Production d’énergie dans le monde

La production d’énergies fossiles représente encore près de 60% de la production totale d’énergie primaire dans le monde. Les renouvelables ont dépassé la barre des 30% pour la première fois en 2023. Si l'on ajoute le nucléaire, le monde a produit près de 40 % de son électricité à partir de sources à faible teneur en carbone en 2023. En conséquence, l'intensité en CO2 de la production mondiale d'électricité a atteint un nouveau record à la baisse.

Par sources

En 2019, la production énergétique mondiale a été de à 606,49 EJ (exajoules), selon l'AIE. Elle est répartie entre plusieurs sources d'énergie. Le pétrole reste la principale source avec 30,89% du total, représentant 187,36 EJ. Il est suivi par le charbon, qui compte pour 26,77% (162,38 EJ), et le gaz naturel à 23,21% (140,78 EJ). Les sources d'énergie nucléaire, hydroélectrique, et les biocarburants et déchets contribuent respectivement à 5,02% (30,46 EJ), 2,51% (15,19 EJ), et 9,37% (56,81 EJ). Les autres sources d'énergie représentent 2,23% (13,50 EJ).

1 exajoule (EJ) = 1 000 000 000 000 000 000 joules (10^18 joules)

Entre 1979 et 2019, la production énergétique mondiale a connu une croissance significative, passant de 301,43 EJ à 606,49 EJ. Cette augmentation de plus de 100 % reflète une demande énergétique accrue due à la croissance démographique et au développement économique global. Le pétrole a constamment été la principale source d'énergie, bien que sa part relative ait légèrement diminué au fil des ans, alors que la production est passée de 134,60 EJ en 1979 à 187,36 EJ en 2019.

Les énergies renouvelables et alternatives ont également vu une augmentation notable. La consommation de bioénergies et de déchets est passée de 29,13 EJ en 1979 à 56,81 EJ en 2019, et les autres sources (comprenant principalement les énergies renouvelables) ont augmenté de manière exponentielle, de 0,43 EJ en 1979 à 13,50 EJ en 2019. En parallèle, le gaz naturel a plus que doublé sa part, de 50,40 EJ à 140,78 EJ, indiquant un déplacement vers des sources d'énergie plus propres par rapport au charbon, dont la production a néanmoins continué de croître en volume absolu.

Cette tendance se poursuit, puisque les investissements dans les énergies bas carbone représenteront plus du double de ceux dans les énergies fossiles en 2024.

Les énergies fossiles, bien qu'en déclin relatif, ont dominé la production mondiale d'énergie primaire tout au long de cette période. En 1970, elles représentaient 93,35 % de l'approvisionnement énergétique, mais cette proportion a progressivement diminué pour atteindre 81,80 % en 2022. Cette baisse, bien que significative, montre la persistance des combustibles fossiles comme principale source d'énergie. Les efforts mondiaux pour réduire la dépendance aux combustibles fossiles, motivés par des préoccupations environnementales et économiques, commencent à se refléter dans ces chiffres, même si la transition est lente.

Parallèlement, les sources d'énergie renouvelables ont vu leur part augmenter de manière constante. Partant de 6,26 % en 1970, elles ont plus que doublé pour atteindre 14,21 % en 2022. Cette augmentation reflète les investissements et les avancées technologiques dans les énergies éolienne, solaire et autres formes d'énergie verte. Le nucléaire, quant à lui, a connu une croissance rapide dans les années 1970 et 1980, atteignant un pic de 6,64 % en 2000, mais a légèrement décliné ensuite, stabilisant autour de 4 % dans les années récentes. Ce ralentissement peut être attribué aux préoccupations de sécurité post-Fukushima et aux coûts élevés des nouvelles installations. Ces tendances indiquent une diversification progressive du mix énergétique mondial, bien que la domination des combustibles fossiles reste un défi majeur à surmonter pour atteindre des objectifs énergétiques durables.

Source : Energy Institute - Statistical Review of World Energy - Graphique : Selectra

Pour la production d'électricité

Depuis 2015, presque toutes les sources d'électricité ont connu une augmentation, soutenue principalement par les nouvelles sources d'énergies renouvelables.

