Les scénarios Net Zero 2050 visent à atteindre des émissions nettes de gaz à effet de serre nulles d’ici 2050. Cet objectif découle de l’Accord de Paris de 2015, qui aspire à maintenir le réchauffement climatique en dessous de 2 degrés Celsius par rapport aux niveaux préindustriels. La trajectoire Net Zero 2050 est adoptée par 33 pays, dont ceux de l’Union européenne, les États-Unis, et le Royaume-Uni, parmi les principaux émetteurs mondiaux de gaz à effet de serre (la Chine et le Brésil, quant à eux, visent une neutralité carbone à l’horizon 2060).

Or, comme nous l’avons exploré dans notre précédent article, les émissions de gaz à effet de serre sont étroitement liées aux usages énergétiques, représentant jusqu’à 75 % des émissions totales. Ainsi, les enjeux énergétiques des scénarios Net Zero 2050 au niveau mondial consisteront à répondre aux besoins d’une économie deux fois plus importante, alimentant deux milliards de personnes supplémentaires, avec une énergie entièrement décarbonée. Le défi est immense, mobilisant de nombreuses filières en cours de développement et des technologies encore à l’état expérimental. Ils reposent essentiellement sur une electrification des besoin energetique couplé a un deploiment massif d’énergie decarbonnée (renouvelable et nucleaire) ainsi que sur l’emergence de nouveaux vecteur energetique moins carboné (hydrogene, Efuel, Egaz). Les emissions remanentent seront couplé a de nouveau systeme de captation carbone.

Pour contextualiser nous vous proposons, un point sur l’évolution des besoins énergétiques à l’horizon 2050, tels que présentés dans la feuille de route de l’Agence internationale de l’énergie (IAE). Ensuite, nous aborderons les leviers technologiques envisagés pour la decarbonation de la production d’électricité et les autres vecteur d’énergie ainsi que les défis inhérents à chacun d’eux. Enfin, nous ferons un point sur les usages restant des fossiles et les technologie de captation evisagée. Nous conclurons sur les éléments clés du succès de ce scénario selon l’AIE

1. Les besoins énergétiques à l’horizon 2050

En 2050, la consommation énergétique mondiale devrait atteindre un total de 170000 TWh, représentant une réduction de 7 à 8 % par rapport aux niveaux de 2022. Cette baisse est en grande partie due à une responsabilisation accrue des usages (sobriété énergétique) ainsi qu’à l’adoption d’équipements plus économes en énergie couplée a une strategie d’électrification des usages. Pardoxalement, a la baisse de la consomation d’énergie golbale, la production mondiale d’électricité sera multipliée par 2.5 sur cette periode (voir projection graphique ci dessous).

Comment est-ce possible ?

D’une maniere generale, les systèmes électriques sont souvent bien plus performants que leurs équivalents thermiques. Prenons l’exemple de la mobilité : dans une voiture électrique, environ 70 % de l’énergie primaire est convertie en mouvement. En revanche, un véhicule thermique dissipe jusqu’à 80 % de l’énergie sous forme de chaleur et de friction, ce qui fait que l’électrification permet ici un gain d’environ 60 % d’énergie primaire.

Un autre exemple concret est le remplacement des chaudières à gaz, où même les plus performantes convertissent seulement 60 % de l’énergie primaire en chaleur. En comparaison, les pompes à chaleur affichent des rendements supérieurs à 100 %, grâce à leur capacité à capter des calories dans l’environnement.

L’électricité pourrait meme représenter jusqu’a 50-70% de la consomation energetique dans les secteur clé tel le transport ou l’habitat d’ici 2050 contre 20% actuellement.

Les technologies de replacement de source fossiles sont déjà existantes et connaissent un déploiement massif. Leur utilisation a déjà contribué à une réduction significative des émissions de CO₂ dans les pays industrialisés comme la France ou l’Allemagne (-30% d’émission de CO2 par rapport a 1990). Pour amplifier cet impact, il est crucial que les sources d’énergie primaire utilisées pour produire l’électricité soient elles-mêmes décarbonée.

II) Comment décarboner la production d’électricité ?

