La lutte contre les émissions de gaz à effet de serre est désormais une priorité pour un grand nombre de pays. Outre les économies d’énergie et l’efficacité énergétique, l’une des pistes à suivre concerne ce que l’on appelle les « énergies sans CO₂ ». Mais existent-elles vraiment ? La réponse à cette question est beaucoup moins simple qu’il n’y paraît.

L'avis de Jean-Marc Jancovici

Diplômé de l’École polytechnique et de l’École nationale supérieure des télécommunications de Paris. Il est spécialisé dans le domaine de l’environnement, en particulier dans l’utilisation de l’énergie et les émissions de gaz à effet de serre. Il est l’un des fondateurs de Carbone 4, cabinet d’audit et de conseil en « stratégie carbone ».

En dépit du fait que la presse explique parfois qu’il existe des énergies « propres », cette question est beaucoup moins simple qu’il n’y paraît. En effet, pour « faire » de l’énergie (en fait l’énergie ne se «fabrique » pas, elle peut juste se transformer), il faut non seulement disposer d’une source d’énergie primaire (c’est-à-dire une source que nous trouvons « telle quelle » dans la nature), mais également construire le dispositif qui permettra de transformer cette source d’énergie primaire en énergie « finale », celle que nous pouvons utiliser (produits pétroliers raffinés, électricité, gaz de ville…). De tels dispositifs sont par exemple une raffinerie, un barrage, une centrale à charbon ou nucléaire, etc.

Quelles sont les sources d’énergie primaire à notre disposition ? Le charbon, le pétrole, le gaz naturel, l’uranium, le vent (énergie éolienne), le rayonnement solaire (énergie solaire), l’eau en mouvement (énergie hydroélectrique ou mécanique, comme dans les anciens moulins), la marée, la géothermie (la chaleur provenant des entrailles de la Terre) et la biomasse (les plantes) qui nous fournissent des composés comportant essentiellement du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène.

Certaines formes d’énergie primaire sont renouvelables, d’autres non. Toutes les sources renouvelables sont plus ou moins des dérivés de l’énergie solaire (même la marée : c’est l’attraction du Soleil qui prédomine!), sauf la géothermie qui est une conséquence de la radioactivité naturelle des roches terrestres, et ne dépend donc pas directement de notre Soleil. Mais de considérables quantités de chaleur ont été accumulées depuis très longtemps dans le sous-sol profond. Bien qu’il ne s’agisse pas d’une énergie renouvelable, le stock est tellement immense que c’est « presque comme si ».

Ce raisonnement est également valable pour deux formes d’énergie nucléaire, qui ne sont pas des énergies renouvelables, mais qui puiseraient dans un stock immense. Il s’agit, tout d’abord, de la « surgénération »* (dont Superphénix en France était un exemple) qui peut utiliser tout l’uranium ou le thorium (avec des stocks tels que nous en aurions pour des milliers ou des dizaines de milliers d’années). C’est aussi le cas de la fusion, si nous arrivons à la mettre au point un jour, mais ce qui n’arrivera de toute façon pas avant cinquante à cent ans, disent les spécialistes.

Énergie et gaz à effet de serre

Parmi toutes ces sources exploitables, certaines émettent des gaz à effet de serre lorsque nous les utilisons, et d’autres très peu. Les sources d’énergie primaire qui émettent des gaz à effet de serre sont le charbon, le pétrole, le gaz, et le bois s’il n’est pas replanté (cas des pays tropicaux).

Parmi les procédés dont la source d’énergie primaire ne produit pas de CO₂, on trouve toutes les formes d’énergie nucléaire, l’hydroélectricité, le rayonnement solaire, le vent, l’énergie marémotrice, la géothermie, et la biomasse si elle est replantée.

Pour certains procédés, si la source d’énergie primaire ne produit pas de gaz à effet de serre (en particulier pas de CO₂), un certain nombre d’à-côtés en aura produit: extraction minière amont, construction du dispositif exploitant l’énergie (barrage, centrale…) et enfin démantèlement ou traitement des déchets. Pour construire une centrale électrique (à charbon, nucléaire, à gaz, à pétrole, ou un barrage), il faut des matériaux, comme le ciment et l’acier, dont la production engendre des émissions de CO2. Pour fabriquer une éolienne ou un panneau solaire, des matériaux de base (aluminium, verre, etc.) ou des matériaux plus élaborés (semi-conducteurs) sont nécessaires, et leur fabrication émet des gaz à effet de serre… Si l’on intègre ces « émissions intermédiaires » au total, en tenant compte de la durée de vie du dispositif(cela s’appelle « établir un cycle de vie »), on peut arriver à un « total d’émissions » qu’il a fallu envoyer dans l’air pour disposer d’une quantité d’énergie finale donnée (rappelons que l’énergie finale est celle qui est disponible pour nos usages: essence raffinée, électricité, gaz pour la cuisinière, etc.) On constate alors que, face aux énergies « fossiles », qui émettent beaucoup de gaz carbonique lors de leur usage, il existe des énergies moins émettrices (mais jamais totalement non émettrices), que l’on désigne parfois comme étant « sans CO₂ ».

Ces énergies qui émettent peu de gaz à effet de serre, si l’on prend en compte l’ensemble du cycle, sont le nucléaire, l’hydroélectricité, le solaire thermique, la biomasse replantée, l’éolien – si l’on ne tient pas compte de l’intermittence induite dans le réseau, qui oblige à avoir de l’électricité de pointe ailleurs –, et demain, le solaire photovoltaïque, quand les panneaux seront euxmêmes produits avec de l’électricité d’origine nucléaire, solaire ou hydroélectrique. La grande question, pour ces énergies «sans CO2 », est de savoir si elles pourraient assurer le même approvisionnement, en prix et en volume, que les énergies fossiles, qui constituent aujourd’hui 80 % de l’approvisionnement énergétique mondial. À l’horizon du demi-siècle, cela paraît très peu probable: l’essentiel de la « transition énergétique » des cinquante prochaines années, qui devra comporter une division par deux des émissions de CO2, se fera essentiellement par des économies, et bien plus marginalement par une substitution de sources d’énergie primaire.

*Les surgénérateurs sont des réacteurs qui produisent plus de matière fissile qu’ils n’en consomment. Ils utilisent un combustible fait de plutonium (fissile) et d’uranium 238 (non fissile). Ils sont dits « à neutrons rapides », car les neutrons ne sont pas ralentis par un « modérateur » comme dans les réacteurs à eau légère.

Pour aller plus loin :

Manicore, la société de conseil de Jean-Marc Jancovici : www.manicore.com

Ademe (Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie) : www.ademe.fr