Que désigne la « transition énergétique » et où en est-on ?

Définition

La « transition énergétique » est un concept souvent utilisé pour désigner l’abandon progressif de certaines énergies (fossiles, parfois nucléaire) conjointement au développement d’autres énergies (renouvelables), accompagné notamment par des actions d’efficacité énergétique.

Née dans les années 1980 en Allemagne, la notion de transition énergétique s’inscrit dans un contexte de plus grande prise en compte des enjeux environnementaux et climatiques.

Outre cet aspect environnemental, la transition énergétique intègre une dimension économique et sociale et tend globalement vers un système énergétique plus « durable » au sens du « développement durable » défini dans le rapport Brundtland de 1987 de la Commission mondiale sur l’environnement et le développement de l’ONU (« un mode de développement qui répond aux besoins des générations présentes sans compromettre la capacité des générations futures de répondre aux leurs »)⁽¹⁾.

La notion de transition énergétique se traduit différemment selon les pays où elle est entreprise (avec un équilibre propre entre les dimensions environnementale, économique et sociale).

La transition énergétique est parfois présentée comme un volet de la « transition écologique » qui couvre d’autres thématiques telles que la préservation des écosystèmes et des ressources en eau. Précisons qu'une transition énergétique se mesure en décennies, compte tenu de la grande inertie du système énergétique (ce dernier connaissant une transition énergétique continue depuis près de deux siècles).

L’électricité décarbonée, un axe majeur

Dans ses rapports annuels « Energy Technology Perspectives » (ETP), l’AIE précise comment les innovations dans le domaine de l’énergie peuvent permettre une transition vers un système énergétique sûr, « bon marché » et dont l’approvisionnement serait sécurisé. Les moyens d’atteindre les objectifs de lutte contre le changement climatique au travers de cette transition énergétique mondiale y sont également étudiés.

Selon l’AIE, de nombreux domaines à fort potentiel (efficacité énergétique, bioénergies et capture et stockage du CO2 notamment) souffrent encore d’un soutien public insuffisant. Seuls 3 des 26 domaines technologiques observés par l’AIE – à savoir les filières solaire photovoltaïque et éolienne terrestre, les véhicules électriques et le stockage d’électricité – bénéficieraient de progrès « en phase avec la cible des 2°C », grâce à des politiques publiques favorables.

L’AIE présente trois grands scénarios énergétiques d’ici à 2060. Le scénario tendanciel, dit « de référence », qui prend en compte les engagements énergétiques et climatiques actuels des différents pays, ne permettra pas de contenir à 2°C le réchauffement climatique d’ici à 2100 (par rapport à l’ère préindustrielle) selon ce rapport. Y sont également présentés deux autres scénarios, misant sur des engagements plus ambitieux des différents pays pour atteindre la cible de l’Accord de Paris : un scénario « 2°C » (« 2DS ») et un scénario visant la « neutralité carbone » en 2060 pour contenir le réchauffement climatique à 1,75°C à l'horizon 2100 (« B2DS»).

Le mouvement d’électrification est commun aux différents scénarios présentés par l’AIE. Dans celui de référence, la part de l’électricité dans la consommation mondiale d’énergie finale atteindrait 26% en 2060, contre 18% aujourd’hui. Cette électrification s’accompagnerait d’une décarbonation du système énergétique mondial selon l’AIE qui entrevoit une transition directe des énergies fossiles à une électricité décarbonée, en particulier dans les transports.

Dans le scénario « 2°C » de l'AIE, le mix électrique de 2060 repose à 74% sur les énergies renouvelables (dont 2% de bioénergies, avec des systèmes de capture et de stockage de CO2), à 15% sur l’énergie nucléaire, à 7% sur des centrales à combustibles fossiles couplées à des systèmes « CCS(3) », le reste de la production provenant de centrales à gaz.

Dans les transports, l’électrification envisagée par l’AIE serait plus ou moins rapide selon les scénarios. Le nombre de véhicules électriques en circulation dans le monde (près de deux millions aujourd’hui) pourrait être multiplié par 28 d'ici 2030 dans le scénario de référence. Au même horizon, le nombre de véhicules électriques pourrait être de 160 millions dans le cas du scénario « 2°C » et de 200 millions dans le cas du scénario « B2DS ». Dans ce dernier scénario, l’AIE envisage que près de 90% du parc automobile en 2060 serait propulsé à l’électricité.

