoyens. Cela passe notamment par un recours à des produits ayant des durées de vie plus longues, qui sont plus faciles à réparer ou qui utilisent des matériaux nécessitant moins d'énergie à produire. Cette consommation plus durable n'empêche pas l'activité industrielle de prospérer. L'activité de recyclage augmente de manière très importante, en particulier, pour l'acier, l'aluminium, le papier, les plastiques et le verre. Il s'agit d'un levier crucial de la transition envisagée. La production industrielle est modélisée selon deux types d'industrie. D'un côté, les Industries Grandes Consommatrices d'Energie (IGCE) regroupent un certain nombre d'industries intensives en énergie 15. Ces industries présentent une production quasiment constante sur l'ensemble de la période 2015-2050 se traduisant en une très légère baisse du besoin par habitant16. De l'autre, les industries dites diffuses voient le besoin par habitant augmenter avec la croissance économique. La croissance de la valeur ajoutée industrielle se situe à environ 1,3 %/an entre 2015 et 2050. Cela traduit une hausse de l'activité industrielle nationale importante malgré une légère tertiarisation de l'économie dans le scénario principal. Sidérurgie, Aluminium, Ethylène, Chlore, Ammoniac, Verre, Clinker, Papier, Sucre 15 Des procédés ayant recours à des sources d'énergie complètement décarbonées et à des matériaux plus respectueux de l'environnement La décarbonation complète des consommations d'énergie touche également le secteur industriel. En 2050, un taux d'électrification de 70 % des consommations du secteur est atteint. Cela signifie que de nombreux procédés, y compris thermiques, sont électrifiés. Le reste du mix est assuré par de la biomasse solide, du gaz renouvelable, voire des biocarburants. Cela sert notamment pour des procédés spécifiques ayant des Des études à venir devraient permettre de parfaire la vision sur les besoins en matériaux intensifs en énergie dans une France bas carbone. 16 18 particularités expliquant que l'électricité ne puisse être utilisée de manière massive. Pour la production de matériaux, l'industrie française se détourne progressivement des énergies fossiles. Certaines productions résiduelles sont toujours assurées par des produits pétroliers ou du gaz naturel. Cependant, la majeure partie des consommations non-énergétiques sont désormais assurées par l'hydrogène décarboné produit à partir d'électrolyse ou par des ressources en biomasse. La bioéconomie (bois dans la construction, chimie biosourcée...) se développe de manière importante. L'économie circulaire permet de réduire le besoin en matériaux particuliers, notamment grâce au recyclage. Le scénario AMS prévoit une augmentation substantielle de la production industrielle nationale, permettant d'augmenter le nombre d'emplois industriels à terme. Cette action participe à la réduction de l'empreinte carbone du pays. Une variante de scénario envisageant une réindustrialisation plus poussée du pays a été étudiée. Variante réindustrialisation Le scénario initial suppose une augmentation de la valeur ajoutée industrielle. Cependant, la part de l'industrie dans le PIB diminuerait légèrement de 11% en 2015 à 10% en 2050. La variante réindustrialisation du scénario étudie le cas de figure où la part de l'industrie dans le PIB passerait à 16% en 2050. Dans ce cas précis, les consommations d'énergie augmenteraient de 30TWh de ressources en biomasse ou de gaz naturel et de 60TWh d'électricité. Une évaluation sommaire indique que l'empreinte carbone des Français pourrait diminuer de l'ordre de 3 à 10% en 2050 grâce à cette réindustrialisation par rapport au scénario de référence17. Les résultats dépendent des actions menées par les autres pays en matière de lutte contre le changement climatique et des types de biens dont la production est relocalisée en France. Une économie compétitive Ces modifications structurelles de l'appareil productif industriel sont importantes et pourraient mettre en danger la compétitivité de l'industrie française. Cependant, d'une part ces modifications nécessaires pour avancer dans la transition fourniront à termes un avantage compétitif aux industriels français face à leurs concurrents qui n'auront pas encore fait la transition. D'autre part, cette transition sera accompagnée par les pouvoirs publics. Par exemple, l'innovation sera soutenue sur de nombreuses applications clés de la transition. Il est également envisagé, dans le scénario AMS, de mettre progressivement en place des mécanismes de protection aux frontières afin de s'assurer que l'ensemble de la consommation nationale respecte un certain nombre de standard, en particulier en termes d'empreinte carbone. 