II.1) La révolution renouvelable

Un point commun à tous les scénarios visant la neutralité carbone d’ici 2050 repose sur l’emploi massif d’énergies renouvelables : solaire, éolien, hydraulique et biomasse. Bien qu’elles ne représentent aujourd’hui qu’environ 15 % du mix énergétique mondial, elles sont appelées à occuper une place prédominante, atteignant jusqu’à 85 %. Leur installation est relativement simple et leurs coûts compétitifs (20-50$/MWh) favorisent un développement rapide. Par exemple, la Chine a installé en 2023 autant de panneaux solaires que l’Europe en 20 ans.

Des pays comme l’Allemagne et l’Espagne utilisent déjà ces énergies pour plus de 50 % de leur mix énergétique. Cependant, deux freins majeurs limitent leur mise en œuvre :

II.1.1) L’intermittence

Les énergies renouvelables dépendent des conditions climatiques (vent pour l’éolien, soleil pour le solaire), ce qui les rend non pilotables. L’énergie est produite quand les conditions sont favorables, mais pas forcément lorsque les besoins sont élevés. Cela entraîne des pertes importantes d’énergie non consommée.

Des solutions sont explorées :

• Les batteries permettent de lisser la production sur le court terme, notamment entre le jour et la nuit.
• Les stations de pompage-turbinage utilisent l’énergie excédentaire pour remonter de l’eau dans les barrages, équilibrant les besoins saisonniers
• L’électrolyse pour produire de l’hydrogène stockable. Bien que les rendements soient faibles (environ 25-30 % après reconversion), cette énergie serait autrement perdue. Cette solution est vue comme un futur vecteur majeur (power to gas)
• Les smart grids, ou réseaux intelligents, améliorent l’efficacité des systèmes de transport et de stockage.

II.1.2) La disponibilité des matériaux

Le développement des énergies renouvelables nécessite des ressources spécifiques :

Éolien : composites pour les pales.

Solaire : silicium pour les panneaux.

Batteries : lithium, cobalt et terres rares.

L’extraction de ces matériaux soulève des enjeux de durabilité et d’approvisionnement, d’autant qu’elle s’appuie encore sur des équipements fonctionnant aux énergies fossiles. Heureusement, le recyclage, notamment des batteries (à 95 %), est un levier clé pour réduire l’extractivisme.Malgré ces défis, les réserves actuelles permettent un déploiement massif des énergies renouvelables sans augmenter significativement l’impact environnemental du secteur minier.

II.1.3) La révolution renouvelables, en substance

L’intermittence n’est en soit pas un freins majeur au deploiment des technologies renouvelable.On l’a vu également que des solutions pour parlier a ce probleme emergeaient. C’est pourquoi ces derniere sont percues comme les principaux levier de decarbonation de la production d’électricité.

II.2) La relance Nucléaire

II.2.1) Perspective d’évolution de la filiere classique

Décrié dans certains pays pour la maîtrise des risques qu’il impose, le nucléaire reste un formidable outil de production d’énergie décarbonée. En cause, la densité énergétique des combustibles fissiles, notamment l’uranium 235, qui est près de 90 000 fois celle du pétrole. Cette densité permet ainsi de générer beaucoup d’énergie à partir d’une faible portion de matière première, ce qui implique une faible intensité d’extraction minière, d’avoir une empreinte au sol réduite et au gloabal un excellent impact carbone on estimes a 2.5GT de CO2 evité au niveau mondial grace au nucléaire. Ses cout d’exploitation sont plus elevé que les enegies renouvelable ( de 60 a 120$/MWH) toutefois le nucélaire a l’avantage par rapport au renouvelable d’etre une source d’énergie pilotable, c’est a dire qu’elle produit de l’énergie quand on en a besoin.

Au niveau mondial, le nucléaire représente actuellement 10 % de l’énergie primaire produite. Les scénarios Net Zero 2050 prévoient qu’il restera stable en proportion dans le mix énergétique mondial. La capacité installée va donc plus que doubler, passant de 417 GW à 916 GW en 2050. La Chine se distingue particulièrement par son expansion nucléaire et devrait représenter a elle seule le tiers de la capacité nucléaire mondiale installée en 2050.