L’AIE insiste par ailleurs beaucoup sur le stockage de l’électricité et les économies d’énergie (avec un gisement très important en matière de chauffage et de refroidissement) qui conditionnent la réussite de cette transition vers un système de plus en plus électrifié et décarboné.

L'importance des futurs besoins de minerais dans le monde

La transition énergétique et le déploiement des technologies bas carbone à grande échelle « devraient entraîner une augmentation considérables des besoins de certains minéraux » au niveau mondial, avertit l'Agence internationale de l'énergie (AIE).

Le « passage à un système énergétique bas carbone devrait entraîner une augmentation considérable des besoins » de nombreuses ressources minérales, souligne l'AIE. Ces besoins de ressources varient selon les filières et technologies employées : lithium, nickel, cobalt, manganèse et graphite pour la constitution de batteries, terres rares pour les aimants permanents d'éoliennes et de moteurs de véhicules électriques, cuivre et aluminium pour le déploiement des réseaux électriques, etc.

Un véhicule électrique « typique nécessite en moyenne 6 fois plus de minéraux qu'une voiture conventionnelle », indique par ailleurs l'AIE.

Dans son scénario Sustainable Development (censé être compatible avec les objectifs de l'Accord de Paris), l'AIE estime que, d'ici à 2040, la demande mondiale de nickel et de cobalt liée à la transition énergétique pourrait être multipliée par 20 environ et celle de lithium par plus de 40. 

Concrètement, la part des « énergies bas carbone » dans la demande mondiale de minéraux pourrait, à l'horizon 2040, atteindre 45% pour le cuivre (contre 24% en 2020), avoisiner 60 à 70% pour le nickel et le cobalt (contre respectivement 8% et 15% en 2020) et dépasser 90% pour le lithium (contre 29% en 2020).

Autrement dit, « les chiffres montrent un décalage imminent entre des ambitions climatiques mondiales accrues et la disponibilité de minerais critiques indispensables pour concrétiser ces ambitions », prévient le directeur exécutif de l'AIE Fatih Birol. Ce dernier souligne de nombreux défis se posant ainsi en matière d'approvisionnement : concentration géographique, délais pour mettre en œuvre de nouvelles productions minières, qualité déclinante des ressources dans certaines régions, impacts environnementaux et sociaux (des mines), etc.

Parmi ses différentes recommandations, l'AIE appelle les États à publier leurs stratégies climatiques de long terme afin d'anticiper cette explosion des besoins miniers.

Un vrai début de transition en 2024 au niveau mondial ?

C'est en 2024 que la transition énergétique mondiale pourrait réellement débuter, juge la société de certification norvégienne DNV dans son dernier rapport de prospective.

Au cours des 5 dernières années, les énergies renouvelables ont satisfait 51% des nouveaux besoins en énergie selon DNV. Mais la consommation d'énergies fossiles au niveau mondial continue de progresser.

Alors que la production mondiale d'énergie pourrait atteindre un pic en 2038 selon DNV, les énergies fossiles pourraient rester majoritaires dans le mix énergétique jusqu'à la moitié du XXI^e siècle. Dans ses prévisions, DNV estime que la consommation d'énergie fossile pourrait chuter de près de 35,9% entre 2022 (490 EJ, soit environ 80% du mix énergétique mondial) et 2050 (314 EJ, 48% du mix).

Dans le même temps, la contribution des énergies non fossiles est appelée à très fortement augmenter, dans un contexte de forte électrification : l'électricité pourrait compter pour 35% de la consommation finale d'énergie en 2050 selon DNV, contre 19,5% en 2022.

La production mondiale d'électricité pourrait ainsi plus que doubler d'ici à 2050 (Pour atteindre 60 800 TWh en 2050 contre 29 500 TWh en 2022), en s'appuyant sur les filières bas carbone : la part des énergies renouvelables dans le mix électrique mondial pourrait en particulier passer de 31% en 2022 à 82% en 2050 (dont 69% pour les seules filières solaires et éoliennes avec stockage). Les capacités solaires installées dans le monde pourraient être multipliées par 13 entre 2022 et 2050 tandis que la production éolienne mondiale pourrait être multipliée par 9 durant cette période (jusqu'à atteindre 18 300 TWh par an au milieu du XXI^e siècle). Les productions hydroélectrique et nucléaire, principales sources d'électricité non fossiles à l'heure actuelle, devraient quant à elles significativement augmenter, malgré une baisse de leur part dans le mix électrique mondial : la production nucléaire mondiale pourrait atteindre un pic de près de 3 500 TWh par an d'ici 2047 (soit environ 41% au-dessus du niveau actuel) tandis que la production hydroélectrique pourrait augmenter de 54% d'ici la moitié du XXI^e siècle.