26% 20% en 2050 de la consommation d'énergie finale française en 2050 des émissions de GES françaises Les travaux menés dans le cadre de ces scénarios n'ont pas permis d'arriver à une quantification précise de l'empreinte carbone des Français à l'horizon 2050. Des projections sur l'intensité carbone des autres pays, sur le contenu précis de la balance commerciale et 17 sur la nature des activités développées en France doivent être réalisées, ce qui n'a pu être le cas ici. L'ordre de grandeur de l'empreinte carbone des Français à l'horizon 2050 se situerait entre 1 et 2MtCO2eq (en émissions brutes). 19 Consommation d'énergie et émissions de GES de l'industrie en 2015, 2030 et 2050 Consommations d'énergie (en TWh) 300 240 180 120 60 0 2015 Charbon Gaz Électricité Emissions de GES du secteur 2030 100 80 60 40 20 0 2050 Produits pétroliers raffinés EnR thermiques et déchets Chaleur Dont émissions de GES énergétiques Tableau des parts de marché des énergies dans l'industrie en 2015, 2030 et 2050 Charbon 2015 2030 2050 4% 0% 0% Produits pétroliers raffinés 9% 4% 0% Gaz 39% 39% 12% EnR thermiques et déchets 5% 12% 12% Électricité 38% 41% 74% Chaleur 4% 4% 2% Demande totale (TWh) 305 277 247 Tableau des consommations d'énergie (en TWh) et des taux d'électrification par filière en 2015, 2030 et 2050 18 Consommations d'énergie Métaux Primaires Chimie Non métalliques Agroalimentaire Equipement Autres Corrections post-modèles Total 2015 60 101 40 68 45 56 -66 305 2030 47 85 41 59 43 45 -43 277 2050 27 62 41 52 44 35 -14 247 Taux d'électrification 2015 28% 30% 23% 30% 51% 28% 38% 2030 35% 35% 26% 33% 55% 30% 41% 2050 60% 66% 61% 69% 95% 58% 74% Les résultats des modélisations sectorielles fines sur les secteurs résidentiel et tertiaire ne permettent pas de retrouver exactement les consommations d'énergie en 2015 présentée dans le bilan de l'énergie du SDES. Des corrections post-modèles ont donc été intégrées afin de rendre compte du bon volume total de demande d'énergie. 18 20 Emissions de GES (en MtCO2eq) Tableau des valeurs ajoutées par filière en 2015, 2030 et 2050 (en Md) Métaux Primaires Chimie Non métalliques Agroalimentaire Equipement Autres Total 2015 26 41 8 42 73 83 273 2030 33 51 11 47 95 97 334 2050 43 70 17 58 137 101 427 Evolution des taux d'incorporation en matières recyclées des principaux matériaux recyclables entre 2015 et 2050 21 Secteur des déchets 4% des émissions de GES françaises en 2015 La prévention de la production de déchets Dans ce secteur, le premier levier sur lequel se base le scénario AMS est celui de la prévention des déchets. En moyenne, chaque français devrait produire 20 % de déchets en moins d'ici 2050. Cette réduction s'explique d'une part par une consommation plus durable avec des produits ayant des plus grandes durées de vie, plus facilement réparables, recyclables et réutilisables, d'autre part par la réduction du gaspillage, en particulier alimentaire. La valorisation quasi-complète des déchets Les déchets sont ensuite presque systématiquement valorisés. La réutilisation et le recyclage sont privilégiés afin de réduire la production primaire de certains matériaux. La valorisation sous forme de compostage ou de méthanisation prend également une place plus importante. Les déchets deviennent ainsi une ressource. S'ils ne peuvent être valorisés via les filières précédentes, certains déchets sont valorisés énergétiquement en étant brûlés par certaines industries ou dans des réseaux de chaleur. Au total, cela permet de réduire la quantité de déchets envoyés en décharge de 90 % d'ici 2035. L'amélioration de l'efficacité des procédés de traitement Les émissions du secteur déchets diminuent donc de manière très importante. De plus, chaque filière de traitement voit son efficacité en termes d'émissions de gaz à de serre par unité traitée s'améliorer. Sur le poste principal des émissions des décharges, la diminution des déchets envoyés vers cette filière ainsi que l'augmentation du captage du méthane émis permettent de réduire drastiquement les émissions. Par ailleurs, les émissions dues à l'incinération des déchets dangereux ou médicaux sont globalement maintenues tout comme celles pour le traitement des eaux usées. Au contraire, les émissions liées au traitement biologique des déchets augmentent en lien avec l'augmentation des activités de compostage et de méthanisation. 