II.2.2) Emergence des SMR

Il est à noter qu’après des années de gigantisme, le secteur nucléaire se tourne désormais vers des réacteurs miniaturisés, appelés Small Modular Reactors (SMR). Plus de 98 de ces réacteurs sont actuellement en développement à travers le monde, selon la Nuclear Energy Association (NEA), utilisant différentes technologies comme l’eau pressurisée, la haute température, les neutrons rapides, ou encore les sels fondus. Ces réacteurs peuvent être destinés à la production de chaleur, d’électricité, à la cogénération (électricité et chaleur), au dessalement d’eau de mer, ou encore à la propulsion de cargos. Ils sont en quelque sorte des modèles réduits des réacteurs actuels, utilisant le même principe, celui de bombarder des noyaux fissiles avec des neutrons. Ils visent cependant une sécurité passive, c’est-à-dire être capables de s’arrêter sans intervention extérieure en cas d’accident. Pour l’instant, les seuls modèles commercialisés sont le KLT-40S russe et le HTR-PM chinois. Leur déploiement reste cependant marginal et peu étudié dans le cadre des scénarios Net Zero 2050.

II.2.3) La fusion Nucléaire

Cette technologie, bien que découverte depuis la fin des années 1920, reste à ce jour hors de portée sur le court terme. Pour rappel, la fusion nucléaire consiste à fusionner deux atomes légers en un noyau plus lourd (le deutérium et le tritium en hélium) pour créer de l’énergie. L’avantage majeur de cette réaction est qu’aucune pollution n’est produite. Cette réaction, similaire à celle qui alimente l’énergie des étoiles a lieu à une température de l’ordre de 150 millions de degrés dans une chambre à vide où la matière en fusion (sous forme de plasma) est contenue par un fort champ magnétique. Il s’agit, en quelque sorte, de mettre une étoile dans une boîte.

Le projet ITER, le plus grand projet scientifique de l’humanité à ce jour, réunit 35 nationalités et a pour objectif de créer un plasma thermonucléaire pendant plus de 400 secondes avec un ratio d’efficacité de 10. Ce chantier titanesque doit permettre la démonstration de la viabilité de la technologie. Il ne s’agit en effet que d’un démonstrateur, et le premier plasma, initialement prévu pour 2025, a été reporté à 2033. Cette technologie ne sera donc pas prête à temps pour la transition énergétique.

II.2.4) La relance nucléaire, en substance

Le secteur nucléaire est avec les energies renouvelable l’autre grand 3opporunité de decarbonation de la production l’electricité. Cependant ses cout d’exploitation et la difficulté technique lié a la mise en service d’une centrale nucléaire (recent exemple Olkiluoto-3 et Flamanville on eu 12 ans de retard, 20 ans de construction au total) limite le deploiment de cette technologie, reservée a des economie avancée.

III) Decarbonation de nouveaux vecteur

III.1) L’hydrogene

III.1.1) Perspectives et évolution

Plus petit élément chimique, apparu juste après le Big Bang, l’hydrogène est présent en grande quantité sur Terre, souvent lié à d’autres molécules, notamment avec l’oxygène pour former l’eau. Cependant, il est très rare sous sa forme gazeuse, le dihydrogène, qui nous intéresse pour des applications industrielles. Actuellement, un seul petit gisement est exploité au Mali. En Europe, l’évaluation des stocks présents dans les roches fait débat. De plus, l’impact environnemental lié à son extraction et à sa purification reste inconnu. Cette forme naturelle d’hydrogène est aussi appelée hydrogène blanc.

C’est pourquoi, pour l’instant, il est produit en grande quantité, notamment à partir de gaz naturel (technique du reformage du méthane à la vapeur), pour des usages variés : raffinage de produits pétroliers, synthèse de l’ammoniac destiné à l’industrie des engrais, réduction du minerai de fer. Cet hydrogène est très carboné, émettant 11 tonnes de CO₂ par tonne produite, et représente 95 % du volume d’hydrogène produit dans le monde. On le qualifie d’hydrogène gris. Il devient bleu lorsque le CO₂ émis lors de sa production est capté, réduisant son facteur d’émission.

L’hydrogène qui suscite aujourd’hui le plus d’intérêt en tant que vecteur énergétique pour des secteurs difficilement décarbonables est l’hydrogène vert. Ce dernier est produit par électrolyse de l’eau à partir d’énergies renouvelables. Cependant, des défis conséquents subsistent pour son déploiement à grande échelle.

