Chroniques du réchauffement climatique

Puisque l'on parle souvent (moi le premier devant mes étudiants) de l'Allemagne comme un leader dans l'utilisation du solaire photovoltaïque, voici un article avec quelques chiffres concernant cette utilisation.

Avant toute chose et pour mettre en perspective, l'Allemagne, c'est une puissance électrique moyenne consommée sur l'année d'environ 80 GW (je parle bien ici de puissance moyenne, puisque la puissance instantanée peut varier dans des proportions très importantes suivant l'heure de la journée ou le jour de l'année, voir à titre d'illustration la seconde figure de cet article). Du point de vue de la production d'électricité, plus de 50% du mix Allemand est issu des combustibles fossiles, ce qui place ce pays grosso modo dans la moyenne Européenne. Toujours pour mettre en perspective, la puissance d'origine photovoltaïque installée en France, pays de taille à peu près comparable, est de l'ordre de 2 GW, et augmente modérément d'une année à l'autre du fait d'investissement dans le domaine somme toute modérés.

En Allemagne sur les dernières années, la puissance installée croît à un rythme extrêmement soutenu, comme le montre la figure suivante :

Entre début 2010 et l'été 2012, ce sont donc... 20 GW qui ont été installés ! Si une part très importante est liée au résidentiel, la part des centrales solaires croît également rapidement. A l'été 2012, ce sont donc plus de 30 GW de puissance crête qui étaient en service en Allemagne.

En Allemagne, pays qui n'est pas connu pour connaître un ensoleillement digne de la côte d'azur, le facteur de charge du photovoltaïque (soit le pourcentage de production par rapport à ce que serait la production à puissance maximale en continu l'année entière) est d'un peu moins de 10%. Les 30 GW de puissance crête correspondent donc à une puissance "moyenne" lissée sur l'année de 3 GW, soit en gros l'équivalent de 2 EPR. Par rapport à la consommation totale d'électricité en Allemagne, l'apport total du solaire photovoltaïque demeure donc relativement faible, même si l'on ne peut pas non plus considérer qu'il est négligeable comme il peut l'être en France.

D'un point de vue financier, selon des analystes de Bloomberg New Energy Finance, le solaire photovoltaïque allemand contribue à augmenter la facture d'électricité des particuliers d'environ 20%. Cependant, ce surcoût tend à s'atténuer avec le temps et la baisse notable du coût des nouvelles installations, et la hausse simultanée du coût de l'électricité "fossile". Si le prix du kWh photovoltaïque allemand est encore nettement au-dessus de celui du kWh de base, contrairement par exemple au sud de l'Italie où la parité est grosso modo atteinte (source ADEME) du fait d'un facteur de charge nettement plus élevé dans cette région, de l'ordre par exemple de 15% dans la région de Palerme (source US-Department of Energy), la parité réseau en Allemagne (lorsque le kWh photovoltaïque est au prix du kWh de base) devrait pouvoir être atteinte à moyen terme. Si bien que les subventions au secteur, sous forme de tarifs subventionnés au rachat, ont fortement baissé ces derniers mois, à 18 c€ du kWh pour les "petites" installations et 12 c€ du kWh pour les centrales solaire (pour mettre en perspective, selon Eurostat le prix du kWh pour un particulier était début 2012 d'environ 14 c€ en Allemagne pour un peu moins de 10 c€ en France).

retour au sommaire thématique

L'université norvégienne des sciences et technologie a mis en ligne récemment un outil donnant l'empreinte carbone des différents pays du monde, rapportée à leur nombre d'habitant et en tonnes d'équivalent CO₂, en la décomposant en différentes composantes et incluant notamment la part des exportations et importations (disponible ici). Ce "calculateur" est basé sur une méthodologie développée dans un article publié dans la revue scientifique  "Environmental Science & Technologie" (disponible ici), article ayant reçu le prix 2009 du meilleur article de politique environnemental, décerné par la revue en question.

L'avantage de cette méthode de calcul, par rapport aux données publiées habituellement par les états (voir par exemple ici le classement des états les plus emetteurs de gaz à effet de serre selon la méthode de comptage habituelle) est qu'elle est plutôt axée sur la consommation dans le pays, et non sur la production dans ce même pays. Ainsi typiquement pour la France (à droite), les émissions sont 30% supérieures à celles habituellement annoncées par le gouvernement, une fois inclues les importations, ce qui relativise les discours d'auto-satisfaction de nos gouvernants quant au respect des engagements de réductions d'émissions (il est plus facile d'exporter les émissions que des les réduire vraiment). Elle se retrouve en effet à peu près dans la moyenne européenne, avec des émissions un peu plus faibles que l'Allemagne ou le Royaume-Uni, mais plus élevées que l'Italie ou l'Espagne, en passant d'un peu plus de 9 tonnes eq-CO₂ (chiffres de 2005) à à peu près 13 tonnes ici (chiffres de 2007).