7% des émissions de GES françaises en 2050 19 Les émissions du secteur déchets baisse de 66% entre 2015 et 2050 dans le scénario de référence. Les émissions du secteur déchets baissant moins en profondeur que celles des autres secteurs, la part relative des émissions du secteur déchets augmente. 19 22 Emissions de GES du secteur déchets par poste en 2015, 2030 et 2050 (en MtcO 2 eq) 20 15 10 5 2015 2030 2050 Traitement des eaux Incinération de déchets (non valorisé énergétiquement) Traitement biologique (compost, biogaz...) Stockage des déchets Tableau des consommations des flux de déchets par filière (en Mt) 2010 Valorisation matière Recyclage 37,6 Compostage 7,2 Epandage + remblais 0,8 Methanisation 0,7 Valorisation énergétique Co-incinération 0,5 Incinération avec valorisation énergétique 6,7 Production thermique avec déchets de bois 3,3 Elimination Incinération à faible rendement 6,5 Incinération sans aucune récupération d'énergie 0,6 Stockage 21,0 Total Total 84,9 2020 41,0 9,2 0,8 1,4 1,4 7,0 3,3 4,9 0,3 14,0 84,6 2030 47,0 12,0 0,8 3,0 3,0 6,0 3,3 1,5 0,0 6,1 82,7 2050 47,0 12,0 0,8 5,0 2,0 3,0 3,3 0,0 0,0 2,0 75,1 23 Secteur de l'agriculture produits carbonés (énergie et intrants) dont les prix sont inévitablement amenés à augmenter. 3% 19% en 2015 de la consommation d'énergie finale française en 2015 des émissions de GES françaises Des pratiques agricoles plus performantes qui permettent à la production de monter en gamme L'évolution de la demande ainsi que le soutien public permettent aux agriculteurs d'adopter des pratiques plus performantes du point de vue environnemental et d'augmenter leurs revenus21. Les mesures permettant une réduction des émissions de GES correspondent largement aux leviers de l'étude INRA de 201322, et leur cohérence repose largement sur une approche globale systémique, permise par le projet agro-écologique. Parmi les leviers, on peut citer le développement des légumineuses ou l'amélioration de l'efficacité de l'apport à l'azote à la plante (en privilégiant certains engrais plutôt que d'autres ou certaines pratiques) qui permettent de réduire les émissions liées à la fertilisation azotée. Les pratiques plus respectueuses et plus intégrées comme l'agriculture bio, l'agroforesterie ou les systèmes de polyculture-élevage sont développées. Concernant l'élevage, la baisse de la demande en protéines animales explique en grande partie une baisse des cheptels. On peut noter que l'ordre de grandeur des évolutions envisagées dans les trente ans à venir est du même ordre de grandeur que celle observée les trente dernières années. Des efforts importants sont également effectués sur la modification des rations animales, la limitation de la mortalité à la naissance ou la gestion de l'âge au premier vêlage. Une alimentation plus saine et de qualité Dans le scénario AMS, les citoyens mangent plus sainement. La demande alimentaire nationale se rapproche des recommandations sanitaires comme celles du Haut Conseil de la santé publique jusqu'en 2035 et les prolonge ensuite. En particulier, les excès de consommation de viandes (hors volaille) et charcuteries se résorbent et les protéines végétales prennent une place plus importante. Le gaspillage alimentaire diminue 20. efficacement d'ici 2050 En parallèle, la demande nationale en produits de qualité augmente, en se tournant de plus en plus vers des aliments issus de l'agriculture biologiques ou vers des produits issus de l'élevage de plein air. La baisse de la demande intérieure en produits animaux agit essentiellement sur les niveaux de production nationaux, de sorte que l'export est relativement préservé en volume pour l'élevage. Il peut être développé en valeur, en lien avec les montées en gamme. En effet, en termes de valeur ajoutée brute, le secteur pourra voir ses résultats s'améliorer par rapport à un scénario tendanciel du fait d'une part des montées en gamme, d'autre part d'une efficacité accrue limitant les consommations intermédiaires et enfin d'une baisse de la dépendance aux Le gaspillage post-production évitable passe de 14% en 2015 à 5% en 2050. 