III.1.2) Défis liés à la production d’hydrogène vert

Le premier défi consiste à produire de l’hydrogène vert a echelle industrielle. L’électrolyse alcaline, seul procedé de production décarboné d’hydrogene a un défaut notable : elle met du temps à atteindre son plein régime, ce qui la rend peu adaptée à des sources d’énergie intermittentes. Deux nouvelles technologies emergent pour pallier ce problème :

• La membrane échangeuse de protons (PEM) : Constituée de polymères, elle joue le rôle d’électrolyte et sépare l’oxygène de l’hydrogène. Elle atteint rapidement son plein régime. En 2021, Air Liquide a installé au Québec un site utilisant cette technologie, capable de produire 8 tonnes de H₂ par jour grâce à l’électricité hydraulique.
• L’électrolyse à oxyde solide (SOEC) : Fonctionnant à haute température (600-800 °C), elle est plus rapide qu’un électrolyseur alcalin, mais elle est pertinente uniquement en présence d’une source de chaleur non valorisée à proximité.

Quel que soit le procédé, les matériaux utilisés (comme l’iridium et le platine) sont coûteux et posent des questions de durabilité d’approvisionnement. Le vieillissement prématuré des installations, dû aux variations des sources d’énergie primaire, constitue également un obstacle majeur.

En soit decarboner les 95MT d’hydrogene consommé annuellement represente déja un defi consequent, cette si on lui ajoute de nouveau usage (transport lourd, fabrication de carburant de synthese, mobilité), les besoins se chiffrerai d’apres lAIE a hauteur de 140MT de H2 d’ici 2030 ou les 55MT supplaimentaire serait porduit par electrolyse, elle meme alimenté par des ressource renouvelable. L’impact est non negligeable en terme de cout : le cout actuel de l’hydrogene vert est situé entre 3 et 6€/kg contre 1-2€/lkg pour l’hydrogene gris.

Le rôle de l’hydrogène dans les scénarios Net Zero, on envisage de 10-20 % des besoins énergétiques mondiaux en 2050.

III.1.3) Stockage et transport de l’hydrogène

Sous forme gazeuse, l’hydrogène est hautement explosif, ce qui rend son transport et son stockage complexes. En raison de sa faible densité, les installations de transport et de stockage à pression atmosphérique sont volumineuses. Pour résoudre ce problème:

• Compression : À très haute pression (350 à 700 bars), mais cela consomme environ 15 % de l’énergie contenue dans l’hydrogène.
• Liquéfaction : Bien que la densité soit multipliée par 800, le processus entraîne une perte énergétique de 30-35 %. Actuellement, cette méthode est surtout utilisée dans le secteur spatial.

Pour les courtes distances, l’hydrogène liquide est transporté via des conduites isolées, tandis que pour les longues distances, on utilise des camions-citernes cryogéniques ou des bouteilles sous haute pression. En stockage, des réservoirs multicouches (fibres de carbone et résines) garantissent étanchéité et rigidité. Cependant, ces équipements restent coûteux.

Des recherches explorent de nouveaux modes de stockage, comme l’utilisation de matériaux capables d’absorber l’hydrogène, puis de le libérer à température ambiante et sous pression modérée (projet européen Hycare).

III.1. 4) Applications et recyclage

Enfin, l’hydrogène est utilisé dans des piles à combustible, qui fonctionnent de manière similaire à un électrolyseur inversé. Bien que cette technologie ait été découverte au XIXᵉ siècle, elle a été éclipsée par le moteur thermique. Aujourd’hui, elle alimente aussi bien des sites industriels que des véhicules légers, comme la Toyota Mirai ou le Hyundai ix35. Le défi est de prolonger la durée de vie de ces piles (au-delà de quelques milliers d’heures) tout en réduisant les coûts des matériaux, comme l’empilement d’electrode en platine (29 000 €/kg) et de membranes (a plusieur centaine d’€ par M2). Une filière de recyclage adaptée sera indispensable pour rendre cette technologie viable, durable et abordable.

III.1. 5) Autre potentiel

Un autre usage envisagé de l’hydrogene est la methanation qui consiste a créer du methane de synthese a partir de CO2 ou de CO issue de captation carbone dans l’ideal et d’hydogene  suivant le principe de la réaction de Sabatier. Le methane étant plus rependu que l’hydogene, ce procédé presente l’avantages d’utiliser les instalations gasiere exitante. Toufefois la conversion entrainnent des pertes energetique conséquences On y reviendra dans la partie e-gaz.

