LES GAZ À EFFET DE SERRE (GES)

INTRODUCTION

La dénomination Gaz à Effet de Serre ou GES correspond aux gaz naturellement présents dans notre atmosphère et qui retiennent les rayons du soleil, équilibrant ainsi la température à la surface de la planète à un niveau suffisant.

Ils jouent donc un rôle vital pour la planète car sans eux les températures ne seraient pas propices à la vie sur Terre.

En revanche, il existe une différence d’impact plus ou moins grandes entre les différents gaz, quelques-uns ont une influence de réchauffement plus importante que d'autres et parfois une durée de vie rallongée.

Depuis le 19ème siècle, la concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère est en constante progression...

En l’espace de 27 ans les émissions du transport maritime international ont baissé pendant que les émissions du transport aérien international, ont plus que doublé.
De plus, pendant la même période les émissions de gaz à effet de serre ont baissé de 15,2 %.

Néanmoins, le bilan d'émissions de 2019 est supérieur de 4,5 % à l'objectif fixé par la Stratégie nationale bas carbone et le rythme de réduction est inférieur aux 2,3 % par an (-10 Mt/an) requis pour atteindre l'objectif.

On peut noter également que, les émissions moyennes de GES par habitant ont baissé de 32 % par habitant, en France depuis 1990.

L’EFFET DE SERRE

L’effet de serre est un procédé naturel découlant de l’ascendant de l'atmosphère sur les différents flux thermiques participant aux températures au sol d'une planète.

Sous l'effet des gaz à effet de serre, l'atmosphère terrestre se comporte grossièrement comme la vitre d'une serre, laissant entrer une grosse partie du rayonnement solaire, mais retenant le rayonnement infrarouge réémis par le sol.

La transparence de l'atmosphère dans le spectre visible permet en effet au rayonnement solaire d'atteindre le sol. L'énergie ainsi apportée s'y transforme en chaleur. De plus, comme tout corps chaud, la surface de la Terre rayonne sa chaleur, dans l'infrarouge. Les GES et les nuages (constitués de glace ou d'eau liquide) étant opaques aux rayons infrarouges, ils absorbent ces rayonnements. Ce faisant, ils emprisonnent l'énergie thermique près de la surface du globe, où elle réchauffe l'atmosphère basse.

Le réchauffement mondial moyen accroît l'évaporation de l’eau, donc l'humidité dans l’atmosphère. Plus l’atmosphère se réchauffe, plus elle stocke et transporte l’humidité.

L'effet de serre naturel est principalement dû à la vapeur d'eau (55 % de l'effet de serre) et aux nuages (17 % de l'effet de serre).

Contributions approximatives à l'effet de serre des principaux gaz :

Vapeur d'eau : 60 %

Dioxyde de carbone : 26 %

Ozone : 8 %

Méthane et oxyde nitreux : 6 %

L’effet de serre a porté la température moyenne, à la surface de la Terre, à 15 °C. Sans ce processus naturel, la température moyenne sur la surface du globe serait de −18 °C, ce qui aurait radicalement changé son évolution.

QUI SONT-ILS ET D’OÙ VIENNENT-’ILS ?

On constate 7 gaz à effet de serre issus des activités humaines :

·         Le gaz carbonique (CO2), émis entre autres lorsque nous utilisons des énergies fossiles, telles que le charbon, le pétrole ou le gaz

·         Le méthane (CH4), issu notamment des rizières, des décharges d'ordures, des élevages bovins, des fuites sur les réseaux de gaz et d'exploitation charbonnière

·         Le protoxyde d'azote (N2O), qui provient de certaines industries et des excès d'épandages d'engrais

·         Les HFC (hydrofluorocarbures), utilisés notamment dans les systèmes de climatisation et de réfrigération

·         Les PFC (perfluorocarbures), généré lors de processus industriels, comme par exemple dans la fabrication de l'aluminium

·         SF6 (hexafluorure de soufre), que l'on trouve notamment dans des équipements électriques

Avec la vapeur d'eau, ils sont coupables de l'effet de serre et collaborent sérieusement au réchauffement climatique.

Source : GIEC, 3ième groupe de travail, 2014

     

Source : AIE, 2020

COMMENT SONT-ILS CALCULÉS ?

L'unité de mesure universelle des émissions de gaz à effet de serre est la tonne équivalent CO2 ou t éq. CO2. Cette unité équivaut à la quantité de CO2 qu'il conviendrait d’émettre pour avoir la même action sur l'effet de serre.

Tous les gaz à effet de serre n’ayant pas le même impact de réchauffement, la tonne équivalent CO2 aide à l’obtention d’une mesure collective.

À l’échelle nationale, seules les émissions liées aux activités humaines, dites "anthropique, sont prisent en compte.

LES ACCORDS GOUVERNEMENTAUX

Des accords entre les pays ont vu le jour pour permettre une limitation des émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère.

Le protocole de Kyoto

Le Protocole de Kyoto est signé en 1997 lors de la COP3, à Kyoto au Japon. Il entre en vigueur en 2005, suite au retrait de la Russie.