La cible des 1,5°C « plus incertaine que jamais »

Pour atteindre les objectifs fixés par l'accord de Paris, DNV estime que les émissions mondiales de CO₂ liées à l'énergie devraient être réduites de moitié d'ici à 2030 par rapport au niveau actuel, ce qui selon ses prévisions pourraient « ne même pas arriver d'ici 2050 » : DNV estime que ces émissions pourraient être réduites de 4% d'ici à 2030 et de 46% d'ici à la moitié du XXI^e siècle.

Les émissions mondiales de CO₂ liées à l'énergie pourraient atteindre un pic en 2024 selon DNV, moment à partir duquel « la transition énergétique mondiale commencerait » réellement.

De lourds investissements nécessaires

Pour respecter les objectifs climatiques internationaux, les efforts d'investissements devraient représenter selon l'institution 1% du PIB en moyenne par an des pays de l'OCDE et 2,5% pour les pays émergents à partir de 2025.

Les pays riches ont largement profité des énergies fossiles pour assurer leur croissance ces dernières décennies, raison pour laquelle les pays pauvres et émergents militent depuis des années pour une compensation de leur responsabilité dans le changement climatique. Les premiers millions d'euros d'un fonds destiné aux pertes et dommages climatiques ont été annoncés lors de la COP28 de Dubaï.

Plus largement, la croissance mondiale va pâtir des efforts nécessaires en matière de transition climatique, constate l'OCDE.

L'effet des efforts en matière de transition pourrait coûter jusqu'à 11% de PIB d'ici 2050 aux pays émergents membres du G20. Il ne serait que de 3,7% pour les pays membres de l'OCDE. La facture s'annonce plus salée pour les pays émergents à cause de leurs besoins élevés en énergies fossiles.

Pour effectuer ses calculs, l'OCDE se base sur une élimination du charbon d'ici à 2050 et une réduction de la part du pétrole et du gaz à respectivement 5% et 10% du mix énergétique de chaque pays, afin de respecter l'objectif de limitation du réchauffement à 1,5 degré.

Une des raisons mises en avant est que la forte augmentation de l'investissement nécessaire à la transition énergétique pourrait réduire la croissance de la consommation privée.

Une opportunité de croissance économique

L'"économie de la neutralité carbone" recouvre un certain nombre de secteurs nouveaux et émergents, tels que les énergies renouvelables, le captage du carbone ou la finance verte, mais aussi des secteurs plus traditionnels comme l'industrie manufacturière.

Il faut "éviter la procrastination!" L'Europe doit investir plus vite et massivement dans la transition énergétique si elle veut rester "une puissance industrielle mondiale", selon plusieurs institutions dont la BCE et l'AIE et de la Banque européenne d'investissement. Accélérer la transition vers des énergies décarbonées sera essentiel pour la compétitivité et la stabilité financière du continent, plaident-ils.

Or, l'investissement reste freiné par les incertitudes des politiques, la lenteur des procédures d'autorisation (dans les énergies renouvelables notablement), tandis que les entreprises subissent des coûts de l'énergie plus élevés qu'ailleurs.

Il faut mobiliser le secteur privé, et donc "de la clarté". "Nous ne pouvons laisser de doutes sur notre engagement. Parler d'adoucir ou même de mettre en pause la transition verte ne peut que créer la confusion", a-t-il mis en garde, évoquant aussi "trop de projets englués dans la bureaucratie": "nous n'avons pas le temps pour cela!"

"Tant que la transition ne sera pas réalisée, l'Europe restera otage des caprices de puissances étrangères contrôlant l'offre d'énergies fossiles", a-t-il dit.

Selon l'AIE, si les prix de l'électricité et du gaz sont un peu redescendus depuis l'hiver dernier, ils restent aujourd'hui 2,5 fois plus élevés que leur moyenne historique. Le gaz est cinq fois plus cher en Europe qu'aux-Etats-Unis, l'électricité trois fois plus qu'en Chine. "C'est une mauvaise nouvelle pour les industries européennes, particulièrement celles demandant beaucoup d'énergie, qui emploient près de 10 millions de personnes", a souligné le directeur de l'AIE Fatih Birol.