III.1. 6) l’hydrogene ,en substance

Ainsi l’hydrogene, bien que prometteur sur le papier reste une filliere en emergence. Le defi substentiel consiste en premier lieu a decarboner les usages actuels. Le deploiement de la filliere a grande echelle repose sur la reussite de la decarbonation de la prodution d’éectricité comme pré-requis, puis l’inovation technologique pour la production le stockage, et les nouveau moyen d’utilisation ainsi que la mise en place de filiere de recyclage adaptée. La maturité de la filiere hydrogene arrivera probablement dans les années 2040.

III.2) Biocarburants / e-fuels

III.2.1) Evolution et perspectives

Les biocarburants ont été présentés dans les années 2000 comme une solution révolutionnaire pour la décarbonation des transports, avant d’être rapidement critiqués pour leur utilisation intensive des sols agricoles et la compétition qu’ils créent entre les surfaces agricoles destinées à l’alimentation et à l’énergie. Cependant, les nouvelles générations de biocarburants représentent une alternative indispensable à la décarbonation de certain secteur ou l’électrification n’est pas possible. Leurs adoption progresse constamment, notamment dans des pays émergents comme l’Inde, le Brésil et l’Indonésie. Ces biocarburants devraient occuper environ 7 % de la demande mondiale de pétrole et permettre de réaliser des économies pouvant atteindre 200 milliards de litres par an. Leur part pourrait atteindre 27 % des carburants de transport mondiaux d’ici 2050, contribuant à une réduction de 2,1 gigatonnes de CO₂ par an. Cela représenterait environ 20 % des réductions d’émissions nécessaires dans le secteur des transports.

En 2023, la production de biocarburants se compose de 62 % de bioéthanol, 27 % de biodiesel, 10 % de diesel renouvelable et 0,34 % de biokérosène, pourtant essentiel à la décarbonation du secteur aérien. Le biokérosène pourrait, d’ici 2028, représenter 1 % de la demande totale de kérosène. Ce carburant d’aviation durable est primordial pour la décarbonation de ce secteur, permettant de réduire de 65 à 85 % les émissions sur l’ensemble du cycle de vie par rapport aux carburants fossiles classiques, selon son mode de production et les matières premières utilisées.

D’ici 2050, les biocarburants pourraient représenter de 60 à 70 % de la réduction nécessaire des émissions du secteur aérien pour atteindre les objectifs de neutralité carbone. Toutefois, le coût de production et la disponibilité de matières premières durables restent des freins considérables à leur déploiement généralisé.

III.2.2) Nouvelles generation de biocarburant et recherche

La recherche se tourne donc vers de nouvelles sources de matières premières pour les biocarburants. La seconde génération utilise des résidus de biomasse ou des plantes vivaces comme le miscanthus gigantus. Ces biocarburants ont l’avantage de réutiliser des déchets ou d’utiliser des plantes nécessitant peu d’entretien ou poussant sur des sols de moindre qualité (voire pollués). Cette génération permet ainsi d’éviter la compétition avec les sols fertiles, mais elle nécessite de l’énergie pour séparer la cellulose des plantes ou pour les transporter vers les usines de raffinage.

La troisième génération repose sur des réacteurs contenant des algues ou d’autres micro-organismes. Elle épargne les terres agricoles, mais nécessite un contrôle constant de leur environnement. Leur production à grande échelle n’est pas encore au point. Il convient également de noter qu’une quatrième génération, utilisant des algues génétiquement modifiées, est en cours de recherche.

Enfin, la photosynthèse artificielle, consistant à produire directement des composés chimiques à partir de l’énergie solaire et du CO₂, imitant ainsi le processus des plantes, est une technologie encore à l’état de concept. Bien que potentiellement capable de produire de l’hydrogène ou du méthane, elle ne sera probablement pas utilisée à court terme dans le cadre de la transition énergétique.

