Mobilité longue distance et transport aérien

Comme lors du précédent post, commençons par cadrer le sujet avec les éléments factuels que nous donne le Shift Project dans son  Plan de transformation de l’économie française :

• « Chaque français.se parcourt en moyenne 8 500 km par an pour ses voyages chaque année. Ces longs trajets concernent en majorité des visites de proches, des vacances et des déplacements professionnels ».
• « 85% des distances sont effectuées en voiture ou en avion. L’avion long-courrier, qui représente 2% des voyages, émet à lui seul un tiers des émissions ».

Les principaux scénarios de l’ADEME en matière de transport aérien

L’ADEME (Agence de la transition écologique) a récemment publié une étude appelée « Elaboration de scénarios de transition écologique du secteur aérien ». De cette étude ressortent trois scénarios principaux, que l’on peut résumer ainsi :

• Scénario A : Mise en œuvre au maximum le renouvellement des flottes, utilisation des carburants aériens durables (SAF), apport de l’hydrogène… Ce scénario permettrait théoriquement de diviser par trois les émissions de CO2 entre 2019 (28 millions de tonnes) et 2050 (9 millions de tonnes).
• Scénario B : Mise en place immédiate de mesures de restriction de trafic (limitation des mouvements sur les aéroports, encadrement de la publicité, sensibilisation des voyageurs, bonus incitatif pour prendre le train…) avant que les solutions technologiques prennent le relais.
• Scénario C : Déploiement simultané des scénarios A et B.

Conséquences de l’exécution des différents scénarios

• Le scénario A, uniquement technologique (sans réduction du trafic aérien), doit permettre de diviser par trois les émissions de CO2 entre 2019 (28 millions de tonnes) et 2050 (9 millions de tonnes). Mais il bute sur certaines limites. Il y a d’abord un problème de disponibilité des SAF (biocarburants issus de la biomasse ou carburants synthétiques obtenus à partir de captation de carbone et d’électricité décarbonée). En effet, d’autres secteurs économiques sont en concurrence avec le transport aérien pour l’utilisation de ces ressources. Par ailleurs, des technologies comme l’hydrogène n’apporteront vraisemblablement pas d’impact significatif avant les années 2035-2040, sans compter que l’hydrogène ne peut être envisagé que pour des courts ou moyen-courriers qui ne concerneraient, selon les projections, que 7% des vols en 2050. Si, dans le même temps, le trafic continue à croître dynamiquement (le scénario A suppose une augmentation de 16% du trafic en 2030 par rapport à 2019, et de + 95% en 2050). Le résultat estimé de cette projection indique un total d’émissions cumulées entre 2019 et 2050 de 597 millions de tonnes de CO2 rejeté dans l’atmosphère.
• Le scénario B, quant à lui, a un effet à court terme. Il suppose la mise en place de mesures de réduction du trafic (limitation des mouvements sur les aéroports, encadrement de la publicité, sensibilisation des voyageurs, bonus incitatif pour prendre le train…). L’ADEME estime dans cette projection que les émissions pourraient baisser de 16% en 2030 (toujours par rapport à 1019), avant de remonter légèrement ensuite, jusqu’à atteindre un léger + 4% en 2050. Dans ce scénario, on arrive à une « production » globale de 451 millions de tonnes de CO2 entre 2019 et 2050, à comparer aux 597 millions de tonnes du scénario A. C’est mieux, mais il y a fort à parier qu’un tel scénario aurait des conséquences négatives importantes en termes économiques, et risquerait de se heurter à une forte résistance sociétale.
• C’est pourquoi le scénario C imaginé par l’ADEME mêle des caractéristiques des scénarios A et B : améliorations technologiques et modération de la croissance du trafic aérien (au lieu d’une franche réduction de celui-ci dans le cas du scénario A). Dans un tel scénario, l’ADME estime que l’on peut arriver à un niveau d’émissions cumulées légèrement moindre, avec 582 millions de tonnes entre 2019 et 2050.

Et le prix dans tout ça ?

Dans tous les scénarios, les tarifs du transport aérien sont susceptibles d’augmenter de façon significative :

• Les nouveaux carburants coûteront plus cher que le kérosène (entre trois et huit fois le prix selon le type de carburant)
• Les investissements nécessaires à renouveler les flottes d’avion (comportant des moteurs fonctionnant avec ces nouveaux carburants) seront très importants.

Par conséquent, il est plus que probable que les prix des billets d’avion augmenteront de façon importante, ce qui entraînera de facto une baisse importante du trafic, sans même imposer les mesures coercitives proposées dans le scénario B. D’après l’ADEME, l’effet prix pourrait entraîner à lui seul un écart négatif de croissance du trafic aérien de l’ordre de 34% en 2050.

Conséquences

Le transport aérien est sujet à de vifs débats, en particulier à Toulouse, fief de l’industrie aéronautique française, où se tiendra l’évènement Act For Climate, organisé par l’association Planet’RSE Toulouse, du mercredi 16 au vendredi 18 novembre prochain. Gageons que l’intelligence collective suscitée par cet évènement contribuera à éclaircir les termes de ce débat.

