1. Quelle est l’Energie du Futur?
Nicolas Meilhan
Ingénieur Conseil, Frost & Sullivan
Janvier 2014

2. Quelle est l’énergie du passé? Et celle du présent?
Le pétrole reste la principale source d’énergie, mais le gaz et le charbon lui ont repris des
parts de marché ces dernières années. La part des énergies fossiles dans la consommation
d’énergie mondiale ne devrait baisser que très modestement de 80% en 2013 à 75% en 2040
- Evolution de la consommation mondiale d’énergie primaire - Milliards de tonnes équivalent pétrole-
2% autres EnR
6% hydro-élec
4% nucléaire
8% bois
Gtep
22%
Gaz
27%
80%
Charbon
Pétrole
30%
Sources: The Shift Project Data Portal , Exxon Mobil 2013’s Outlook for Energy
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3. Et moi qui croyais que le charbon était une énergie du passé…
Le charbon a effectivement permis la révolution industrielle au 18ème siècle. Mais c’est aussi
l’énergie du futur – il devrait dépasser le pétrole et devenir la 1ère source d’énergie d’ici 2020
Production d’électricité à base de charbon
- % de la production totale d’électricité en 2010-
Faible
Elevé
0,1%
22%
40% de l’électricité consommée dans le monde est produite à base de charbon
Source: Université de Sherbrooke
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4. A quoi nous sert toute cette énergie?
Le pétrole est l’énergie du transport (qui en dépend à 93%) alors que le charbon permet de
fabriquer tout ce qui nous entoure, couvrant presque 60% des besoins de l’industrie
Répartition de la consommation mondiale d’énergie primaire
(1)
- % de tonnes équivalent pétrole39%
24%
12%
24%
17%
Gaz
28%
40%
13%
9%
27%
Hydraulique
+ Nucléaire
23%
28%
6%
21%
13%
93%
Charbon
57%
60%
18%
Pétrole
36%
9%
Industrie
Transport
NonEnergie
Autres secteurs
Note: (1) Energie commerciale seulement (hors biomasse) ; Même ratio TWh / Mtep utilisé pour le nucléaire et l’hydraulique
Autres = agriculture, tertiaire, résidentiel
Sources: BP Statistical Review of World Energy 2007, IEA, A.T. Kearney
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5. Pourquoi utilise-t-on majoritairement du charbon dans l’industrie?
Demandez aux 15 principaux pays exportateurs (qui représentent 80% des exportations
mondiales) – ils auront probablement la réponse
Exportations de biens & de services vs. production électrique à base de charbon
- Top 15 des pays exportateurs de biens & services*, 2011 2500
Exportations de biens et de services
(en milliards de $)
R2 = 0.7
USA
Chine
2000
Allemagne
1500
Japon
1000 France
Royaume-Uni
Italie
Belgique
500
Suisse
Brésil
Mexique
Pays-Bas
Corée du Sud
Inde
Espagne
0
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
Production électrique à base de charbon
(% de la production total d’électricité)
* Hors énergie
Source: Banque Mondiale
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6. Pourquoi le pétrole est-il la seule énergie utilisée pour le transport?
1kg de pétrole contient autant d’énergie que 100 kg de batteries
Densité énergétique massique
Densité énergétique des différentes énergies utilisées dans le transport
Densité énergétique volumique
« Si on considère que la construction de la grande pyramide de Khéops nécessita le travail
manuel de 10 000 personnes pendant 20 ans, alors la consommation journalière d'essence, de
diesel et de kérosène aux Etats-Unis permettrait de construire 100 pyramides chaque jour »
Richard Heinberg
Source : Pierre-René BAUQUIS, Richard Heinberg
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7. Restera-t-il encore du pétrole en 2100?
La principale question est surtout de savoir pendant encore combien de temps disposeronsnous de pétrole peu cher pour faire tourner notre économie (et nos voitures..)
Evolution de la production d’hydrocarbures liquides
Production en milliards de barils
de pétrole par an
- 1870 à 2100 -
« Ce n’est pas la taille du réservoir qui compte, c’est la taille du robinet »
Jean-Marie Bourdaire
Source: Manicore , Jean-Marc Jancovici
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8. A-t-on vraiment besoin de pétrole peu cher pour faire tourner notre économie?
Quatre des cinq dernières grandes crises économiques mondiales ont été précédées par un
choc pétrolier
US Dollars par baril
Récessions économiques vs. prix du pétrole
Récession économique
Prix du pétrole (en US$ courant)
Prix du pétrole ajusté de l’inflation
(en US$ 2008 constant)
Source: Steven Kopits, June 2009, Douglas Westwood, Oil: What price can America afford?, EIA, NBER
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9. Houston, nous avons un problème…
Certains champs de pétrole ont besoin d’un baril de pétrole à plus de 100$ pour être rentables
alors que la demande de pétrole se contracte à partir de 102$ aux US et de 120 $ en Chine
Seuil de rentabilité des champs pétroliers en cours de développement
Seuil de rentabilité ($US/baril)
- Top 360 des champ pétroliers -
Capacités maximales de production cumulées (milliers de barils par jour)
Note: Les estimations de seuil de rentabilité n’incluent pas les coûts d’acquisition du terrain ni les coûts d’exploration du champ, qui, si ils étaient inclus,
augmenteraient le seuil de rentabilité des champs, notamment en Amérique du Nord pour les champs on shore
Source: Goldman Sach Research Estimates, Douglas-Westwood Associates
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10. La solution n’est-elle pas le gaz et le pétrole de schiste?
A court terme peut-être aux Etats-Unis, à plus long terme probablement pas ailleurs…
Vue aérienne d’un champ d’exploitation de gaz de schiste au Texas
- Cliquez sur l’image -
Source : Google maps http://goo.gl/maps/gm8RV
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11. Est-ce vraiment si important que cela d’avoir de la place?
Il faut regarder attentivement la densité énergétique surfacique quand on s’intéresse à l’énergie
du futur: moins on a de place, moins on a de choix!
Densité énergétique surfacique
Source: David MacKay http://www.ted.com/talks/david_mackay_a_reality_check_on_renewables.html
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12. Peut-on revenir à une énergie 100% renouvelable comme au Moyen-âge?
Les pays gâtés par la nature - forêts, montages ou géothermie - pourront s’en rapprocher ;
pour les autres, ce sera plus compliqué à moins d’une baisse significative de la consommation
Part des énergies renouvelables dans la consommation d’énergie
primaire d’une sélection de pays
85%
- 2011, en %-
80%
Hydraulique
Géothermique, Solaire, Eolien,
Biomasse
48%
40%
39%
34%
32%
26%
25%
22%
22%
17%
14%
13%
6
7
12%
11%
11%
173
129
2743
Moyenne UE (10%)(1)
Consommation
d’énergie
6
primaire
(Mtep) Islande
4
270
29
Brésil
Costa
Rica
20
4
Nouvelle
Zélande
Norvège
50
34
Suède
Lettonie
36
19
Finlande
Autriche
24
413
Portugal
Danemark
Estonie
Canada
Slovénie
Italie
Espagne
Chine
Moyenne mondiale (13%)(1)
10%
7%
7%
6%
316
259
France
Allemagne
478
2189
Etats-Unis
Japon
Note: (1) Based on IEA conversion ratios, 16% by applying 33% conversion factor
Sources: Eurostat, IEA, Frost & Sullivan analysis
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13. Quel est alors l’énergie du futur?
Vraisemblablement le charbon tant qu’aucun coût n’est donné aux externalités négatives qu’il
engendre– consommation d’eau, pollution atmosphérique, émissions de CO2
- Prévision de la consommation mondiale d’énergie primaire -
Gtep
- Milliards de tonnes équivalent pétrole-
Source: Bernard Rogeaux, 2007 - http://www.edf.com/fichiers/fckeditor/3.4%20Rogeaux.pdf
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14. Comment faire le jour où on n’aura plus de pétrole, ni de gaz, ni de charbon?
Cela va être très compliqué de maintenir notre niveau de vie actuel sans économies
substantielles d’énergie – efficacité & sobriété
Potentiel de production des énergies renouvelables – Ordres de grandeur
- Millions de tonnes équivalent pétrole par an -
60 par
rapport à
2006