En 2023, les énergies renouvelables ont pour la première fois compté pour plus de 30% de la production mondiale d'électricité. Mais cette production cumulée reste encore inférieure à celle du charbon, qui demeure de loin la principale source d'électricité.

Les gains les plus importants proviennent de l'éolien (+1 475 TWh, +178 %) et du solaire (+1 375 TWh, +537 %), la production solaire en 2023 atteignant même plus de six fois les niveaux de 2015.

Le charbon (+1 153 TWh, +12 %) et le gaz (+1 080 TWh, +19 %) ont connu une croissance légèrement inférieure. Les bioénergies (+220 TWh, +46 %), l'hydroélectricité (+326 TWh, +8,4 %) et le nucléaire (+153 TWh, +6 %) ont connu des augmentations moins importantes. La production à partir d'autres combustibles fossiles, tels que le pétrole, a chuté de 333 TWh (-30%).

Source : Global Electricity Review 2024, EMBER - Graphique : Selectra

La Chine a connu les changements les plus importants de tous les pays pour le charbon, le nucléaire, la bioénergie, l'hydroélectricité, l'éolien et le solaire. La croissance de la production de charbon en Chine (+1 670 TWh) depuis 2015 a été supérieure à l'augmentation mondiale globale, car la production de charbon a chuté de manière significative aux États-Unis et dans d'autres pays au cours de cette période.

Toutefois, la Chine a également contribué à près de la moitié (47 %, 700 TWh) de la croissance mondiale de la production éolienne et à 40 % (545 TWh) de l'augmentation de la production solaire entre 2015 et 2023. Les États-Unis sont le principal moteur de la croissance du gaz dans le monde et la seule grande économie qui passe de la production au charbon à la production au gaz. Depuis 2015, la production de gaz aux États-Unis a augmenté de 469 TWh, ce qui représente 43 % de l'augmentation mondiale sur cette période. En comparaison, la Chine prévoit de passer directement du charbon aux énergies propres sans passer par le gaz.

Par pays

En 2019, la production énergétique mondiale est dominée par l'Asie, qui représente 50,85% du total avec 299,44 EJ, reflétant son développement économique rapide et sa population dense. Les Amériques suivent avec 23,80% (140,15 EJ), tandis que l'Europe contribue à hauteur de 18,15% (106,88 EJ). L'Afrique, bien que moins industrialisée, représente 6,09% (35,88 EJ) de la production mondiale, et l'Océanie, avec 1,11% (6,55 EJ), complète cette répartition globale, portant le total à 588,90 EJ.

Entre 1990 et 2019, la consommation énergétique mondiale a considérablement augmenté, passant de 357 EJ à 588,90 EJ, ce qui représente une croissance de plus de 60%. L'Asie a vu sa consommation d'énergie croître de manière spectaculaire, passant de 107 EJ en 1990 à 299,44 EJ en 2019, reflétant son développement économique rapide et son industrialisation. Les Amériques et l'Europe ont également connu une augmentation de leur consommation énergétique, bien que de manière plus modérée, atteignant respectivement 140,15 EJ et 106,88 EJ en 2019.

Depuis 2010, la consommation énergétique mondiale a augmenté de manière constante chaque année. En 2019, la consommation a atteint 588,90 EJ, avec une croissance notable en Asie, qui a ajouté près de 62 EJ depuis 2010. L'Afrique et l'Océanie ont également vu une augmentation, bien que plus modeste, leur consommation atteignant respectivement 35,88 EJ et 6,55 EJ en 2019. Cette tendance à la hausse est principalement due à l'augmentation de la demande énergétique dans les régions en développement et à l'expansion industrielle globale.

La France produit un peu plus de 1% de l’énergie primaire globale, mais surtout plus de 15,2% de l’énergie nucléaire produite dans le monde.

Pétrole

La production mondiale moyenne s'élève à 93,8 millions de barils par jour en 2022.

Entre 2000 et 2022, la production de pétrole a augmenté de manière significative, passant de 3 598 millions de barils en 2000 à 4 407,2 millions de barils en 2022. Cette hausse de près de 22,5 % reflète une demande énergétique croissante à l'échelle mondiale, malgré des fluctuations annuelles dues à divers facteurs économiques, politiques et environnementaux. La production a particulièrement accéléré au cours de la dernière décennie, augmentant de 5,8 % de 2010 à 2022, avec une reprise notable post-pandémie de COVID-19, passant de 4 175,5 millions de barils en 2020 à 4 407,2 millions en 2022.

