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2 décembre 2007 7 02 /12 /décembre /2007 18:58

Comme je le disais à la fin du poste précédent sur le même sujet, une question qui revient souvent lorsqu'on essaie d'"articuler" une reflexion sur le problème de la pénurie d'énergie fossile et le changement climatique, est la suivante: y a-t-il assez de combustibles fossiles pour le changement climatique ?
En effet, on peut penser que la déplétion pétrolière, et les difficultés à organiser un report massif sur le gaz et le charbon, pourrait - au moins - permettre d'éviter des émsissions de CO2 trop importantes. Certains, comme le le président de l'ASPO Kjell Aleklett ou le géologue pétrolier Jean Lahererre (président de ASPO-France), considèrent en effet que les scenarios du GIEC sont exagéremment optimistes sur les ressources fossiles à notre disposition, et notamment que les projections qu'ils réalisent sont toujours les projections d'une "demande" en émissions (la croissance et l'expansion économique), sans contrainte sur l'"offre" d'émissions (les ressources) - voir par exemple ici

Dans un article paru dans Journal de Physique - Proceedings (peer-reviewed ?), Jean-Marc Jancovici examinait la question de la compatibilité des émissions des scenarios du GIEC ( la quarantaine de scenarios proposés différent principalement par la dynamique démographique, les choix technologiques, les échanges économiques) avec les estimations des réserves fossiles ultimes. Je reprends donc rapidement quelques  éléments principaux de ce papier (ici). 

Tout d'abord, il faut une estimation des réserves ultimes (réserves prouvées + réserves additionnelles) en pétrole conventionnel; ce genre d'estimation est éminemment variable selon les auteurs, et d'après une synthèse de l'ASPO:

une estimation raisonnable semble 2500 milliards de barils, soit 360 Gtep en énergie. Comme le monde a déjà consommé 130 Gtep jusqu'en 2000, cela en laisse 230 pour l'avenir - on peut y rajouter, d'après l'IFP, une 100aine Gtep de pétrole non-conventionnel (huiles lourdes, sables et schistes bitumeux). Soit environ 350 Gtep en tout, qu'il faut donc comparer, dans un premier temps, à la consommation cumulée des scénarios du GIEC pour le 21ème siècle.

ERCA-graph1.jpg

Seuls quatre sont compatibles - beaucoup étant cependant "limite".

Si on prend maintenant une contrainte sur la forme de la courbe de consommation de pétrole au cours du 21ème siècle - qui ne peut continuer continuer à croître, grosso modo, après que la moitié des réserves ultimes aient été consommées, Peak Oil oblige - on trouve apparemment 7 scenarios compatibles (on en déduit que parmi ceux-ci, certains présentent cependant un cumul trop important, d'après la 1ere contrainte).

Le même "filtre" (cumul et peak) appliqué - avec certaines limitations sur les estimations des réserves ultimes, et aussi sur la contrainte sur la forme de la courbe de consommation pour le gaz - au gaz et au charbon donne, respectivement, 1 et 35 scenarios compatibles - JMJ en déduit que pour le gaz tous les scenarios du GIEC ou presque font en fait implicitement l'hypothèse -contestable- d'une exploitation des hydrates de méthane.

Donc : " Une premiere conclusion est que si nous considérons que la ventilation entre les différents combustibles fossiles, dans les scenarios d'émission, est un point essentiel, alors il est assez clair que la quasi-totalité de ces scénarios sont improbables".

Cependant on peut répéter le raisonnement en considérant les réserves ulimes de pétrole (conventionnel et non-conventionnel), de gaz et de charbon, comme un tout, faisant l'hypothèse que face aux contraintes énergétiques, l'homme fera "feu de tout bois" et saura organiser la substitution entre les différentes sources fossiles - hypothèse qualitativement soutenable je trouve, puisque ces procédés de substitution existe déjà (Coal To Liquids, etc..), mais qu'il faudrait néanmoins discuter du point de vue des ordres de grandeur et de la vitesse de déploiement possible.
Dans un tel cas de figure, et selon l'optimisme sur les réserves de charbon (dont les estimations sont éminemment sujettes à caution, les études récentes les ayant largement revues à la baisse) , entre une 15aine et une 30aine de scenarios deviennent compatibles, les plus émissifs d'entre eux menant apparemment à l'horizon 2100 à environ 800-900 ppm de CO2 atmosphérique (hors rétroactions climat/carbone) - contre 380 ppm aujourd'hui.

