L’électricité, l’énergie du 21e siècle

L'électricité, l'énergie du 21e siècle

16 octobre 2018
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D’ici 2050 au moins, la combinaison d’une croissance démographique soutenue, d’une croissance économique dynamique, d’une demande en aliments, en équipements et en transports accrue et d’une explosion des automatismes et usages numériques en tout genre, coïncidera inexorablement avec une hausse de la demande énergétique. Une augmentation qui concernera majoritairement l’électricité, seule source pouvant aujourd’hui répondre aux besoins et usages de demain comme aux enjeux climatiques. Explications.

Qu’on se le dise, si des économies d’énergie importantes seront réalisées grâce à des efforts d’isolation dans les logements, ou d’optimisation dans les transports, l’Industrie et la gestion des grandes aires urbaines, la consommation d’énergie est vouée à croître d’ici à 2050.

Deux tendances l’expliquent. La croissance démographique mondiale soutenue d’abord. Selon l’ONU, nous serons ainsi près de 10 milliards d’habitants sur la planète en 2050, contre 7,55 milliards aujourd’hui. Dans 30 ans, la population africaine aura doublé pour atteindre 2,5 milliards d’individus. L’Asie totalisera 5,3 milliards d’habitants et l’Amérique Latine quelque 785 millions. Seules l’Europe et l’Amérique du Nord devraient voir leur population stagner ou enregistrer une légère récession.

Répondre aux besoins des nouvelles classes moyennes

À cette tendance s’ajoutera, selon les experts, une croissance moyenne du PIB mondial de 3,4% par an. D’ici 2050, le PIB par habitant sera multiplié par quatre en Inde, par trois en Afrique du Sud, en Indonésie ou en Chine (pays dans lequel il atteindra le niveau de la France en 2017, soit 43 400 dollars), et par deux au Nigéria, au Brésil ou encore en Russie.

Là encore, les pays émergents ou en développement seront les principaux concernés. Mais les États-Unis, l’Union Européenne et le Japon verront également leur PIB par habitant multiplié par 0,5.

Aussi ces deux dynamiques engendreront elles une augmentation importante des besoins en énergie. Dans les pays en développement en particulier où il faudra satisfaire les attentes d’une population plus nombreuse, notamment des classes moyennes qui s’y développeront rapidement. Les analyses prospectives estiment ainsi qu’en 2050, près de 4 milliards d’asiatiques, de latino-américains et d’africains rejoindront les classes moyennes. Des habitants qui, comme dans les pays développés aujourd’hui, seront avides de bien-être, de confort et de loisirs.

Les besoins alimentaires augmenteront donc considérablement et demanderont, pour être satisfaits, beaucoup d’énergie. La production agricole devra croître de 70% d’ici à 2050 sans que la surface de terres cultivées ne progresse beaucoup. Pour cela, il faudra donc améliorer de manière significative les rendements. Ce qui passera nécessairement par des innovations réclamant pour partie de l’énergie.

Au-delà, l’émergence d’une classe moyenne toujours plus élargie entraînera une augmentation de la demande de biens de consommation et d’équipement. Textile, meubles, électroménagers, hifi, téléphonie, télévisions et autres appareils High tech, autant de biens pour lesquels la demande grimpera. Ce qui boostera le secteur industriel et les activités de transport de marchandises, et induira une augmentation de la consommation d’énergie de ces filières.

Un constat qui sera encore plus évident dans le transport de passagers. D’ici 2050, les projections tablent en moyenne sur un doublement de la circulation d’avions civils et de voitures. Ce, sans compter l’augmentation logique de l’offre de bus, tramway, métro et autres transports en commun du futur.

Et le développement et la modernisation d’infrastructures adaptées (routes, parkings, aéroports, etc.) induits par cette évolution verront encore une fois la demande et la consommation d’énergie croître.

Enfin, loger ces nouvelles populations, lesquelles gagneront principalement les villes, aura un fort impact sur la construction et l’usage des bâtiments.

Pour toutes ces raisons, les besoins en énergie devraient augmenter de 30% d’ici 2040. Ils seront principalement tirés par les demandes chinoise et indienne.