200 par
0,5
rapport à 2007 million

km2)
20 milliards de
panneaux de
1m2)
10 000
2 000
[TWh] 3 040
[Mtep] 688
Hydro
existant
2 000
453
25% des
forêts
10% des
exploitées
terres
arables à 3 tep/ha

actuelles
9.5
à1 tep/ha
millions de

km²
1.4
alloués
millions
de km²
alloués
2 263
1 000
226
Eolien
Géothermie
2 850
8 milliards de
personnes à
2.5 tep/an?
20 Gtep
?
7 Gtep
140
453
Hydro
Solaire
additionnel
BioBiomasse
carburants
Total
Renouvelable
Total
Note: les biocarburants et la biomasse n’ont pas d’équivalent TWh
Les conversions TWh / Mtoe prennent en compte les rendements des différents procédés de production d’énergie
Source: Philippe Bihouix, 2008 - http://www.lajauneetlarouge.com/article/lenergie-mondiale-face-la-penurie-ou-colbert-et-les-lecons-du-peak-wood
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15. Quelle est la véritable énergie du futur alors?
Celle que l’on ne consommera pas!
kep /
personne
en 1995
kep /
personne
Meilleure
techno (1)
Chauffage
740
300
• Isolation thermique
Cuisine
35
25
• Meilleur électroménager
Autres
70
35
• Veille
Secteur
Commentaires
Logement
Tertiaire
Chauffage
415
200
• Isolation thermique
Usages spécifiques
90
50
• Veille
Nourriture
360
250
• 50% d’économies sur la
réfrigération et la cuisson
Produits
intermédiaires
625
450
150
130
De personnes
490
250
• Voitures à 4 litres / 100 km
De biens
315
200
• Réduction de la puissance
des camions, fret ferroviaire
Total
3290
1890
• Mais remplacer l’ensemble
des équipements existants
prendra énormément de
temps – pour le parc de
voitures, il faut compter entre
10 et 15 ans au moins
• Recyclages, éco-process
Equipements
• Presque 50% d’économie
d’énergie possible sans
impact significatif sur notre
niveau de vie…ce n’est sans
doute pas assez mais c’est
déjà un bon début!
Industrie
Transports
Eteindre nos équipements
électriques au lieu de les laisser
“veiller” … 5 à 6 TWh en France
- presque un réacteur nucléaire!
Note : kep = kilo d’équivalent pétrole; meilleure technologie disponible en1995
Source: Bernard Multon, ENS Cachan ; Commissariat au plan
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