Il semble donc que "la menace de court terme d'une pénurie de pétrole conventionnel [...], [qui] pourrait assurément conduire à des soubresauts majeurs du système socio-économique, n'est pas exclusive de troubles majeurs liés au changement climatique à plus long terme, si, après que le pétrole et le gaz aient passé leur pic de production, l'humanité se tourne progressivement mais massivement vers le charbon".
Clairement les scenarios les plus "intensifs", néanmoins, ne semblent pas possibles (la suite de l'article de JMJ discute également des vraisemblances en terme de nucléaire et biomasse).
On peut donc s'interroger sur le fait que ceux-ci soient conservés dans les exercices de modélisations pour le 21ème siècle. Un élément de réponse parfois avancé est  que des scenarios intensifs (la famille A2 notamment, avec une croisance démographique constante tout le long du siècle à venir) sont utilisés car ils permettent de maximiser le signal étudié "and therefore to avoid the tedious question of statistical significance" (Douville & al., 2005). 
Néanmoins il arrive que la pertinence des scenarios IPCC soit directement remise en question par les climatologues, comme J.Hansen et Kharecha dans "Implications of "Peak Oil" for atmospheric C02 and climate". Hansen constate lui aussi que les scenarios du GIEC ne prennent pas vraiment en compte de contrainte sur l'offre en fossiles, et se fabrique 4 scenarios originaux à partir des données sur les ressources fossiles de l'AIE (en giga-tonnes de C):
reservesIEA.png 
On constate au passage que les réserves en charbon de l'IPCC sont bien plus généreuses que celle de l'IEA.
Les deux scenarios principaux sont "business-as-usual" BAU (où, incidemment, le Peak Oil se produit en 2016)
emissA.png
et "Coal phase-out" (le charbon est peu à peu proscrit après 2012 -scénario vertueux)
emissB.png
Les autres scénarios sont identiques au second, explorant simplement l'incertitude sur les réserves de pétrole (Peak Oil plus tôt, ou plus tard avec un déclin post-peak rapide).
En utilisant une simple fonction de réponse pour estimer le CO2 atmosphérique à partir des émissions, Hansen considère que le pétrole et le gaz restant suffisent à amener la concentration atmosphérique en CO2 à 450 ppm, qui est pour lui le "seuil de danger" (point qu'on peut certainement discuter...) - les scenarios 2 et suivants restent donc grosso modo à cette valeur à l'horizon 2100.
Le scenario BAU, à cause du charbon, mène environ à 600 ppm de CO2 atmosphérique à la fin du siècle (hors feedbacks). On est loin des 900 ppm de Jancovici, mais précisons que Hansen utilise des ressources en charbon plus faibles, et surtout n'envisage pas l'exploitation des pétroles non-conventionnel (arguant qu'il préfère considérer des scenario permettant d'offrir des perspectives de solution ! ).
Hansen déduit donc, de façon attendue, que l'enveloppe de la consommation future de pétrole et de gaz sera contrainte par la géologie, et que la variable d'action qui reste à notre disposition est de limiter l'usage du charbon sans séquestration du CO2 (séquestration encore hypothétique d'ailleurs).
Au passage, vous pouvez lire ici les critiques des reviewers du papier de Hansen, qui a été rejeté, au motif principalement, je crois, que sa fonction de réponse du cycle du carbone aux émissions de CO2 est un peu "facile", et surtout, pour le second reviewer, que le Peak Oil est un "silly concept" (!!) et que les scenarios IPCC font déjà très bien l'affaire (re-!!).

Quoiqu'il en soit, si l'on peut critiquer également la vraisemblance des scenarios alternatifs de Hansen tout aussi bien que ceux de l'IPCC, je trouve qu'il faut saluer son effort, encore isolé, pour essayer d'articuler ainsi les problématiques du PO et du CC, et de prendre en compte les critiques des géologues et de l'ASPO.

Que déduire de tout cela ? D'abord, qu'une bonne partie du problème du CC réside dans l'usage -ou non- du charbon - et des pétroles non-conventionnels. Heureusement, quelque part, c'est sur cet usage que nous avons le plus de latitude - pour l'instant, si l'on considère la vitesse de déploiement des usines à charbon en Chine... Réduire la consommation de pétrole et de gaz serait, en fait,  plus d'un intérêt économique, pour atténuer le Peak et ses conséquences, sachant que très probablement toutes les réserves en terre seront consommées à moyen terme.
La question qui apparaît donc en transparence est évidemment, en considérant le scenario vertueux de Hansen, celle de ce qui viendra "boucher le trou" en terme d'énergie après 2025 ... Cela mène à une dernière critique que l'on peut formuler sur ces scénarios BAU: ils ne prennent pas en compte les conséquences économiques, justement, du PO, c'est-à-dire qu'après le Peak, si l'on souscrit à l'hypothèse qu'un PO soudain et non-préparé (cela semble être le chemin que nous prenons, non ?...) amènera une récession économique sans précédent (ici), la destruction de l'activité économique réduira drastiquement la demande en énergie, i-e en charbon. En d'autres termes, le charbon ne pourra soutenir une expansion économique régulière après que nous ayons passé le peak: cela devient largement spéculatif, certes, mais devrait être considéré. 