III.2.3) Les biocarburant en substance

Les biocarburants, et en particulier les e-fuels, représentent une voie intéressante pour la décarbonation, bien que leurs défis soient nombreux. Le principal obstacle demeure le coût de production et la disponibilité de matières premières durables. Cependant, les progrès dans les générations avancées, comme l’utilisation de micro-algues et les recherches en photosynthèse artificielle, ouvrent la voie à des solutions moins concurrentielles avec les terres agricoles et plus adaptées aux besoins de décarbonation de secteurs spécifiques, tels que l’aviation et l’industrie lourde. Bien que la recherche avance, l’adoption généralisée de ces technologies reste peu probable avant 2035 et devront necessité une volontée politiaue et financement adequate pour émergée.

III.3) Biogaz

III.3 .1) Évolution de la consommation et perspectives

Le biogaz, produit par la dégradation de matières organiques, joue un rôle clé dans la transition énergétique en tant que source renouvelable et locale d’énergie. Selon l’Agence Internationale de l’Énergie (AIE), la consommation mondiale de biogaz pourrait tripler d’ici 2050, pour atteindre près de 3 000 TWh/an, ce qui représenterait environ 10 % de la demande mondiale en gaz dans un scénario Net Zero. Cette augmentation repose sur le déploiement accru de la méthanisation et le développement de technologies avancées comme la méthanation et d’autres procédés émergents.

III.3.2) Méthanisation : une technologie éprouvée

La méthanisation consiste à transformer des déchets organiques en biogaz grâce à un processus biologique sous atmosphère anaérobie. Elle utilise des substrats variés, tels que les déchets agricoles, industriels ou ménagers, ainsi que les boues des stations d’épuration. Le biogaz produit contient principalement du méthane (50-70 %) et du dioxyde de carbone, et peut être utilisé pour la production d’électricité, de chaleur ou injecté dans les réseaux gaziers après épuration.

Cette technologie est particulièrement adaptée aux contextes agricoles et industriels, où elle permet de valoriser les déchets tout en produisant une énergie locale et décarbonée. En parallèle, le digestat, résidu solide du processus, est utilisé comme engrais naturel, renforçant l’économie circulaire.

III.3 .3) Méthanation : une réponse au stockage d’énergie renouvelable

La méthanation, quant à elle, représente une technologie complémentaire de la méthanisation. Elle combine du CO₂ (souvent capté dans les industries) avec de l’hydrogène vert pour produire du méthane de synthèse. Ce procédé chimique, basé sur la réaction de Sabatier, offre une solution de stockage pour les excédents d’électricité renouvelable. Le méthane synthétique ainsi produit peut être injecté dans les infrastructures existantes de transport et de stockage de gaz naturel.

Cependant, la méthanation reste énergivore. La production de l’hydrogène nécessaire représente le principal défi, tant en termes de coûts que de dépendance à des sources renouvelables intermittentes.

III.3.3) Autres technologies de production de biogaz

En dehors de la méthanisation et de la méthanation, plusieurs technologies émergent pour diversifier les sources et améliorer l’efficacité du biogaz :

1. Pyrolyse et gazéification : Ces procédés thermochimiques transforment la biomasse sèche (bois, déchets agricoles) en gaz de synthèse, qui peut être raffiné pour produire du méthane.
2. Fermentation sèche : Variante de la méthanisation, elle s’applique à des substrats avec une faible teneur en eau, réduisant ainsi les coûts de traitement et d’eau.
3. Micro-algues : Cultiver des algues pour produire du biogaz est une piste prometteuse, car elle évite la concurrence avec les terres agricoles et utilise des eaux usées.

III.3.4) Le biogaz en substance

Le potentiel du biogaz est immense, mais sa réalisation dépendra d’un soutien politique fort, d’investissements dans les infrastructures, et d’un cadre réglementaire qui favorise son intégration dans les systèmes énergétiques. En 2050, le biogaz et le méthane de synthèse pourraient réduire les émissions de GES de plus de 1,5 gigatonnes par an tout en renforçant la sécurité énergétique mondiale. Toutefois, pour atteindre ces objectifs, les progrès dans la captation du CO₂, l’efficacité des processus de conversion, et le développement de chaînes d’approvisionnement optimisées seront cruciaux. La methanisation étant un procedé mature et bon marché a mettre en place, le biogaz présente d’ore et déja un veritable potentiel de revalorasation de echet de biomasse grand publique.