Source : The Energy Institute Statistical Review of World Energy - Graphique : Selectra

Au cours de la dernière décennie, les Etats-Unis sont devenus les premiers producteurs de pétrole au monde, et la part produite par les pays de l'OPEP s'est réduite.

Source : The Energy Institute Statistical Review of World Energy - Graphique : Selectra

Pour rappel : 1 baril de pétrole ≈ 159 litres et 1 tep ≈ 7, 3 barils⁽¹⁾ 

Gaz naturel

La production mondiale moyenne s'élève à 10,99 milliards de m³ par jour en 2022, dont 23,6% provient désormais des États-Unis.

La production de gaz a connu une croissance spectaculaire depuis 1900, augmentant de manière significative chaque décennie pour atteindre un pic de 40 534,2 TWh en 2021. Les périodes les plus marquantes incluent les fortes hausses entre 1900-1910 et 1940-1950, où la production a plus que doublé. Depuis les années 2000, bien que la croissance ait ralenti, la production continue d'augmenter, atteignant 40 438,16 TWh en 2022.

En milliards de mètres cubes de gaz naturel produit - Source : Enerdata - World Energy and Climate Statistics - Graphique : Selectra

En milliards de mètres cubes de gaz naturel exporté - Source : CIA World Factbook - Graphique : Selectra

En milliards de mètres cubes de gaz naturel importé - Source : CIA World Factbook - Graphique : Selectra

Pour rappel : 1 000 m³ de gaz naturel équivalent en moyenne à 0,94 tep.

Depuis 1980, les réserves prouvées de gaz ont plus que doublé, passant de 70 889,12 milliards de m³ à 188 074,22 milliards de m³ en 2020. Les décennies de 1980 à 2000 ont connu des augmentations rapides, avec une croissance de 53% entre 1980 et 1990, et de 27% entre 1990 et 2000. De 2000 à 2010, les réserves ont encore augmenté de 30%. Bien que les réserves aient fluctué légèrement entre 2011 et 2015, elles ont atteint un pic de 190 267,89 milliards de m³ en 2019, avant de diminuer légèrement en 2020.

Ces réserves prouvées de gaz naturel représentent entre 50 et 60 ans de consommation mondiale au rythme actuel. L’exploitation des gaz non conventionnels, en particulier des gaz de schiste, est susceptible de modifier ces chiffres.

Source : BP World Energy Outlook, 2022 - Graphique : Selectra

Charbon

La production mondiale s'élève à 8 582 millions de tonnes en 2022, selon l'AIE.

Depuis 1900, la production de charbon a augmenté de manière significative, passant de 5 349,89 TWh à 48 490,00 TWh en 2022, soit une multiplication par environ 9. La croissance a été particulièrement rapide au milieu du 20e siècle et au début du 21e siècle, avec des augmentations notables entre 1960 et 1970, ainsi qu'entre 2000 et 2010. La production a atteint un pic en 2022 avec 48 490,00 TWh. Malgré des fluctuations mineures entre 2012 et 2020, la tendance générale reste à la hausse, marquée par des périodes de stabilité relative et une reprise récente.

Pour rappel : la valeur calorifique d’une tonne de charbon varie selon sa qualité – tourbe, lignite, houille – et le pays de production⁽²⁾.

La production mondiale nucléaire s'élève à 2 686 TWh en 2023, selon le Energy Institute. 1 TWh de production brute d’électricité nucléaire équivalant à l’énergie de 0,26 Mtep).

L'évolution de la production d'électricité d'origine nucléaire dans le monde a connu une croissance rapide et exponentielle de ses débuts en 1965 à la fin des années 1980, passant de 25,54 TWh en 1965 à 1 945,01 TWh en 1989. Cette période de forte croissance s'explique par l'expansion des programmes nucléaires dans de nombreux pays, notamment la France, cherchant à diversifier leurs sources d'énergie et à réduire la dépendance aux combustibles fossiles.