21 Etude économique en cours sur les impacts économiques du scénario AMS sur le secteur agricole 20 Sylvain Pellerin et al., 2013, « Quelle contribution de l'agriculture française à la réduction des émissions de gaz à effet de serre ? » 22 24 La performance énergétique des activités agricoles s'améliore profondément. Les tracteurs sont de plus en plus efficaces et se tournent progressivement vers le gaz renouvelable ou l'électricité lorsque cela est possible. Les pompes à chaleur et le solaire thermique se développent pour diverses activités. La consommation d'énergie du secteur agricole diminue ainsi massivement et le secteur se décarbone via l'électrification de nombreux procédés et l'utilisation d'énergies renouvelables. suffisant de matière organique aux sols). Les surfaces dédiées à la production de biocarburants de première génération restent constantes. L'agroforesterie, les haies et les cultures intermédiaires à vocation énergétique se développent, permettant d'augmenter la production d'énergie décarbonée issue de l'agriculture tout en ayant un impact positif sur des aspects environnementaux nonclimatiques. L'agriculture permet donc également de valoriser de nombreux autres bénéfices. Un bénéfice important pour le climat demeure celui de la séquestration de carbone dans les sols, paramètre clé dans l'augmentation du puits du secteur des terres prévue dans le scénario. Ce type de levier n'est que partiellement quantifié dans l'inventaire national et des incertitudes demeurent. Cependant, le scénario AMS prend en compte une amélioration des pratiques sur ce levier comme le développement de l'agroforesterie, des techniques simplifiées de labour associées à une couverture plus systématique des sols via des cultures intermédiaires et à un allongement des rotations. Un secteur central dans la production d'énergie décarbonée et dans la séquestration du carbone Si les revenus des agriculteurs augmentent dans le scénario AMS, c'est également grâce au développement des activités de production d'énergie renouvelable et de matériaux disponibles pour développer la bio-économie. L'agriculture compte environ pour deuxtiers du potentiel de mobilisation de ressources en biomasse à l'horizon 2050 (cf. Secteur de la Production d'énergie). Cela nécessite un changement d'échelle par rapport aux pratiques actuelles, ce qui permettra à termes de valoriser plus largement les effluents d'élevage et les résidus de culture (tout en veillant à préserver la fertilité des sols via un retour 3% 60% en 2050 de la consommation d'énergie finale française en 2050 des émissions de GES françaises 25 Consommation d'énergie et émissions de GES de l'agriculture en 2015, 2030 et 2050 Consommations d'énergie (en TWh) 2015 Charbon Gaz Électricité Emissions de GES du secteur 2030 2050 Produits pétroliers raffinés EnR thermiques et déchets Réseaux de chaleur Dont émissions de GES énergétiques Parts de marché des énergies dans la consommation de l'agriculture en 2015, 2030 et 2050 Charbon 2015 2030 2050 0% 0% 0% Produits pétroliers raffinés 75% 59% 0% Gaz 4% 12% 30% EnR thermiques et déchets 4% 9% 38% Électricité 17% 20% 31% Réseaux de chaleur 0,1% 0,2% 0,3% Emissions de GES (en MtCO2eq) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Demande totale (TWh) 52 45 27 Emissions de GES de l'agriculture par grand poste en 2015, 2030 et 2050 (en MtcO 2 eq) Elevage Cultures Consommation d'énergie Total 2015 42 36 12 89 2030 35 30 8 73 2050 27 21 0 48 26 Chiffres clés dans le secteur de l'agriculture Part des surfaces en grande culture en agriculture bio Surfaces en protéagineux - dont soja (Mha) Emprise des haies et des arbres en surfaces agricoles (Mha) Surfaces de cultures intermédiaires à vocation énergétique (Mha) Surfaces biocarburants 1G (Mha) Utilisation d'engrais minéraux (MtN) Part de valorisation énergétique des résidus de culture Part de valorisation énergétique des éffluents Taille du cheptel bovin (millions) Taille du cheptel porcin (millions) Taille du cheptel volaille (millions) Autres cheptels (millions) 2015 2% 0,4 0,4 0,0 2,1 2,23 0% 1% 19 14 289 11 2030 32% 0,7 0,6 1,8 2,1 1,69 13% 30% 16 13 302 8 2050 44% 1,6 1,9 4,3 2,1 1,15 23% 85% 13 10 290 8 27 Secteur de l'utilisation des terres et de la forêt 41 MtCO2eq de puits pour l'ensemble du secteur des terres en 2015 Une gestion raisonnée de la forêt pour maintenir un puits de carbone à long terme et alimenter l'économie en matériau et énergies à faible empreinte carbone La gestion forestière proposée dans le scénario AMS est une gestion plus dynamique que celle d'aujourd'hui. Celleci présente en effet plusieurs bénéfices. Elle permet d'abord le prélèvement de plus de ressources