IV) Part restant du fossile

Dans le scénario Net Zero 2050 de l’Agence Internationale de l’Énergie (AIE), les énergies fossiles continuent de jouer un rôle, bien que leur part dans le mix énergétique mondial soit réduite de manière drastique. Alors qu’elles représentaient environ 80 % du mix énergétique mondial en 2022, cette part tombe à environ 20 % d’ici 2050. Cette réduction est rendue possible grâce à la transition vers des sources d’énergie renouvelables et décarbonées telles que l’éolien, le solaire, et l’hydrogène vert, ainsi qu’à l’électrification des secteurs de l’industrie, du transport et du bâtiment.

Cependant, certaines applications, notamment dans l’industrie lourde (comme la production de ciment et d’acier) et le secteur du transport aérien et maritime, continueront d’avoir besoin de carburants fossiles, bien que de plus en plus décarbonés. Dans ces secteurs, les énergies fossiles seront utilisées principalement sous forme de carburants synthétiques ou avec la captation du carbone (CCS) pour limiter les émissions.

L’AIE estime également que, bien que l’utilisation des fossiles soit en déclin, des technologies comme la captation et le stockage du carbone (CCS), et la méthanation (qui utilise du CO₂ capté pour produire du méthane synthétique), joueront un rôle clé dans la réduction des émissions résiduelles, permettant de maintenir une part des énergies fossiles dans le mix énergétique tout en respectant les objectifs climatiques. Ainsi, la réduction de la consommation des énergies fossiles ne sera pas uniforme : certaines régions et secteurs pourraient avoir une transition plus lente en raison de leurs besoins énergétiques spécifiques et de l’absence de technologies de substitution efficaces à grande échelle.

L’AIE souligne que la neutralité carbone d’ici 2050 nécessite non seulement des efforts massifs pour réduire l’utilisation des fossiles, mais aussi pour développer des alternatives qui permettent de maintenir une certaine flexibilité tout en minimisant l’impact climatique.

En 2023 20% de la consommation mondiale de petrole est utilisée dans la fabrication de produit chimique de base. Cette matiere premiere est essentielle a notre mode de vie elle est dans tous ce qu’il nous entour, dans les plastique, les cosmetique, les emballages etc. Il n’est pas envisageable de reduire sont utilisation a néant. Les ressources fossile en general ne vont donc pas disparaitre, le net zero emission est en quelques sorte une attenuation de leurs usage et de leurs impact, notemanent grace a la captation carbone.

V) Comment eliminer les emissions de co2 restantes ?

 V.1) Les technologies de captation du carbone : état des lieux et perspectives

Les technologies de captation et de stockage du carbone (CCS) jouent un rôle crucial dans la réduction des émissions de CO₂, particulièrement dans des secteurs difficilement décarbonables comme l’industrie lourde, l’énergie et certains segments du transport. Le déploiement actuel de ces technologies reste limité, mais les perspectives d’expansion sont prometteuses, soutenues par des politiques et des investissements croissants.

V.2) État des lieux actuel du déploiement du CCS

Aujourd’hui, la captation du carbone est utilisée principalement dans quelques sites industriels et de production d’électricité. À l’échelle mondiale, il existe environ 20 projets de capture de carbone en opération, dont la majorité se trouvent en Amérique du Nord et en Europe. Ces projets captent une quantité relativement faible de CO₂ comparée à ce qui serait nécessaire pour atteindre les objectifs climatiques mondiaux. En 2023, la capacité mondiale de captation du CO₂ était d’environ 40 millions de tonnes par an, une fraction minime des 40 milliards de tonnes de CO₂ émises chaque année par l’activité humaine​

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Le déploiement des technologies de CCS rencontre plusieurs obstacles, notamment le coût élevé de la mise en œuvre et l’absence d’infrastructures de transport et de stockage à grande échelle. Les coûts de captation varient, mais sont généralement estimés à 50 à 100 USD par tonne de CO₂ capturé, un montant élevé par rapport à d’autres solutions de réduction des émissions​

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V.3) Technologies de captation : les différentes approches

La captation du CO₂ repose sur plusieurs technologies, les principales étant :