En conclusion, il semble en fait probable que les problèmes du PO et du CC se conjuguent, à l'avenir: crise de l'énergie et changement climatique. Il paraitrait approprié que pour son prochain rapport - s'il a lieu ? - l'IPCC reconsidère peut-être quelque peu ses scenarios pour le 21ème siècle, à la lumière des évolution récentes et des dernières données sur les réserves fossiles envisageables - sachant que ces scenario n'ont pas vocation à être les scenario les plus probables, mais plus simplement à définir un "champ des possibles"

Je n'ai pas eu l'occasion de faire une biblio complète,  voici quelques postes pour en lire plus :
http://europe.theoildrum.com/node/2200
http://www.inspiringgreenleadership.com/blog/aangel/peak-oil-and-climate-change-q
http://www.energybulletin.net/11549.html

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commentaires

Isidore 14/02/2008 22:13

L'article cité est ici : http://futura24.site.voila.fr/charbon/charbon.htm

Brusque fin du charbon en 2075 ou 2048 ?

Isidore 14/02/2008 22:09

Le charbon n'en a pas pour deux siècles, comme on l'entend souvent dire, mais pour beaucoup moins longtemps. En six ans, entre 1999 et 2005, les réserves prouvées de charbon ont diminué de 14 %. Exprimé en années de production, ces réserves sont passées de 227 à 144 ans, soit une diminution de durée de 83 ans (- 36 %) en six ans.

A lire : Brusque fin du charbon en 2075 ou 2048 ?

Les réserves de charbon n'ont pas augmenté malgré un prix qui a doublé entre 1999 et 2005, comme l'imaginent les économistes.

Voir aussi le lien dans "site".

Tom Roud 15/12/2007 03:41

En fait, je trouve tout cela super flippant, cette complète incertitude face à la fois au manque du pétrole et au réchauffement climatique qui va se produire en même temps. D'un autre côté, on peut se dire que réduire les émissions de CO2 permettre d'avoir du pétrole plus longtemps ...

ICE 15/12/2007 13:29

Ma foi, assez d'accord avec toi, c'est flippant. Chaque crise prise isolément serait déjà assez flippante en fait, mais la conjugaison des deux, c'est le petit bonus....Et ce qui est encore plus flippant, c'est le manque de résonnance de cette double-problématique sur la place publique, je veux dire résonnance de façon réaliste (i-e, pas du genre "voiture à hydrogène" etc...)

Aerobar 03/12/2007 18:58

Ne considérer que les émissions de CO2 issues des combustibles fossiles revient à ne considérer qu'une petite partie du problème des émissions anthropiques de gaz à effet de serre. C'est expliqué plus en détail ici : http://wiki.oleocene.org/index.php/PO/RC

ICE 04/12/2007 10:47

hmm...mon propos était simplement de considérer la question de la compatibilité  des scenarios IPCC avec les estimations les plus réalistes des réserves fossiles. Venant du côté de la climato, je constate que c'est un problème peu abordé par cette communauté. Après je sais bien qu'il y a d'autres GES ! par contre je dirais que le CO2 combustion fossile c'est quand même une bonne partie du problème, environ 60% (hors déforestation ! ), si ma mémoire IPCC 2007 est bonne , de l'effet de serre additionnel anthropique (le CH4 ~15% le N2O ~10%).  Ton camembert me parait très étrange par endroits. Pour le CH4 , de plus, la hausse de la concentration s'est fortement ralentie ces dernières années - sans qu'on sache trop pourquoi, ce qui n'est donc pas trop rassurant, à part que c'est au niveau des sources et pas des puits. Pour le N2O aussi je crois qu'on est sous les projections IPCC.Pa rapport au CH4 et à l'ozone, en outre, le CO2 (et le N2O) ont une durée de résidence moyenne dans l'atmosphère plutôt de l'ordre de plusieurs siècles - CH4  c'est plutôt la décennie, ozone tropo encore moins. Donc c'est pour ca que le CO2 est plus inquiétant, je crois: on se met sur le dos qqch qui va durer...Après, mon propos n'est pas du tout de minimiser par le biais du PO  les risques de changement climatique lié aux émissions de GES , bien au contraire - mais si j'ai bien compris, tu as l'air de penser que le PO ne va concerner que les émissions de C fossiles: a mon sens c'est vrai au premier ordre, mais en précisant un peu les choses, certaines des émissions qui ne sont pas directement liées à la combustion de C fossile le sont indirectement, comme celles de N2O des engrais agricoles qui sont fabriqués à partir de la chimie du pétrole, celles des ruminants (pas plus de 20% du CH4) dont l'accroissement s'inscrit dans la généralisation d'une agriculture industrielle pétro-dépendante, ou celles de l'acier et du béton, qui alimentent une économie en croissance fossile-dépendante: si on a un gros problème de ressource énergétique fossile, il me semble improbable que ces émissions-là restent inchangées.

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