en bois. Ce surplus de bois prélevé est orienté en majorité vers des applications à longue durée de vie notamment dans la construction afin de stocker du carbone plus durablement et de bénéficier d'effets de substitution importants mais aussi d'autres usages à plus courte durée de vie. La quantité de bois issue de la récolte ayant un usage énergétique (directement ou indirectement par la valorisation énergétique des produits connexes de scierie) est globalement la même en 2050 qu'aujourd'hui ­ une légère hausse de la production de bois énergie a lieu entre 2015 et 2030. La part orientée vers des usages à longue durée de vie est quant-àelle presque triplée. La gestion forestière proposée permet ensuite de maintenir un puits de carbone plus durablement en rendant la forêt plus résiliente aux effets du changement climatique. En effet, une gestion moins dynamique conduirait à court terme à une augmentation plus rapide du puits de carbone en forêt mais ce dernier serait moins durable du fait du risque de saturation du puits (vieillissement des forêts), et d'une plus grande sensibilité aux risques naturels (tempêtes, incendies, sécheresses, risques sanitaires) susceptibles de générer un déstockage, la forêt étant moins adaptée aux changements climatiques. Cette hausse des prélèvements en forêt se fait dans un cadre de gestion durable (reboisement) et avec une gestion des stocks de bois mort en forêt permettant de 28 Le secteur des terres est le principal contributeur au puits de carbone aujourd'hui. Les enjeux sur ce secteur sont de stocker durablement du carbone ainsi que d'orienter plus de matériaux à faible empreinte carbone vers l'économie. La limitation de l'artificialisation des sols et l'afforestation des terres Afin de limiter les émissions liées au changement d'affectation des terres, le scénario AMS suppose le ralentissement de l'artificialisation jusqu'à l'atteinte en 2050 du « zéro artificialisation nette ». De la même manière, l'emprise des prairies, très efficace en termes de stockage de carbone et indispensable pour la préservation de la biodiversité, diminue peu au cours du temps grâce à l'augmentation de la part des cheptels élevés en plein air. En parallèle, les surfaces forestières augmentent. La tendance d'afforestation naturelle observée aujourd'hui se poursuit à court-terme puis diminue petit-à-petit. A cela s'ajoutent de nouvelles plantations en dehors de la forêt existante par un plan de boisement. Au total, les deux effets combinés permettent d'augmenter la capacité de séquestration de carbone sur le territoire national à long-terme d'environ 12 MtCO2éq en 2050. Cela signifie par conséquent une légère diminution des surfaces de terres agricoles et des autres terres (landes, etc.). ne pas avoir d'impacts négatifs sur la biodiversité et les sols. Si la quantité de bois orientée directement vers les applications énergétiques n'augmente pas réellement (biomasse fraiche et coproduits), la valorisation plus systématique des déchets de bois en fin de vie permet de bénéficier de nouveaux gisement de biomasse. A long-terme, développer la bio-économie permet d'alimenter l'ensemble de l'économie en énergie et matériaux renouvelables et décarbonés. 67 MtCO2eq de puits pour l'ensemble du secteur des terres en 2015 Bilan des surfaces françaises en 2015, 2030, 2050 (en MHa) Terres agricoles Dont Prairies de plus de 5 ans Terres forestières Terres artificialisées Autres terres 2015 29,1 9,3 16,5 5,2 4,1 2030 28,2 9,1 17,0 5,9 3,7 2050 27,7 8,8 17,7 6,1 3,4 Evolution du puits de carbone du secteur des terres par grands segments entre 2015 et 2050 (en MtCO 2 eq) 20 10 - 10 - 20 - 30 - 40 - 50 - 60 - 70 2 015 2 030 2 050 Puits forestier Autres terres Produits bois Puits du secteur des terres 29 Chiffres clés sur les hypothèses du scénario concernant la forêt (en MtCO 2 eq) 23 2015 Accroissement biologique brute de la forêt actuelle Flux de carbone Accroissement biologique brute des entrant en forêt nouvelles forêts Séquestration de carbone dans les sols Séquestration par le bois mort Flux de carbone Mortalité en forêt sortant de la Déboisement forêt Prélèvements de bois en forêt Résultante Puits de carbone en forêt Usage matériaux à longue durée de vie Utilisation du Usage matériaux à courte durée de vie bois Usage énergie (bois primaire et coproduits) Usage énergie (bois en fin de vie) 150 0 5 8 18 11 73 62 11 3 34 6 2030 150 5 5 5 19 7 94 45 18 2 41 8 2050 150 12 5 2 19 4 115 31 37 3 36 16 Les chiffres présentés dans ce tableau en termes de puits de carbone en forêt sont légèrement différents de ceux utilisés dans le graphique ci-dessus. Le graphique présente les chiffres au format de l'inventaires utilisésdans le cadre des rapportages aux Nations Unies. La séquestration de carbone dans les sols et le bois mort n'est pas comptabilisée aujourd'hui dans cet inventaire, les déboisements sont comptabilisés dans la partie « autres terres » de l'inventaire. Au contraire, le chiffre « puits de carbone en forêt » du tableau prend cependant en compte les aspects séquestration de carbone dans les sols et les bois morts ainsi que les déboisements. 