Comme le rapelle le Shift Project dans son  Plan de transformation de l’économie française, « la France produit 180 millions de tonnes équivalent pétrole d’énergie chaque année, soit l’équivalent de 2,7 tonnes de pétrole par personne et par an. La production énergétique de la France représente 9% des émissions nationales de gaz à effet de serre ». Une partie importante de cette énergie est fournie sous la forme d’électricité.

Rôle de l’hydrogène dans la production et le stockage de l’électricité

Partant de ce constat, la question se pose de savoir comment décarboner cette énergie afin de limiter au maximum le réchauffement climatique. Lorsqu’on aborde le sujet de l’électricité, il est important de savoir distinguer deux problématiques distinctes mais interdépendantes :

1. La production d’électricité
2. Le stockage de celle-ci.

Avec l’arrivée de sources de production d’électricité renouvelables mais intermittentes (en particulier pour le solaire et les éoliennes), un problème majeur commence à survenir, lequel n’est pas pour rien dans les prix exorbitants que nous subissons actuellement. Ce problème est celui du stockage de l’électricité. En effet, le réseau électrique doit en permanence être équilibré entre la production et la consommation, sous peine de s’effondrer (blackout) ou d’obliger à des délestages locaux. Or :

1. Les panneaux photovoltaïques produisent principalement l’été, de jour, quand il y a du soleil.
2. La production des éoliennes dépend fortement de la météo.

Sans système performant de stockage, le modèle actuel nécessite d’avoir en permanence des centrales d’appoint, capables très rapidement de fournir le surplus d’électricité demandé par les consommateurs à un instant T. Et c’est ce qui coûte le plus cher. Dans l’idéal, il faudrait être capable de pouvoir stocker l’électricité produite en surplus par les sources intermittentes, afin de pouvoir la réinjecter sur le réseau quand il y en a besoin (la nuit, l’hivers, etc.). Pour cela, les technologies actuelles n’ont que trois propositions à faire valoir :

1. Hydraulique (pompage/turbinage) : quand la production d’électricité est en excès, on pompe l’eau pour la remonter dans un barrage. Quand cela est nécessaire, on turbine le barrage, ce qui produira à nouveau de l’électricité (voir Stations de Transfert d’Énergie par Pompage (STEP) ).
2. Batteries
3. Hydrogène : on se sert de l’electricité pour dissocier les molécules d’eau ce qui produit de l’hydrogène. Puis à l’aide d’une pile à hydrogène, on pourra produire à nouveau de l’électricité.

Attention : sur le volet environnemental, la question de la source énergétique doit aussi être posée. Si une pile à combustible affiche un fonctionnement « zéro émission », la source d’énergie en amont doit être évidemment prise en compte. Gris, bleu, vert… selon sa couleur, l’hydrogène est plus ou moins émetteur en CO2 (voir l’article Pile à combustible : fonctionnement, avantages et inconvénients pour plus d’informations).

Avant d’aller plus loin, indiquons simplement que, dans l’état actuel des technologies,  les batteries ne sont envisageables qu’à petite échelle, et ne pourront jamais stocker l’électricité produite en été pour la relarguer l’hiver.

Transport de l’hydrogène

De nombreux pays, l’Allemagne en tête, entendent importer de très grands volumes d’hydrogène pour décarboner leur économie, depuis des régions du monde disposant d’énergies renouvelables très compétitives. De l’autre côté, des pays tels de le Canada, le Chili, l’Australie ou le Brésil se positionnent comme de grands exportateurs d’hydrogène vert. Indépendamment des questions de souveraineté énergétique, la question qui se pose alors est celle du transport et du stockage de l’hydrogène sur de longues distances. A l’heure actuel, ce transport peut s’envisager sous trois formes :

• Import par bateaux : transporter l’hydrogène par bateaux nécessite de la refroidir à une température de -253 degrés, proche du zéro absolu, dans des réservoirs cryogéniques. Or de tels réservoirs coûtent extrêmement cher, ce qui réduit énormément la compétitivité économique de ce gaz, s’il est transporté par bateaux depuis l’autre bout du monde.
• Transport par pipeline : sur des distances « courtes » (jusqu’à 1000 km), le transport de l’hydrogène peut techniquement s’effectuer dans des gazoducs existants modernisés.
• Incorporation dans des produits semi-transformés comme de l’ammoniac « vert », du méthanol, ou du kérosène de synthèse. Dans le cas qui nous intéresse (production d’électricité), seul le méthanol peut être utilisé dans certaines piles à combustible.

Utilisation de l’hydrogène dans le transport terrestre (automobiles, camions, bus…)

Toute une filière industrielle se développe actuellement autour des véhicules à hydrogène. Mais, malgré l’avantage de ne pas avoir à utiliser de grosses batteries (avec des problèmes d’approvisionnement en terres rares et de recyclage),  il est nécessaire de souligner les rendements médiocres dans le transport terrestre.

On estime en effet qu‘un véhicule électrique (avec batteries) parcourt trois fois plus de kilomètres, avec la même électricité de départ, qu’un véhicule à hydrogène.

L’hydrogène : une solution d’avenir pour le stockage de l’électricité ?

Sans donner de réponse définitive, espérons que ce petit article vous aura permis de poser quelques éléments à ce débat, qui sera abordé vendredi 18 novembre lors de l’évènement Act For Climate, organisé par l’association Planet’RSE Toulouse.