Après une phase de stabilisation au début des années 1990, la production nucléaire a continué à augmenter pour atteindre un pic de 2 762,24 TWh en 2021, avant de connaître une légère baisse à 2 639,68 TWh en 2022 et une reprise à 2 685,74 TWh en 2023.

Parallèlement, la part du nucléaire dans le mix électrique mondial a suivi une trajectoire différente. Après une montée en puissance jusqu'au début des années 1990, où elle a culminé à environ 17,44 % en 1996, cette part a progressivement diminué. En 2022, elle était tombée à 9,15 %, reflétant une diversification accrue des sources d'énergie, l'essor des énergies renouvelables, et une prise de conscience accrue des risques et des coûts associés à l'énergie nucléaire. En 2023, la part du nucléaire dans le mix électrique mondial s'est stabilisée à 9,11 %.

Cette baisse relative, malgré une production absolue élevée, indique une augmentation plus rapide de la production d'électricité à partir d'autres sources, notamment renouvelables, au cours des dernières décennies.

En 1985, les renouvelables représentaient 20,82 % de la production d'électricité mondiale, une part qui a diminué progressivement pour atteindre 18,09 % en 2005. Cette baisse initiale peut être attribuée à l'augmentation rapide de la production d'électricité à partir de combustibles fossiles et du nucléaire, qui ont pris une part plus importante de la croissance de la demande énergétique mondiale.

Depuis 2005, la part des énergies renouvelables a connu une croissance continue et significative, atteignant 30,24 % en 2023. Cette augmentation reflète les efforts accrus pour lutter contre le changement climatique, les avancées technologiques dans les énergies renouvelables et les politiques gouvernementales favorables. La période post-2010 a particulièrement marqué une accélération de cette tendance, avec une augmentation annuelle moyenne notable, notamment une hausse de 18,71 % en 2010 à 30,24 % en 2023. Les années récentes ont également vu des augmentations significatives, notamment en 2020 où la part des renouvelables a grimpé à 28,08 %, soutenue par une prise de conscience globale accrue des enjeux environnementaux et des investissements substantiels dans les infrastructures vertes. Ces tendances soulignent une transition énergétique progressive mais déterminée vers des sources d'énergie plus durables.

Les énergies renouvelables représentaient 19 % de la production d'électricité mondiale en 2000, contre plus de 30 % en 2023. Cela est dû :

• à l'augmentation de l'énergie solaire et éolienne, qui est passée de 0,2 % en 2000 à un niveau record de 13,4 % en 2023 ;
• en particulier l'énergie solaire, à la pointe de la révolution énergétique avec une production d'électricité plus de deux fois supérieure à celle du charbon en 2023.
• en particulier la Chine, qui a représenté 51 % de la production solaire mondiale supplémentaire et 60 % de la nouvelle production éolienne mondiale de 2023 par rapport à 2022.

C'est la source de production d'électricité qui a connu la plus forte croissance pour la 19e année consécutive.

En 2023, pour la deuxième année consécutive, la croissance mondiale de la production solaire (+307 TWh, +23 %) a dépassé celle de l'éolien (+206 TWh, +9,8 %). La production de combustibles fossiles a seulement augmenté de +0,8 % sur l'année.

Par ailleurs, le solaire et l'éolien ont constitué 98 % des nouvelles installations de capacités renouvelables dans le monde.

Source : Global Electricity Review 2024, EMBER - Graphique : Selectra

Énergie hydraulique

L'hydraulique est la 3^e source d’électricité dans le monde (14%) après le charbon et le gaz naturel.

La proportion d’électricité d’origine hydraulique dans la production d’électricité renouvelable mondiale est d'environ 70%.

En 1965, la production s'élevait à 923,20 TWh, et elle a presque quintuplé pour atteindre 4 211,01 TWh en 2023. Cette augmentation reflète l'expansion continue des infrastructures hydroélectriques mondiales et l'adoption croissante de cette source d'énergie renouvelable pour répondre à la demande énergétique en hausse. Les années 2000 et 2010 ont été particulièrement marquées par une forte augmentation, avec la production passant de 2 629,08 TWh en 2000 à 3 428,38 TWh en 2010.

