La consommation des sources d'énergie - Société Française de ...

La consommation des sources d'énergie : utilisations finales, efficacité et
productivité. Jean-Marie Martin, Institut d'Economie et de Politique de l'Energie (CNRS-
UPMF Grenoble).
Les choix énergétiques sont fréquemment limités à la sélection des
sources primaires d'énergie (charbon, pétrole, gaz naturel, uranium,
renouvelables) et des procédés qui assurent leur conversion en sources
secondaires et finales (combustibles, carburants, électricité, demain peut-
être hydrogène). La raison de cette restriction est simple : avant leur
récent intérêt pour les services énergétiques, les producteurs (compagnies
charbonnières, pétrolières, gazières ou électriques) ne se souciaient guère
du devenir des sources d'énergie qu'ils délivraient aux consommateurs
finals (industriels ou particuliers), ces derniers pouvant stocker les
combustibles un certain temps avant de les utiliser de façon plus ou moins
efficace. De ce fait, les statistiques de consommation d'énergie ne sont
jamais allées au delà des ventes au consommateur final.
Nombreux sont pourtant les choix qui interviennent au-delà de cette
limite, dans la mesure où les combustibles et les kWh ne sont pas achetés
pour eux-mêmes mais pour satisfaire des services énergétiques (confort
thermique d'un appartement, réduction d'une tonne de minerai de fer,
mobilité d'une personne ou déplacement d'une marchandise, éclairage
artificiel d'un bureau) après de nouvelles conversions des sources finales
en sources utiles sous des formes appropriées (thermique, mécanique,
chimique). Le consommateur final choisit donc non seulement entre des
procédés plus ou moins efficaces de conversion des énergies finales en
énergies utiles, mais aussi entre des façons différentes de satisfaire ses
besoins. Désireux d'obtenir un confort thermique donné, le propriétaire
d'un logement arbitre entre l'achat de combustibles ou d'électricité, des
systèmes de chauffage plus ou moins performants et des types d'habitat
diversement orientés et isolés. Traiter sa demande de combustible ou
d'électricité comme une donnée, sans prendre en compte les choix sous-
jacents dont elle résulte, constitue une mutilation lourde de conséquences.
On le découvre aisément lorsque les choix énergétiques sont traités
à l'échelle de toute la collectivité (producteurs et consommateurs) et
évalués à l'aune de la rationalité macroéconomique, c.à.d. celle du
meilleur usage possible de toutes les ressources (travail, capital,
matières premières) disponibles. La recherche de l'approvisionnement
optimal en énergie ne peut pas être guidée par les seuls coûts des sources
d'énergie finale, externalités incluses, mais elle doit aussi considérer
ceux des services énergétiques à satisfaire. Est-il rationnel de dépenser
1 euro pour fournir un kWh additionnel, fût-il le meilleur marché, si un
dispositif de conversion finale permettant de s'en passer ne coûte que 0,5
euro ? Même si le marché de l'électricité n'explicite pas ce choix, la
collectivité doit évidemment le prendre en considération : c'est ce que
fait l'Etat, en son nom, lorsqu'il impose des normes d'efficacité minimales
aux appareils électriques, aux automobiles ou aux logements.
Le champ des choix énergétiques déborde donc largement celui sur
lequel ont prise les producteurs d'énergie. Il s'étend à toutes les
techniques d'exploration, production puis conversion des sources d'énergie
jusqu'au service énergétique. Il concerne aussi bien les utilisateurs
d'énergie dans tous les secteurs d'activité (agriculture, industrie,
transport, résidentiel-tertiaire) que les concepteurs de procédés de
conversion des sources finales (thermiciens, ingénieurs des bureaux
d'étude), les équipementiers impliqués dans ces procédés (motoristes,
chauffagistes), les professionnels façonnant les usages de l'énergie
(architectes, constructeurs de véhicules), les responsables des grandes
infrastructures (urbanistes, aménageurs).