Il comprend des engagements contraignants pour 38 pays industrialisés, avec un objectif de réduction moyenne de 5,2 % entre 2008 et 2012, par rapport aux émissions de 1990. En revanche, les pays en développement comme le Brésil, la Chine ou l’Inde, sont parties au protocole mais ne sont pas soumis à la réduction d’émissions.

Se concluant fin 2012, ses objectifs paraissent avoir été atteints dans l’ensemble. Cependant, suite à l’abandon et au développement de certains pays industrialisés, les 38 pays développés ne représentaient plus que 36 % des émissions mondiales en 2010. Nous pouvons donc en conclure qu’une diminution des émissions par ces pays ne peut être satisfaisant, sans un engagement simultané des pays en développement.

En 2012, à l’occasion COP18 de Doha au Qatar, le protocole fut prolongé, appuyant l’objectif pour 37 pays industrialisés d’alléger les émissions de gaz à effet de serre d’au moins 18 % (toujours par rapport à 1990), entre 2013 et 2020. Seulement, des pays comme le Canada, la Russie ou le Japon se sont désengagés. De plus, les mesures contraignantes ne concernent toujours pas les pays émergents.

Protocole de Kyoto – 1e période d’engagement : Objectif atteint

Période visée : 2008-2012 | Objectif à atteindre : 548 Mt CO2e/an (stabilisation par rapport à 1990) | Emissions réelles : 503 Mt CO2e/an en moyenne sur la période 2008-2012

Protocole de Kyoto – 2e période d’engagement : non communiqué

Période visée : 2013-2020 | Objectif à atteindre pour l’UE : -20% par rapport à 1990

L’accord de Paris

L’accord de Paris sur le climat, adopté le 12 décembre 2015 à l’issue des négociations de la COP21, est entré en vigueur le 4 novembre 2016. En 2019, sur 197 parties, 183 l’ont ratifié.

Premier accord international sur le climat à caractère universel, il constitue une étape importante dans la lutte contre le réchauffement climatique.

En se fiant à des rapports scientifiques, quasiment tous les pays se mettent d’accord, sur un objectif commun : brider d’ici 2100 le réchauffement climatique en dessous de 2°C par rapport aux niveaux conventionnels, et poursuivre les efforts pour limiter la hausse des températures à 1,5°C. Il est également annoncé l’objectif de la neutralité carbone (ou objectif de zéro émission nette), qui résulte de l’équilibre entre les émissions de gaz à effet de serre et la compensation permise par les puits ou réservoirs de carbone, comme les forêts.

Le mercredi 4 novembre 2020, les États-Unis sortent de l'Accord de Paris. Alors qu’ils sont les plus importants émetteurs de gaz à effet de serre après la Chine.

1er budget carbone / Accord de Paris : Objectif non atteint

Période visée : 2015-2018 | Objectif à atteindre : 442 Mt CO2e/an | Emissions réelles : 457,6 Mt CO2e/an en moyenne sur la période 2015-2018

2e budget carbone / Accord de Paris : en cours

Période visée : 2019-2023 | Objectif à atteindre : 422 Mt CO2e/an | Emissions réelles : non encore estimées

2019 : Objectif atteint (en attente des chiffres définitifs)

Objectif à atteindre : 443 Mt CO2e/an | Emissions réelles : prééstimées à 441 Mt CO2e

2020 : non communiqué

Objectif à atteindre : 436 Mt CO2e/an | Emissions réelles : non encore estimées

2021 : en cours

Objectif à atteindre : 423 Mt CO2e/an | Emissions réelles : non encore estimées

ÉMISSIONS FRANÇAISES

En 2019, les émissions de GES sur le territoire français, hors UTCATF, représentent 441 Mt CO2 éq, dont 74,5 % sont du CO2 et 12,6 % du méthane (CH4). Elles sont en très légère baisse par rapport à 2018 (< 0,1%) et ont diminué de 19,5 % sur la période 1990-2019.

La France diffère de l’UE par sa faible part d’émissions provenant de l’industrie de l’énergie (10 % du total), en raison du poids important du nucléaire dans la production d’électricité.

Les transports sont ainsi le premier secteur émetteur, avec 135,9 Mt CO2 éq, soit 31 % du total national.

Entre 1990 et 2019, les émissions liées à l’utilisation de l’énergie ont été réduites dans l’ensemble des secteurs, à l’exception des transports (+ 8,6 %).
Les baisses les plus notables sont enregistrées dans l’industrie de l’énergie (- 41,3 %) et dans l’industrie manufacturière et la construction (- 46 %).

Source : AEE, 2020

ÉMISSIONS MONDIALES

Les émissions mondiales ont augmenté de 67 % en 28 ans. En effet, elles étaient de 22 637 millions de tonnes en 1990 pour passer à 37 887 en 2018.

Sur cette période, les plus gros acteurs de cette hausse sont la Chine (+ 370 %), l’Inde (+ 340%) et la zone Moyen-Orient et Afrique du Nord (+ 210 %).

La Chine reste le premier pays émetteur mondial (30%), devant les États-Unis (14%), l’Union européenne (8 %) et l’Inde (7 %).