Cependant, depuis 2020, on observe des variations notables. Après avoir atteint un pic de 4 344,05 TWh en 2020, la production a légèrement diminué, avec une baisse à 4 211,01 TWh en 2023. Cette fluctuation pourrait être attribuée à plusieurs facteurs, tels que les variations climatiques affectant les niveaux d'eau, les changements dans la demande énergétique mondiale en raison de la pandémie de COVID-19, et le développement accru d'autres sources d'énergie renouvelable comme le solaire et l'éolien. Malgré cette légère baisse récente, la production hydroélectrique reste une composante clé du mix énergétique mondial, soulignant son rôle essentiel dans la transition vers des énergies plus propres et durables.

La Chine se distingue comme le principal producteur d'électricité hydraulique avec 1 304 TWh, représentant 30,1 % de la production mondiale, bien que cela ne constitue que 17,4 % de sa production électrique nationale, révélant une forte demande intérieure. Sa production hydraulique a fortement augmenté au cours des dernières années, puiqu'elle n'était "que" de 823 TWh en 2012.

Le Brésil, avec 398 TWh (9,2 % du total mondial), dépend largement des énergies renouvelables, celles-ci représentant 63,5 % de sa production électrique nationale. En comparaison, les États-Unis produisent 311 TWh (7,2 % du total mondial), mais seulement 7,1 % de leur électricité est renouvelable, montrant une diversité énergétique plus large avec une plus faible part de renouvelables. La Norvège, produisant 126 TWh (2,9 % du total mondial), se distingue par sa dépendance aux renouvelables, qui constituent 93,4 % de sa production nationale. Enfin, le reste du monde contribue à 27,7 % de la production mondiale, indiquant une large dispersion des capacités de production renouvelable.

En termes de capacité hydraulique installée, la Chine domine avec 356 GW, représentant une part significative des 1 308 GW mondiaux, grâce à d'importants investissements dans les infrastructures hydroélectriques. Le Brésil et les États-Unis suivent avec respectivement 110 GW et 103 GW, tandis que le Canada et la Russie complètent le top cinq avec 81 GW et 54 GW. La capacité hydraulique du reste du monde s'élève à 417 GW, soit 31,9 % du total mondial, montrant une adoption généralisée de l'hydroélectricité. Des pays comme la Norvège et la France, avec respectivement 33 GW et 26 GW, exploitent intensivement cette ressource grâce à leur topographie favorable et à des politiques énergétiques axées sur les renouvelables. Cette répartition illustre les disparités et les efforts mondiaux pour utiliser l'hydroélectricité comme source majeure d'énergie renouvelable.

Énergie éolienne

La production électrique mondiale d'origine éolienne s'élève à 2304,44 TWh en 2023, près de cinq fois plus que dix ans auparavant.

L'évolution des capacités de production éolienne dans le monde montre une croissance spectaculaire, passant de 16,94 TWh en 2000 à 898,82 TWh en 2022. Cette augmentation reflète l'adoption mondiale des énergies renouvelables, soutenue par des politiques favorables et des avancées technologiques. En 2022, l'Asie domine avec 438,22 TWh de capacité installée, suivie par l'Europe (242,84 TWh) et l'Amérique du Nord (165,51 TWh), soulignant une forte concentration de capacités éoliennes dans ces régions. L'Afrique et l'Océanie, bien que participant à cette transition, montrent des capacités installées nettement inférieures.

En outre, l'Asie produisait 905,64 TWh, soit plus de 40 % de la production mondiale en 2022, tandis que l'Europe et l'Amérique du Nord contribuaient respectivement avec 524,21 TWh et 497,75 TWh.

La part de l'éolien dans le mix électrique mondial a augmenté de 0 % en 1985 à 7,817 % en 2023. Cette croissance montre l'importance croissante de l'énergie éolienne dans le mix énergétique mondial, contribuant à la diversification des sources d'énergie et à la réduction des émissions de gaz à effet de serre.

Énergie solaire

La production mondiale moyenne s'élève à 1644,9 TWh en 2023 dont 1629,9 TWh de solaire photovoltaïque et environ 14 TWh de solaire thermodynamique.

