Nous sommes en 2021. Un vaccin à ARN messager a été développé et mis sur le marché à peine un an après le début de la pandémie. Deux rovers ont été posé sur Mars, dont un par la Chine à son premier essai. Et pourtant, la source d’énergie qui a permis l’essor de notre société industrielle au 19ème siècle est encore au cœur de notre système énergétique. Et y sera encore pour un moment. Le charbon représente en effet 25% de notre énergie primaire[1] et 37% de l’électricité mondiale. Si la France est en train de fermer ces dernières centrales à charbon, certains pays développés sont encore très dépendants de cette ressource. Cela représente en effet en 2020: 19% de l’électricité aux Etats-Unis[2], 23% en Allemagne[3], et 29% au Japon[4].
Qu’est-ce que le charbon ?
Le charbon est une roche sédimentaire à forte teneur en carbone formée par la décomposition de biomasse sous l’effet de fortes températures et pressions[5]. Il existe en fait différents types de charbon. Ils sont classés selon leur teneur en carbone, leur densité énergétique ou leur taux d’humidité. On peut ainsi distinguer, entre autres, l’anthracite très riche en carbone, la houille, et la lignite. Cette dernière, avec une densité énergétique assez faible, est par exemple largement dominante en Allemagne. La densité énergétique est entre 17 et 25 MJ/kg, pour la lignite et l’anthracite[6]. Plus élevée que celle du bois sec (16MJ/kg) mais beaucoup plus faible que celle du pétrole brut (42-47 MJ/kg).
Le charbon était déjà utilisé en Chine il y a 2000 ans. Il fut utilisé pour des applications ‘industrielles’ en Belgique dès le 12ème siècle[7]. Mais c’est en Angleterre que son utilisation a vraiment décollé. En 1750, l’Angleterre en utilisait déjà 10 millions de tonnes notamment pour la sidérurgie. Le charbon a permis de contourner la limite posée par une déforestation sérieuse[8] causée entre autre par le développement de la sidérurgie. Il marque de plus un pivot d’une économie de flux, la vitesse de pousse des arbres, à une économie de stock. Les capacités d’extraction de cette matière accumulée pendant des millions d’années, se développent rapidement, la demande étant portée par le développement rapide de la machine à vapeur.
Une demande toujours en hausse
En 2020, la production mondiale de charbon fut de presque 8 milliards de tonnes. Cela représente en moyenne plus d’une tonne par personne. La Chine produit quasiment 50% du charbon mondial[9]. Le deuxième producteur est l’Inde avec environ 800 millions de tonnes, quasiment 5 fois moins que la Chine. Ces chiffres sont tellement gigantesques qu’il est difficile de se les représenter. Si on imagine le charbon sous forme d’un RubiksCube®, un cube de 5 centimètres de côté, l’humanité en brûle 1.3 millions chaque seconde !! Il est utilisé principalement pour la production d’électricité (66%) et pour la production d’acier (12%)[10].
Le charbon représentait environ 47% de l’énergie primaire mondiale en 1900, la biomasse 50%. Si cette part a diminué au cours du 20ème siècle, la production de charbon a été multiplié par 6 sur le siècle. La part du charbon a même augmenté au début du 21ème siècle sous l’influence de la Chine. La production chinoise a triplé entre 2000 et 2019. C’est pourtant la source d’énergie la plus émettrice de CO2 (par unité de puissance produite) et celle qui cause le plus de décès[11], notamment à cause de la pollution de l’air.
Allons-nous bientôt nous passer de charbon ?
Tourner le dos au charbon, et plus généralement aux énergies fossiles, est un impératif pour baisser les émissions de CO2. L’agence internationale de l’énergie (AIE) a publié cette semaine sa feuille de route pour atteindre la neutralité carbone en 2050. Celle-ci prévoit la fermeture des centrales à charbon d’ici 2040. Surtout, l’AIE rappelle que tout nouvel investissement dans une centrale à charbon se fait contre les objectifs de baisse des émissions.
Les pays du G7 se sont engagés à ne plus financer de centrales à charbon à l’étranger[12]. Il faut cependant noter que la Chine ne fait pas partie du G7. Las, le même jour une étude montrait que sur la période Mars 2020-Mars 2021, les émissions de CO2 chinoises étaient en hausse de 6% par rapport à 2019[13]. Principalement portées par une hausse de la demande dans les secteurs de l’énergie et de la sidérurgie. Effet de la relance post-covid…
Des ressources très abondantes
Au total, il y a environ 2000 GW de puissance au charbon installée dans le monde et environ 500 GW en construction ou prévus. Le rythme de construction a tendance à diminuer[14]. Mais un pays comme le Japon prévoyait en 2021 la construction de 21 centrales à charbon[15] La production énergétique au charbon avait connu une légère baisse (-0.7%/an) sur la période 2010-2018[16]. Au vu des réserves très abondantes[17], il ne faut pas compter sur leur épuisement. Sauf politiques beaucoup plus volontaristes, il est donc à craindre que le charbon soit encore avec nous pour de nombreuses années. Rappelons que les engagements pris par les différents pays[18] ne sont en rien compatibles avec les ambitions de l’Accord de Paris. Il va donc falloir être plus exigeant pour que le charbon devienne enfin une énergie du passé.
[1] https://ourworldindata.org/energy-mix
[2] https://www.eia.gov/energyexplained/electricity/electricity-in-the-us.php
[3] https://www.cleanenergywire.org/factsheets/germanys-energy-consumption-and-power-mix-charts
[4] https://ourworldindata.org/energy/country/japan
[5] https://oneworld-publications.com/energy.html
[6] https://world-nuclear.org/information-library/facts-and-figures/heat-values-of-various-fuels.aspx
[7] https://www.jstor.org/stable/pdf/40564252.pdf?refreqid=excelsior%3A7ea1c4cb5c0f2f92aedecd32904bdfcb
[8] https://oneworld-publications.com/energy.html
[9] https://www.iea.org/reports/coal-2020/supply
[10] https://www.nrcan.gc.ca/science-and-data/data-and-analysis/energy-data-and-analysis/energy-facts/coal-facts/20071
[11] https://ourworldindata.org/grapher/death-rates-from-energy-production-per-twh
[12] https://www.theguardian.com/environment/2021/may/21/richest-nations-agree-to-end-support-for-coal-production-overseas
[13] https://www.carbonbrief.org/analysis-chinas-carbon-emissions-grow-at-fastest-rate-for-more-than-a-decade
[14] https://endcoal.org/wp-content/uploads/2020/03/BoomAndBust_2020_English.pdf
[15] https://www.powermag.com/japan-pulls-back-from-coal-though-new-plants-move-forward/
[16]https://www.globalcarbonproject.org/global/pdf/GCP_2019_Global%20energy%20growth%20outpace%20decarbonization_UN%20Climate%20Summit_HR.pdf
[17] https://www.worldometers.info/coal/#coal-reserves
[18] https://www.revue-internationale.com/2021/05/les-ambitions-americaines-sur-la-transition-energetique/