Cet article est le 2ème d’une série de 5 articles sur le thème de “L’énergie au cœur de la transition écologique”.
La place des énergies fossiles
Consommation mondiale d’énergie
Aujourd’hui, 80% de l’énergie primaire consommée dans le monde est d’origine fossile.
💡 Le mix énergétique d’un pays est la répartition des différentes sources d’énergies primaires consommées. À ne pas confondre avec le mix électrique qui ne prend en compte que les sources d’énergie contribuant à la production d’électricité (seulement 18,5% de l’énergie finale mondiale).
Qu’est-ce que les énergies fossiles ?
💡 Définition — Une énergie fossile, aussi appelée combustible fossile, est un combustible issu de la décomposition d’organismes vivants morts et enfouis dans le sol pendant des millions d’années. Ces énergies sont dites non-renouvelables car la vitesse à laquelle elles sont consommées est bien trop importante par rapport à leur vitesse de renouvellement (millions d’années).
Le charbon
Principaux usages du charbon
Le charbon est une roche combustible extraite des mines qui provient de la décomposition de végétaux. Il a été la première énergie fossile massivement utilisée par l’humanité — source de la première révolution industrielle avec l’invention de la machine à vapeur.
🔥 Les deux principaux usages du charbon (70% de la consommation mondiale) sont la production d’électricité (63%) et la production d’acier (7%). Le charbon produit actuellement 34% de l’électricité mondiale.
Le pétrole
Principaux usages du pétrole
Le pétrole provient de la décomposition d’organismes marins (principalement du plancton). C’est l’énergie du XXème siècle — l’énergie des transports et de la mondialisation.
🛢️ Le pétrole est principalement utilisé pour la fabrication de carburant pour les transports (62%), les produits parapétroliers (plastique, matériaux de synthèse, médicaments…) (16%), et le chauffage au fioul (5%).
Le gaz
Principaux usages du gaz
Le gaz naturel est présent dans les poches souterraines contenant du pétrole et du charbon. Il est transporté via des pipelines ou sous forme de gaz naturel liquéfié (GNL) par des navires-citernes.
⛽ Le gaz est principalement utilisé pour produire de l’électricité (38%), produire de la chaleur pour l’industrie (18%) et chauffer les logements (14%). Le gaz produit actuellement 23% de l’électricité mondiale.
Pourquoi les énergies fossiles sont-elles si présentes ?
La première source d’énergie disponible pour les humains a toujours été l’énergie produite par leur corps (100 W avec les jambes, 10 W avec les bras). Puis la traction animale (un bœuf ≈ 400 W, un cheval de trait ≈ 750 W). Puis le bois (1 kg = 4 kWh de chaleur).
La révolution industrielle a tout changé : 1 kg de charbon dégage 9 kWh de chaleur (2 fois plus que le bois). Les premières machines à vapeur produisaient quelques kW. La dernière locomotive à vapeur atteignait 1 MW.
Évolution de la puissance disponible au cours de l’histoire
Aujourd’hui, une voiture à essence moderne a un moteur d’environ 75 kW (soit la puissance de 187 bœufs ou 750 paires de jambes !). Un avion peut fournir 60 MW pendant le décollage, soit l’équivalent de 600 000 paires de jambes.
Ces progrès ont été rendus possibles grâce au pétrole — brûler 1 kg d’essence dégage 12 kWh. Les énergies fossiles se sont imposées grâce à leur densité énergétique exceptionnelle.
Densité énergétique des différentes sources d’énergie
Les émissions de gaz à effet de serre
Pour récupérer l’énergie contenue dans les énergies fossiles, il faut les brûler. Cette combustion émet du CO2 — 94% des émissions de CO2 mondiales (40% pour le charbon, 32% pour le pétrole, 22% pour le gaz).
Toutes les énergies fossiles ne se valent pas en termes d’émissions de GES. Pour produire 1 GJ de chaleur (278 kWh) :
- Charbon : 104 kg de CO2-eq
- Fioul : 76 kg de CO2-eq
- Gaz naturel : 63 kg de CO2-eq
Pour la production d’électricité (en kWh) :
- Charbon : 1 058 g de CO2-eq/kWh
- Fioul : 730 g de CO2-eq/kWh
- Gaz : 418 g de CO2-eq/kWh
⛽ Au-delà du problème climatique, se passer des énergies fossiles a deux autres intérêts : construire une société plus résiliente face à la raréfaction de ressources non-renouvelables, et réduire la dépendance à d’autres pays (la France importe la quasi-totalité des énergies fossiles qu’elle consomme).
En résumé
- Les énergies fossiles représentent actuellement 80% de notre consommation d’énergie mondiale.
- L’humanité s’est logiquement tournée vers elles car elles étaient faciles d’utilisation et offraient énormément d’énergie.
- Le charbon est principalement utilisé pour produire de l’électricité — c’est l’énergie fossile la plus polluante.
- Le pétrole est l’énergie du transport mondial.
- Le gaz est principalement utilisé pour l’électricité et le chauffage — c’est l’énergie fossile qui émet le moins de GES par kWh.
- Afin de limiter le réchauffement climatique, réduire rapidement notre consommation d’énergie fossile est une priorité.
Sources
Source n°1 : Ritchie, H. and Roser, M. (2021). Energy. Our World in Data. Source n°2 : IEA - Data & Statistics, 2019. Source n°3 : Jancovici, J.-M. (2020). Cours Mines Paris Tech juin 2019. Source n°4 : de Temmerman, G. (2021). Chroniques énergétiques. La Butineuse. Source n°5 : Base Carbone ADEME — Pouvoir calorifique inférieur bois, houille et diesel. Source n°6 : Ritchie, H. and Roser, M. (2020). CO₂ and Greenhouse Gas Emissions. Our World in Data. Source n°7 : Base Carbone ADEME. Source n°8 : Chiffres clés de l’énergie Édition 2020, page 42.