Dans le même temps, Etats-Unis, Chine, Inde, Japon, Corée du Sud... déploient de vastes programmes de soutien pour étendre leurs capacités de production dans cette "nouvelle ère industrielle des énergies propres", notent les trois institutions.

L'AIE identifie une place pour l'Europe dans la production d'électrolyseurs pour l'hydrogène décarboné, l'acier bas-carbone, les pompes à chaleur. Cette stratégie devra être stable, ajoute le patron de l'agence de l'OCDE, rappelant "l'énorme erreur" du retrait européen de l'industrie photovoltaïque il y a 25 ans.

En face, la Chine est devenue ultra-dominante dans les panneaux solaires, le raffinage de métaux critiques...

L'AIE voit aussi "une accélération aux Etats-Unis", grâce à l'Inflation Reduction Act, dont "beaucoup d'entreprises, pas seulement américaines, aimeraient profiter".

La valeur ajoutée brute des entreprises impliquées dans le secteur s'est élevée à 74 milliards de livres (86 milliards d'euros) en 2023, ce qui "contraste avec la stagnation de l'économie (britannique) dans son ensemble", relève dans un communiqué le groupe de réflexion Energy and Climate Intelligence Unit (ECIU).

Pour la présidente de la BCE Christine Lagarde, "procrastiner c'est le risque d'accroître la facture finale": par exemple, "dans une transition tardive, les banques les plus vulnérables seraient confrontées à des pertes sur leur portefeuille de prêts deux fois supérieures" au scénario médian. Selon elle, les trois quarts des entreprises de la zone euro ont réalisé ou prévoient des investissements pro-climat dans les cinq ans, "mais le coût du financement est un sujet".

"Davantage doit être fait pour stimuler le marché de la finance verte", dit la responsable, qui soutient une Union des marchés de capitaux (UMC).

La France leader

En France, il est inscrit dans la loi de transition énergétique pour la croissance verte adoptée à l'été 2015 la volonté de promouvoir un « mode de développement économique respectueux de l'environnement, à la fois sobre et efficace en énergie et en consommation de ressources et de carbone, socialement inclusif, soutenant le potentiel d'innovation et garant de la compétitivité des entreprises »⁽²⁾. En matière de mix énergétique, cette loi fixe entre autres comme objectifs chiffrés :

• une réduction de la consommation primaire d’énergies fossiles de 30% d'ici à 2030 par rapport à 2012 ;
• une montée en puissance des énergies renouvelables (EnR) pour que la part de ces dernières dans la consommation d’énergie finale atteigne 23% en 2020 et 32% en 2030.

Mais malgré son prestige international sur les questions relatives à l’énergie et au climat, la France doit accentuer ses efforts pour atteindre ses objectifs, souligne l’Agence internationale de l’énergie (AIE).

Depuis la COP21 et l’Accord de Paris, la France est « largement vue au sein de la communauté internationale comme un précurseur de la transition énergétique », juge l’AIE. Le pays se distingue de fait par sa production d’électricité très décarbonée et « le plus bas niveau d’émissions de CO₂ par habitant parmi les économies avancées ».

La France a en outre adopté une programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) et une stratégie nationale bas carbone (SNBC) visant à préciser sa stratégie énergie-climat en en renforçant les ambitions au fil du temps. C’est l’efficacité énergétique qui constitue en particulier « le pilier central » de la SNBC, rappelle l’AIE : la France ambitionne de diviser par deux sa consommation d’énergie finale d’ici à 2050, par rapport au niveau de 2012.

Pour rappel, le nucléaire occupe une place centrale dans le système énergétique français : cette énergie compte pour environ deux tiers de la production nationale d’électricité.

La France se « rapproche d’un carrefour, alors que des décisions clés sur son futur système énergétique doivent être prises ». L’AIE suggère en particulier « d’investir beaucoup plus dans l’efficacité énergétique, les énergies renouvelables et l’énergie nucléaire ».

L’AIE estime en particulier que « le développement futur de l’approvisionnement électrique dans le pays nécessite une stratégie politique claire ». À ce titre, le rapport « Futurs énergétiques 2050 » publié fin octobre 2021 par le gestionnaire de réseau RTE précise différents scénarios permettant de garantir la sécurité d'approvisionnement électrique français dans le futur. Ces scénarios ont été affinés en septembre 2023. 