Les émissions de CO2 dans le monde sont, en 2018, en moyenne de 5,0 t CO2 par habitant, en hausse de 0,8 % par rapport à 2017. La croissance des émissions mondiales (+ 1,9 % entre 2017 et 2018) est ainsi plus rapide que la croissance démographique (+ 1,1 %).

Les émissions par habitant présentent d’importantes disparités géographiques, avec des niveaux bas en Amérique latine (2,6), en Inde (1,9) ou en Afrique subsaharienne (0,8). Les émissions moyennes dans l’Union européenne (6,9) se situent à un niveau plus élevé, quoique inférieur à ceux des États-Unis (16,0), de la Russie (12,1) et de la Chine (8,1) notamment. Les émissions françaises (5,0) sont proches de la moyenne mondiale.

Depuis 1990, les émissions par habitant ont augmenté de 16 % dans le monde.

Dans le détail, les émissions par habitant en Asie ont augmenté de 150 % entre 1990 et 2018 (+ 280 % en Chine, + 180 % en Inde et + 110 % en Corée du Sud). Sur la même période, les émissions par habitant ont diminué de 24 % dans l’Union européenne (dont - 26 % en France et - 45 % au Royaume-Uni) et de 20 % aux États-Unis.

Source : SDES, d’après EDGAR, 2019 ; Banque mondiale, 2020

ÉMISSIONS DE L’UNION EUROPÉENNE

En 2018, les émissions de GES de l’Union européenne, hors UTCATF, s’élèvent à 3,8 Gt CO2 éq. Le CO2 représente 81 % de ces émissions, et 10 % d’entre elles sont dues au méthane (CH4). Elles diminuent de 2,3 % par rapport à 2017 et ont baissé à plus long terme de 22,5 % sur la période 1990-2018.

Dans l’Union européenne, l’utilisation d’énergie reste en 2018 la principale source d’émissions de GES (77,2 %), dont 28,9 % pour l’industrie de l’énergie, notamment la production d’électricité, et 22 % pour les transports. Elle est suivie de l’agriculture (10,5 %) et des procédés industriels (9,1 %).

Les légères hausses dans les transports et l’industrie manufacturière ont en effet été plus que compensées par les baisses dans l’industrie de l’énergie ainsi que dans le résidentiel et le tertiaire.

Sur le plus long terme, les émissions ont baissé depuis 1990 dans l’ensemble de ces secteurs, à l’exception des transports.

Source : AEE, 2020

EMISSION DE C02 DUES AUX COMBUSTIBLES FOSSILES

Entre 1990 et 2017, les émissions de CO2 liées à la combustion d’énergie de l’OCDE (organisation regroupant 30 démocraties représentant à elles seules 75% du commerce mondial) ont progressé de 5 % selon l’approche territoire et de 10 % selon l’approche empreinte. Sur cette période, elles ont diminué de 21 % dans l’UE à 28 suivant l’approche territoire et de 15 % suivant l’approche empreinte. En revanche, elles ont triplé en Chine, quelle que soit l’approche.

En 2017, les émissions par habitant en Chine étaient presque équivalentes à celles de l’UE à 28 selon l’approche territoire (environ 7 t CO2/hab/an). En revanche, selon l’approche empreinte, les émissions par habitant sont 20 % plus faibles en Chine que dans l’UE à 28, et plus de 40 % plus faibles que la moyenne de l’OCDE (6 t CO2/hab/an en Chine, contre 8 t CO2/hab/an dans l’UE et 11 t CO2/hab/an en moyenne dans l’OCDE.)

En 2018, les émissions de CO2 lié à la combustion des énergies fossiles, hors UTCATF atteignent 37,9 milliards de tonnes, soit une multiplication par 2,4 depuis 1970. Ces émissions sont issues à 39 % de la combustion de charbon, contre 30 % pour le pétrole et 19 % pour le gaz naturel. Le reste, soit 12 %, est lié aux procédés industriels (comme, par exemple, la transformation de calcaire en chaux pour fabriquer du ciment).

Les émissions liées à l’énergie dépendent du niveau de consommation de cette dernière ainsi que du mix énergétique primaire, qui, au niveau mondial, reste dominé par les énergies fossiles en 2018 (pétrole, charbon et gaz naturel : 81 % du total à elles trois). Le pétrole demeure la première source d’énergie dans le monde, même si sa part a baissé de 13 points entre 1971 et 2018, au bénéfice principalement du gaz naturel (+ 7 points) et de l’énergie nucléaire (+ 4 points). Le charbon représente toutefois la première source d’émissions de CO2. En effet, il affiche un facteur d’émission nettement supérieur à ceux du gaz naturel et du pétrole (voir p. 82). La consommation de charbon, qui avait fortement augmenté dans les années 2000, tend à stagner, voire à diminuer ces dernières années. Bien que globalement stable depuis 1971, la part des énergies renouvelables croît légèrement depuis dix ans, pour atteindre 14 % du mix en 2018.

Sources : SDES, d’après EDGAR, 2019 ; AIE, 2020

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