23 30 Secteur de la production d'énergie 10 % en 2015 des émissions de GES françaises La décarbonation complète du système énergétique et ses conséquences en termes de consommation d'énergie L'un des messages clés apportés par le scénario AMS est qu'il faut presque entièrement décarboner le système énergétique afin d'atteindre la neutralité carbone sur le territoire français. Les émissions liées à la consommation et à la production d'énergie en 2050 sont effectivement réduites à quelques émissions résiduelles difficilement compressibles (aviation, fuites de gaz, procédés de méthanisation ou de raffinage...). En particulier, il n'y a presque plus d'émissions liées à la combustion des énergies fossiles. Ces énergies sont réservées à certains rares usages : aviation, production de certains matériaux comme le plastique ou l'acier. Au cours du temps, la consommation énergétique finale voit disparaître le charbon puis le pétrole (à l'exception des carburants aériens). Le gaz garde une place dans le système énergétique sous la forme de gaz renouvelable ou d'hydrogène, tout comme la biomasse solide ou les biocarburants. Un travail sur les potentiels de production des énergies décarbonées a été mené au début des travaux. Ces potentiels sont basés sur des réalités physiques, des enjeux de disponibilité des gisements, d'acceptation sociale, et de diversification du mix électrique. A l'horizon 2050, les potentiels de production d'énergie décarbonée ont été estimés à 400 à 450 TWh de biomasse, 100 TWh de chaleur renouvelable issue de l'environnement (pompes à chaleur, géothermie, solaire thermique) et au moins 650 TWh d'électricité décarbonée. 31 Dès lors que ces potentiels ont été identifiés, une tension forte apparaît sur les consommations en combustibles qui servent dans l'ensemble des secteurs de l'économie puisque les ressources en biomasse demeurent limitées à très longterme. Par ailleurs, le scénario repose, pour des raisons d'efficacité énergétique, sur un recours raisonnable aux technologies comme l'hydrogène, le power-to-gas ou le power-to-X qui permettent de produire des combustibles à partir d'électricité. Cela signifie que les consommations en termes de combustibles vont diminuer fortement. Dans le scénario principal, la consommation en combustibles solides (charbon et biomasse solide) passe de 225 TWh en 2015 à environ 110 TWh en 2050, la consommation en combustibles liquides (pétrole et biocarburants) de 865 TWh en 2015 à 100 TWh en 2050 (hors soutes internationales), la consommation en combustibles gazeux (gaz naturel, renouvelable et hydrogène) de 470 TWh en 2015 à 195 TWh en 2050 (hors soutes internationales). Variante hypothèse gaz haut La répartition des ressources en biomasse sous forme de vecteurs (solide, liquide ou gazeux) demeure assez incertaine à l'horizon 2050. Le scénario initial présente une répartition raisonnable et pragmatique. D'autres seraient possibles. Parmi elles, une autre répartition laisserait plus de place au vecteur gaz via la conversion au gaz des poids lourds roulant aux biocarburants, de la biomasse solide servant au chauffage des bâtiments ou encore une production supérieure d'électricité à partir de gaz. Cette seconde répartition appelée « variante hypothèse gaz haut » aboutit à une consommation de gaz d'environ 295 TWh à l'horizon 2050 (contre 195 TWh pour le scénario initial). Cette seconde variante requiert néanmoins de mobiliser plus de ressources en biomasse ou d'avoir recours à du gaz naturel en 2050 qu'il faudrait à termes compenser avec du CSC par exemple. Consommations nationales des principaux vecteurs énergétiques entre 2015 et 2050 Par conséquent, les consommations d'énergie doivent se reporter vers d'autres sources d'énergie. La consommation en chaleur renouvelable issue de l'environnement