La capacité de production solaire photovoltaïque mondiale a connu une croissance exponentielle, passant de 1,23 TWh en 2000 à 1 053,12 TWh en 2022, et atteignant 1 629,90 TWh en 2023. Cette progression spectaculaire résulte de politiques favorables, d'avancées technologiques et d'une sensibilisation accrue aux impacts environnementaux des énergies fossiles, particulièrement après 2010. La part du solaire dans le mix électrique mondial est passée de 0 % en 1985 à 5,529 % en 2023, illustrant son rôle croissant dans la diversification des sources d'énergie et la réduction des émissions de gaz à effet de serre. L'augmentation des capacités installées et l'amélioration de l'efficacité des panneaux solaires ont été cruciales, avec des entreprises réalisant des économies d’échelle et les pays occidentaux accélérant leur transition énergétique.

La Chine domine la production solaire mondiale avec 32,9 % du total, suivie par les États-Unis avec 13,8 %, le Japon avec 10,1 %, l'Inde avec 7,4 % et l'Allemagne avec 6,8 %. Ces cinq pays représentent ensemble plus de 70 % de la production mondiale d'énergie solaire, illustrant leur rôle clé dans le secteur des énergies renouvelables.

Pour rappel : il existe actuellement 2 voies principales d’exploitation de l’énergie solaire :

• le solaire photovoltaïque qui transforme directement le rayonnement en électricité.
• le solaire thermique qui transforme directement le rayonnement en chaleur. Le solaire dit « thermodynamique » est une variante du solaire thermique qui se différencie en cela qu’elle utilise l’énergie thermique du soleil afin de la transformer dans un second temps en électricité.

4 m2 de capteurs thermiques permettent de répondre aux besoins en eau chaude d’une famille de 4 personnes sous nos latitudes et 10 m2 assurent le chauffage d’une maison de 100 m2.

Biomasse

La production électrique à partir de biomasse dans le monde s'élève à 596 TWh en 2021 et est en croissance soutenue d'année en année. Elle représente près de 10% de la production d’électricité d'origine renouvelable mondiale.

10 MW : puissance moyenne d’une centrale biomasse.

La valorisation énergétique de la biomasse peut produire trois formes d'énergie utile qui diffèrent selon le type de biomasse et les techniques mises en œuvre : de l’électricité, de la chaleur et une force motrice de déplacement (biocarburants).

Les centrales de cogénération optimisent le rendement de la biomasse en produisant à la fois de l’électricité et de la chaleur.

Géothermie 

La production électrique d'origine géothermique dans le monde s'élève à 88,9 TWh en 2018 et demeure en croissance forte.

1% : c'est la proportion d’électricité d’origine géothermique dans la production d’électricité renouvelable mondiale.

L'évolution des capacités de production géothermique dans le monde a montré une croissance remarquable depuis 2000. Partant d'une capacité de 1,23 MW en 2000, elle a atteint 1 053,12 MW en 2022. Cette augmentation continue reflète l'adoption croissante de l'énergie géothermique comme une source d'énergie renouvelable viable, soutenue par des avancées technologiques et des politiques énergétiques favorables. Les capacités installées ont particulièrement augmenté après 2010, soulignant une accélération de la transition énergétique mondiale vers des sources d'énergie plus durables.

En 2022, les capacités de production géothermique varient considérablement entre les continents. L'Amérique du Nord domine avec 4 435,1 TW, suivie par l'Europe avec 1 707,663 TW et l'Océanie avec 1 323,31 TW. L'Afrique et l'Amérique du Sud ont des capacités beaucoup plus faibles, avec respectivement 956,39996 TW et 51,4 TW, tandis que l'Asie n'a pas de capacités géothermiques significatives répertoriées. Cette répartition montre une concentration de capacités géothermiques dans les régions ayant des politiques énergétiques plus favorables et des ressources géothermiques abondantes.

La géothermie permet également une production directe de chaleur qui serait supérieure à 70 TWh/an.

Pour rappel : on distingue 3 types de géothermie :

• la géothermie profonde à haute énergie (150 – 250°C, 2 500 m) pour la production d’électricité (vapeur + turbine) ;
•  la géothermie moyenne à basse énergie (30 à 150°C dans les aquifères) pour le chauffage urbain collectif par réseau de chaleur ;
• la géothermie à très basse énergie (<30°C, 10 à 100 m) par pompe à chaleur (PAC). 

Production mondiale d'énergie primaire en 2012. Le graphe montre la forte croissance des renouvelables en un peu plus de 10 ans.