À horizon 2035, RTE table dans cette optique sur une consommation annuelle d'électricité comprise entre 580 et 640 TWh, avec une production comprise entre 640 et 700 TWh, dans le scénario le plus favorable, dit "A". En 2022, les Français ont consommé 460 TWh d'électricité. Dans cette course vers la neutralité carbone, ce scénario de décarbonation "A" nécessitera de mobiliser simultanément quatre leviers - efficacité énergétique, sobriété, énergies renouvelables et nucléaire -, un défi à la portée de la France, selon RTE. "C'est facile nulle part, c'est accessible partout", a résumé devant la presse, Xavier Piechaczyk, président du directoire de RTE.

Dans un premier temps, en attendant l'arrivée des nouveaux réacteurs après 2035, RTE table sur la sobriété et une accélération des renouvelables: d'ici 2035, il faut "viser au minimum une production d'électricité renouvelable annuelle de 270 TWh (contre environ 120 TWh aujourd'hui) et si possible de 320 TWh", estime RTE.

Concernant le nucléaire, RTE table, dans une hypothèse prudente, sur une production moyenne annuelle de 360 TWh d'ici 2035, en maximisant le parc actuel de réacteurs. Après un hiver 2022-2023 à haut risque et une année noire marquée par une production électrique historiquement basse, notamment en raison d'un parc nucléaire largement indisponible, RTE table dès cet hiver sur une amélioration de la sécurité d'approvisionnement.

Mais, avertit RTE, "il semble désormais probable que la transition va se déployer dans un climat macroéconomique et géopolitique plus complexe que celui des années 2000 et 2010 : taux d'intérêt élevés, croissance faible, capacités de financement public sous tension, relations internationales dégradées", énumère-t-il comme autant d'obstacles.

Alors que le gouvernement planche sur la stratégie française pour l'énergie et le climat (SFEC), cette nouvelle donne a poussé RTE à plancher sur des scénarios moins favorables que le "A", qui permet d'être au rendez-vous de 2030 et de remplir les objectifs d'électrification et de réindustrialisation de la France, a expliqué à l'AFP Xavier Piechaczyk.

Ainsi, un scénario "B", dans lequel la France est en retard "pour des raisons qui lui sont propres" et enfin, un scénario "C", dit de "mondialisation contrariée", où il y a "d'autres retards, qui sont liés au monde extérieur", a-t-il détaillé.

Ce scénario C se traduirait à court terme par "une consommation d'électricité plus faible", "un renchérissement du coût des équipements de la transition énergétique (+15 à 20% pour les investissements photovoltaïques au sol par exemple)", et une "augmentation des coûts de financements", selon le rapport.

Dans ce scénario difficile, "le coût complet des énergies renouvelables est supérieur de 30 à 60%, voire jusqu'à 100% pour des filières en tension comme l'éolien en mer". "En revanche, sur le long terme, il y a plusieurs façons de sortir" de ce scénario, a précisé Thomas Veyrenc, directeur exécutif du pôle stratégie, prospective et évaluation de RTE. Il faudra "relocaliser une partie de la chaîne de valeur des équipements de la transition énergétique pour sécuriser les approvisionnements", dit RTE, quitte à investir plus.

Dans tous les scénarios, l'augmentation rapide de la consommation d'électricité représente un défi pour la souveraineté énergétique, notamment à la saison froide, quand plus de Français se chaufferont à l'électrique : "le niveau des pointes de consommation hivernales va augmenter".

D'où la nécessité de mettre en place un véritable "plan" en trois volets pour développer la flexibilité de la demande" grâce à un pilotage accru, selon M. Veyrenc, qui le résume ainsi : "déployer des équipements" (boîtiers, domotique, bornes connectées, installations connectées dans les bâtiments); promouvoir des "incitations tarifaires" et "pouvoir contrôler son effet sur le système".

A titre de comparaison, en Allemagne, l’Energiewende, amorcée au début des années 2000, suit une trajectoire radicale en faveur des EnR incluant aujourd’hui une sortie totale du nucléaire⁽³⁾. En Finlande, la transition énergétique privilégie en revanche toutes les énergies décarbonées et notamment l’énergie nucléaire comme l’atteste la construction d’un EPR dans ce pays.