est multipliée par un facteur entre 5 et 6 de 2015 à 2050. La consommation d'électricité reste stable ou diminue légèrement (hors production d'hydrogène) entre aujourd'hui et 2030. Elle augmente ensuite après 2030 en raison de l'électrification nécessaire des différents secteurs, en particulier les transports, l'industrie mais aussi à cause de la 32 production d'hydrogène. Elle atteint en 2050 environ 600 TWh. Au vu des travaux préliminaires sur les potentiels de mobilisation des ressources décarbonées en énergie, ces niveaux de consommation peuvent être assurés sur le territoire national. La question du mix électrique à l'horizon 2050 n'a pas été traitée dans le cadre de ce scénario. En revanche, une production d'électricité par le gaz ou l'hydrogène apparaît nécessaire pour assurer une flexibilité à long-terme du système électrique, en particulier la flexibilité saisonnière. Dans le scénario, elle atteint environ 50 TWh en 2050. Une sollicitation plus poussée des ressources en biomasse24 La question de la sollicitation des ressources en biomasse demeure centrale dans le scénario. En effet, il s'agit d'atteindre une production de ressources en biomasse environ 2,5 fois plus importante qu'aujourd'hui. Cette mobilisation importante des ressources en biomasse est réalisée de manière durable en améliorant la gestion forestière, la gestion des terres agricoles ainsi que la gestion des déchets, en particulier ceux issus de l'agriculture et des produits fabriqués en bois. Côté mobilisation forestière, les ressources en bois prélevées en forêt pour faire directement de l'énergie sont sensiblement les mêmes en 2050 qu'aujourd'hui. En revanche, le développement de la bioéconomie permet une valorisation énergétique plus importante de biomasse via les co-produits et la fin de vie des produits biosourcés. Côté mobilisation agricole, la quantité de ressources produites pour les biocarburants de première génération n'évolue pas beaucoup. Au contraire, la valorisation des résidus de culture et des effluents d'élevage devient la norme. Les cultures énergétiques se développent, en particulier les cultures intermédiaires. 3 % des émissions de GES françaises en 2050 Evolution de la production de ressources en biomasse par segment entre 2015 et 2050 (en TWh de ressources) 120 100 80 60 40 20 0 2015 2050 Le scénario AMS dans sa version provisoire arrive à une mobilisation de 430 TWh de ressources en 24 biomasse pour une consommation d'environ 460 TWh de ressources en biomasse. 33 Le développement raisonnable et limité des technologies de stockage de carbone L'atteinte de la neutralité carbone suppose une augmentation substantielle des puits de carbone à l'horizon 2050. A côté des puits naturels du secteur des terres, il est possible d'avoir recours à un puits de carbone technologique comme le stockage de carbone. Le scénario suppose qu'à l'horizon 2050, la capacité française à capturer et stocker du carbone atteindra environ 15MtCO2. Pour cela, il faudra capturer du dioxyde de carbone issu des fumées de sources ponctuelles (cheminées d'usines ou centrales électriques) et qui sont si possible localisées à proximité des lieux de stockage géologique, ou de plateformes permettant de transporter le carbone vers les lieux de stockage. Les centrales thermiques de production d'énergie permettent alors de réaliser des « émissions négatives ». Une dizaine de millions de tonnes de dioxyde de carbone sont ainsi capturées. Le reste provient de l'industrie où la capture du carbone est utilisée pour réduire les émissions dues à certains procédés. En termes de stockage du carbone, plusieurs options sont possibles. La France dispose de différents lieux de stockage géologique toutefois le scénario AMS suppose un recours plus important aux gisements offshore pour des questions d'acceptabilité sociale. Il s'agirait donc principalement de stocker le carbone dans des formations géologiques profondes en mer. L'utilisation de dioxyde de carbone pour la production de méthane à partir d'hydrogène est limitée à 1,6 TWh de méthane produit, essentiellement pour des raisons d'efficacité énergétique. Le recours aux technologies de capture et de stockage de carbone se veut prudent et raisonnable par rapport à d'autres scénarios. Le déploiement de ces technologies dans l'AMS est limité aux émissions biogéniques ou aux émissions irréductibles de certains procédés industriels. Par exemple, elles ne sont pas utilisées pour capter et