Aujourd’hui, la consommation d’énergie dans l’habitat, les transports et l’industrie est cependant responsable de 85% des émissions de gaz à effet de serre mondiales, essentiellement sous forme de CO2. L’usage du charbon, du fioul, du gaz ou de l’essence pour se chauffer et se déplacer est à mettre en cause. Mais en plus, les deux tiers de l’électricité mondiale proviennent de la combustion d’énergies fossiles, et sont la cause de plus de 40% du total des émissions mondiales de CO2.

Il faudra donc que l’électricité produite à l’avenir le soit de façon décarbonée. Par chance, le nucléaire et les principales énergies renouvelables aujourd’hui en développement (hydraulique, éolien, solaire) sont des sources d’électricité non émettrices de gaz à effet de serre.

Elles sont aujourd’hui le seul moyen de concilier l’augmentation de la demande d’énergie et la nécessité de réduire notre empreinte carbone. Et ce d’autant que les nouvelles technologies et les nouveaux usages qui en découlent se nourrissent d’électricité.

Selon l’Agence Internationale de l’Énergie, l’énergie sera ainsi de plus en plus consommée sous forme d’électricité, dont la demande finale devrait augmenter de plus de 60% d’ici à 2040.

Numérique, robotique, domotique : de nouveaux usages nécessitant de l’électricité

Qui dit ordinateurs, tablettes ou smartphones dit en effet électricité. Si toutes les innovations en matière de communication, d’habitat ou de production du 20e siècle ont été tirées par l’électricité, la révolution numérique et l’hyper connectivité du monde du 21e siècle ne peuvent assurément pas s’en passer.

D’ores et déjà l’économie et les habitudes populaires dépendent de l’électricité. Et cela ne fera que s’accroître avec le développement de l’internet des objets, de l’intelligence artificielle, des smart cities ou encore la multiplication des data centers qui concentrent des données toujours plus massives et supporteront demain des milliers de blockchain.

Les estimations les plus frileuses prévoient en effet la circulation de 20 milliards d’objets connectés en 2020, et de 50 milliards en 2030. Smartphones, montres, réfrigérateurs, logements, véhicules autonomes, bâtiments et rues sont et seront équipés de plus en plus de capteurs intelligents et communicants. Pour être alimentés et fonctionner en réseaux complexes, tous ces objets et systèmes auront besoin d’électricité.

Largement sous-estimé dans les prévisions, le développement des blockchains, par ailleurs, sera particulièrement gourmand en électricité. À ce jour, l’ensemble de la technologie blockchain consommerait déjà la puissance de Singapour, soit 47 GWh ou la puissance générée par quatre EPR à plein temps !

Et le besoin d’électricité décarbonée s’accentuera encore avec la robotisation croissante de nos économies. Sans parler du déploiement probable de robots et humanoïdes dédiés à la livraison ou au service à la personne, le nombre de robots industriels devrait presque tripler d’ici à 2025.

Des défis et beaucoup d’ingénierie

L’électricité sera donc centrale à plus d’un titre demain. Mais pour développer ses moyens de production décarbonés et ses applications à l’ère digitale, le savoir-faire et l’innovation en ingénierie devront très largement être mobilisés.

Le mouvement est déjà à l’œuvre, dans les transports en particulier. La généralisation attendue des véhicules électriques est la preuve qu’un tournant a été pris.

Les constructeurs automobiles ont parfaitement intégré les tendances décrites plus haut, et adopté des stratégies résolument orientées vers l’électricité, dont l’hydrogène. Les États eux-mêmes ont pris des décisions politiques fortes. La Norvège prévoit par exemple de ne plus avoir aucun véhicule thermique vendu sur son territoire après 2025, quand la France et le Royaume-Uni ont fixé cette échéance à 2040.

Au total, quelque 280 millions de véhicules électriques devraient circuler en 2040 contre 2 millions aujourd’hui. Même les secteurs aéronautique et maritime font de grands pas vers l’électrique.

Un jour viendra sans doute où nous pourrons nous passer d’électricité comme on se sera passé d’énergies fossiles polluantes. Mais pour l’heure et certainement jusqu’en 2100, seule l’électricité et ses sources de production décarbonée peuvent contribuer à répondre aux besoins et défis du 21e siècle.

 

Dominique Louis est l’auteur du livre “2050: une France sans carbone”.

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