Ce qui suit a pour objet de faire comprendre l'incidence des choix
de tous ces acteurs sur l'évolution des consommations d'énergie. Demain
comme hier, quelques points d'efficacité additionnels des chaudières
domestiques, des fours industriels, des moteurs thermiques et électriques
ou des lampes d'éclairage peuvent équivaloir à la production de plusieurs
gisements de pétrole ou de centrales électriques. Des utilisations plus
efficaces ne sauraient remplacer des productions additionnelles, mais il
serait peu rationnel de ne pas les traiter ensemble pour les comparer,
puisqu'elles sont le plus souvent substituables. Quatre étapes permettent
d'avancer dans cette voie. On commence par retracer dans leur totalité les filières
énergétiques de façon à convaincre le lecteur que les chaînes de conversion
ne s'arrêtent pas à la livraison de combustibles, carburants, électricité
haute ou basse tension, à un consommateur. Au delà des bornes fixées par
les statistiques, apparaît ainsi le champ caché des choix énergétiques qui
prolonge vers l'aval celui mieux connu de la production, en amont (première
partie).
Dans ce cadre, les utilisateurs, concepteurs ou équipementiers sont
confrontés à des choix très différents entre eux parce que les services
qu'ils doivent satisfaire n'impliquent pas les mêmes conversions de sources
d'énergie et que les gains potentiels d'efficacité de chacune varient pour
des raisons scientifiques (lois de la thermodynamique, par exemple),
techniques (diversité des procédés de conversion), économiques (prix des
énergies et des équipements) et sociales (information et habitudes de
consommation). La découverte, ou redécouverte, des principaux usages de
l'énergie, de leurs techniques de conversion et des déterminants de leur
évolution est indispensable à la compréhension de cette variété de
situations (deuxième partie).
Quelle est l'incidence des différences d'efficacité d'utilisation,
dans le temps et dans l'espace, sur la croissance de la consommation
d'énergie ? Pour apporter une réponse à la question, un détour s'impose. Le
passage d'une efficacité ponctuelle (mesurée dans le chauffage d'une maison
ou la traction d'un véhicule routier) à une efficacité globale (celle du
chauffage domestique ou du transport routier en France) ne s'effectue pas
par simple addition. On doit prendre en considération les facteurs
économiques et sociaux qui influent sur la façon collective de consommer
l'énergie. De la notion technique d'efficacité, on passe à celle,
économique, de productivité, le plus souvent exprimée par son inverse,
l'intensité énergétique de l'activité économique (troisième partie). On
peut ensuite s'interroger sur l'influence que pourra avoir cette dernière
sur les trajectoires de consommation mondiale d'énergie à l'horizon 2050
(quatrième partie).
1. Les chaînes de conversion : des sources d'énergie primaires à la
satisfaction des services énergétiques. Ce que l'on a pris l'habitude de qualifier « consommation
d'énergie », et parfois même « besoins d'énergie » correspond à ce que les
statistiques mesurent le plus facilement, à savoir les volumes de
ressources naturelles qui entrent dans des chaînes de transformations et
conversions successives, indispensables à la satisfaction des besoins en
services énergétiques. Les chaînes peuvent être très courtes (paysanne
africaine qui assure la cuisson de ses aliments à l'aide du bois de feu
qu'elle a collecté autour de son village) ou très longues (européen
s'éclairant avec une électricité issue de centrales nucléaires ou de
turbines à gaz alimentées par des ressources sahariennes ou sibériennes).
La Figure 1 décrit les principales étapes d'une chaîne énergétique type
dans les économies industrialisées.
1.1. De la consommation primaire à la consommation finale.
La consommation primaire correspond à la somme des sources d'énergie à
l'état brut (bois, charbon, pétrole ou gaz à la tête du puit), avant
transformation physique (raffinage pétrolier ou liquéfaction du gaz) et
éventuelle conversion en électricité dans une centrale thermique
conventionnelle. Une totale cohérence voudrait que l'on inscrive ici
l'uranium des centrales nucléaires, la chaleur géothermique captée, la
force des cours d'eau ou du vent convertie en électricité : les limites des
méthodes de comptabilité énergétique ont conduit à Tableau 1 - Chaîne des conversions énergétiques | |Efficacité |mines, |
| |globale |exploit. forestière |
| | |aménage. hydraulique |
| | |capteurs solaires |
| |100 |charbon |
| | |pétrole, gaz naturel bois, |
| | |électricité hydro, nucl. et|
| | |solaire |
| | |raffinage pétrole |
| | |gazéification biomasse |
| | |centrales thermiques |
| | |carburants pétroliers |
| |75 |gaz de synthèse |
| | |thermo-électricité |
| | |gazoducs