stocker des émissions issues de la combustion d'énergies fossiles. Ces technologies représentent in fine un peu plus de 3% des émissions actuelles de GES. Evolution des émissions de GES de l'industrie de l'énergie entre 2015 et 2050 (en MtCO2eq) Emissions de GES 2015 47 2030 31 2050 2 34 Evolution de la production d'hydrogène et de gaz renouvelable en France entre 2015 et 2050 (en TWh PCS ) 300 250 200 150 100 50 0 2015 2020 2030 2040 2050 Gaz indirect (H2-to-gas) Biogaz Hydrogène direct (hors H2-to-gas) Hypothèse gaz haut 35 Résultats du scénario Les pages suivantes présentent les résultats de modélisation obtenues dans le cadre du scénario AMS. Dans un premier temps, sont affichés les bilans énergétiques au périmètre France métropolitaine en 2015, 2020, 2025, 2030 et 2050. Dans un second temps, sont présentées les émissions de gaz à effet de serre par secteur dans le format utilisé dans le cadre de la SNBC au périmètre Kyoto (France métropolitaine et départements et régions d'Outre-Mer) chaque année de 2015 à 2050. Les périmètres des deux objets ne sont pas totalement identiques. L'année de référence pour les travaux de l'AMS est l'année 2015. Les résultats sont par ailleurs corrigés des variations climatiques. Cela signifie que les émissions présentées pour les années 2016, 2017 et 2018 sont simulées et non observées. 36 Consommations d'énergie 37 38 39 40 Note : Après 2035, le scénario ne fait plus de distinction entre ENR électriques et nucléaire pour la production d'électricité. En 2050, la production totale d'électricité s'élève à 55,7Mtep dans le tableau. 41 Note : Après 2035, le scénario ne fait plus de distinction entre ENR électriques et nucléaire pour la production d'électricité. En 2050, la production totale d'électricité s'élève à 57.3Mtep dans le tableau. 42 Emissions de gaz à effet de serre 43 44 Etude macro-économique Le scénario SNBC-PPE a fait l'objet d'une évaluation macro-économique (réalisée par l'Ademe, le CGDD et le Cired) ainsi que d'une analyse des impacts sociaux sur la facture des ménages et la précarité énergétique (réalisée par le CGDD). Impacts macro-économiques : Les résultats de l'évaluation macro-économique suggèrent un double dividende, à la fois économique et environnemental à long terme. La transition énergétique modifie peu la trajectoire tendancielle de PIB. La transition énergétique procurerait un supplément de PIB de l'ordre de 1% à 2% de PIB en 2030 et de l'ordre de 3% de PIB à horizon 2050 par rapport au scénario tendanciel. Elle engendrerait par ailleurs la création de 300 000 à 500 000 emplois supplémentaires à l'horizon 2030 et de 700 000 à 800 000 emplois à l'horizon 2050 par rapport au scénario tendanciel, dans un contexte de transition bas-carbone international et de recyclage efficace de la fiscalité carbone. Effets de la SNBC sur le PIB, et ses contributions Source : Ademe-CGDD (Threeme - cadrage SNBC) 45 Impacts sociaux : La transition énergétique présente des bénéfices sur le pouvoir d'achat des ménages : l'effet de relance de l'économie augmente les revenus distribués aux ménages et augmente les emplois et donc les revenus disponibles pour les ménages pris dans leur ensemble. Pour ce qui est de la facture énergétique, sur le long terme, les gains de performance énergétique l'emportent sur les hausses de prix des énergies. Sur la période de transition l'impact sur le budget des ménages est variable : coûts des investissements dans la rénovation des logements ; hausse de facture énergétique pour les ménages chauffés au gaz et au fioul dans des logements mal isolés n'ayant pas encore fait l'objet de travaux de rénovation ; gains sur la facture énergétique pour les ménages effectuant la transition rapidement. Si les investissements dans la transition énergétique sont rentables sur le long terme, la phase de transition nécessite ainsi un accompagnement, particulièrement à destination des ménages aux revenus modestes. C'est pourquoi la PPE adopte des incitations particulières pour la maîtrise de l'énergie des ménages modestes : primes accrues pour l'acquisition de véhicules à faible émission, remplacement du crédit d'impôt par une prime à la rénovation pour les ménages modestes, etc... En 2025, différentiel de facture énergétiqu e des ménages entre AMS et AME, selon l'énergie principale de chauffage, le carburant utilisé ou la zone d'habitation ; estimations avant redistribution de la taxe carbone source : CGDD (Prometheus-cadrage SNBC) 46