Donnée intéressante, si l'on s'intéresse à la répartition par "type de bien" (camembert de gauche), on s'aperçoit que la production industrielle est devenue très minoritaire devant la mobilité, les services et le commerce. Le camembert est pratiquement "inversé" si l'on s'intéresse à la Chine, avec des parts ultra-majoritaires pour la construction et l'industrie manufacturière. Tout à fait cohérent avec la division mondiale de l'économie, en somme.

articles liés :

objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre

Principaux pays émetteurs de gaz à effet de serre

retour au sommaire thématique

Article court pour expliquer en quelques mots la notion de rétroaction et les conséquences de cette notion sur la difficulté de modéliser le climat futur de manière simple, et qui explique en partie le pourquoi de la limite de 2°C d'augmentation que l'on espère ne pas dépasser du fait du réchauffement climatique.



Commençons de manière simple.

Lorsque nous brûlons de combustibles fossiles, nous émettons du CO₂, le principal gaz à effet de serre, ce qui induit une hausse de la concentration atmosphérique de ce gaz, une augmentation de l'effet de serre, et une hausse des températures. Mon raisonnement est ici linéaire, je suis partie de la combustion des combustibles fossiles, je suis arrivé à la hausse des températures. Tout serait très simple si l'on s'arrêtait à ce stade.

Ajoutons maintenant les rétroactions. On a une rétroaction lorsque l'état final de notre système (nous considérons ici la température), donc l'effet, a lui-même une influence sur l'une de ses causes (boucle de rétroaction) ou sur un autre paramètre qui joue dans son évolution. Le problème de la modélisation du climat, c'est que nous sommes en présence de nombreuses rétroactions qui influent sur l'état d'équilibre final du système. Petit liste non exhaustive :

-  la hausse de la concentration de CO₂ dans l'atmosphère induit une croissance plus rapide et importante de la végétation, croissance qui tend à piéger une partie du CO₂ atmosphérique.
-  la hausse des températures induit une évaporation plus importante des masses d'eau terrestre. Les nuages formés empêchent une partie des rayonnements solaires d'arriver à la surface de la terre, mais parallèlement la concentration d'eau dans l'atmosphère augmente, l'eau étant elle-même un puissant gaz à effet de serre
-  la hausse des températures des océans diminue leur capacité à piéger le CO₂ (la solubilité de ce gaz dans l'eau diminue avec la température), la hausse de la température des océans les conduit donc à relâcher du CO₂ ce qui augmente de nouveau l'effet de serre (...)
-  la diminution de la surface des calottes polaires réduit la part des rayonnements solaires réfléchis par la glace, ce qui conduit alors à une hausse de la température de l'eau et à une fonte plus importante de la glace (...)

Globalement, toutes les rétroactions applicables au système "climat" correspondent à une part très importante de la hausse des températures prédites. Il est donc nécessaire pour modéliser le climat de maitriser parfaitement la physique ou la chimie de ces rétroactions, ce qui induit des difficultés supplémentaires à la modélisation.

Cette notion de rétroaction permet, enfin, de comprendre pourquoi la limite de 2°C d'augmentation de la moyenne des températures terrestres a été conseillée. Nous avons vu dans ma liste d'exemples de rétroactions qu'il existe des rétroactions positives, c'est à dire des rétroactions qui tendent à amplifier le phénomène réchauffement climatique. C'est le cas de toutes celles pour lesquelles, de manière caricaturale, la hausse des températures influe sur un paramètre qui a sont tour contribue à amplifier la hausse des températures. Dans un cas extrême, l'état du système peut diverger : il n'y a plus d'état stable, et la hausse s'amplifie continuellement jusqu'à changer profondément la nature du système "terre". Pour faire une comparaison simple, c'est ce qui se passe avec un compte bancaire rémunéré à un certain pourcentage et pour lequel aucun retrait d'argent n'est jamais effectué : les intérêts se cumulent au capital, génèrent également des intérêts, et ainsi de suite, si bien que le montant déposé sur le compte croît exponentiellement.

C'est cette divergence (peu probable si nous limitons effectivement la hausse des températures, loin d'être impossible si nous les "laissons filer") qu'il convient à tout prix d'éviter. Et nous sommes quasiment certains, au vu des modélisations actuelles, qu'une divergence du système est extrêmement peu probable avec une hausse de 2°C. Nous en sommes moins certains avec une hausse plus importante.


retour au sommaire thématique