1. Captation post-combustion : cette méthode capture le CO₂ dans les gaz de combustion après qu’ils aient été émis. Elle est utilisée dans des installations industrielles et des centrales électriques, notamment via des solvants chimiques qui absorbent le CO₂. C’est la méthode la plus mature, mais elle reste coûteuse en raison de la consommation d’énergie nécessaire pour séparer le CO₂ des solvants.
2. Captation pré-combustion : ici, le CO₂ est extrait avant la combustion du carburant, généralement dans le cadre de processus de gazéification du charbon ou de reformage du gaz naturel. Ce processus est plus efficace, mais nécessite des installations spécifiques et est souvent utilisé dans la production d’hydrogène.
3. Captation oxyfuel : cette technologie utilise de l’oxygène pur au lieu de l’air pour la combustion, ce qui permet de produire des gaz de combustion riches en CO₂, faciles à capturer. Bien que prometteuse, elle est encore en phase de démonstration pour de grandes échelles industrielles.
4. Captation directe de l’air (DAC) : cette technologie émergente capture le CO₂ directement de l’atmosphère. Bien que très prometteuse en théorie pour réduire les concentrations de CO₂, elle est actuellement très coûteuse et énergivore, ce qui limite son déploiement à grande échelle​

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V.4) La captation carbone en substance

Les perspectives de déploiement du CCS sont globalement positives, mais dépendent de plusieurs facteurs clés : la réduction des coûts, l’amélioration des technologies, et la mise en place de politiques incitatives. L’AIE prévoit qu’en 2050, pour atteindre les objectifs de neutralité carbone, la capacité de captation devrait atteindre 7,6 milliards de tonnes de CO₂ par an, soit une augmentation significative par rapport à aujourd’hui​.

Les politiques publiques jouent un rôle fondamental dans cette expansion. Des initiatives comme le marché du carbone, les subventions publiques, et les crédits de captation de carbone sont essentiels pour financer l’équipement nécessaire. Par exemple, l’Union européenne a lancé des appels à projets pour des hubs de captation et de stockage du carbone, soutenant des projets d’envergure tels que Northern Lights en Norvège, qui prévoit de stocker jusqu’à 5 millions de tonnes de CO₂ par an​

De plus, la captation directe de l’air pourrait prendre une place importante dans les décennies à venir si des innovations réduisent les coûts. Plusieurs entreprises, comme Climeworks et Global CCS Institute, ont déjà lancé des projets pilotes pour tester et améliorer cette technologie.

Le déploiement de la captation du carbone doit s’intensifier pour atteindre les objectifs climatiques mondiaux. Bien que des progrès aient été réalisés, notamment avec des projets en Europe et en Amérique du Nord, des défis subsistent, notamment les coûts et l’infrastructure de transport. Toutefois, les innovations technologiques et les politiques de soutien peuvent ouvrir la voie à une adoption à plus grande échelle, permettant ainsi de capter des volumes significatifs de CO₂ et de contribuer de manière décisive à la transition énergétique.

Conclusion :

L’objectif de la neutralité carbone en 2050 est ambitieux mais réalisable, à condition de mobiliser efficacement les leviers techniques et économiques disponibles. Comme nous l’avons vu, les solutions technologiques – des énergies renouvelables au nucléaire, en passant par l’hydrogène, les biocarburants, et les technologies de captation du carbone – sont en place ou en cours de développement. La transition repose aussi sur des investissements massifs et leur rentabilisation à long terme. La capacité à sécuriser ces financements est cruciale pour accélérer le déploiement des infrastructures et favoriser l’innovation.

Mais il est tout aussi important de reconnaître les limites de cette analyse : nous nous sommes concentrés sur les aspects techniques et économiques, laissant de côté les dimensions sociales, politiques et géographiques. Pourtant, ce sont précisément ces dimensions qui pourraient déterminer l’issue de la transition énergétique.

• Gouvernance : La transition énergétique exige une vision politique stable et cohérente. Les gouvernements doivent instaurer des cadres réglementaires et des politiques incitatives à long terme, indépendants des cycles électoraux, pour garantir une continuité dans les investissements et les actions climatiques.
• Mobilisation citoyenne : L’adhésion de la population est essentielle. La transition énergétique affectera les modes de vie, créera de nouvelles opportunités d’emploi, mais suscitera aussi des résistances. Sensibiliser, inclure et soutenir les citoyens dans ce processus est fondamental pour éviter des fractures sociales.
• Équité géographique et sociale : Tous les pays ne partent pas du même point, et tous les citoyens ne seront pas touchés de la même manière. Réduire les inégalités entre régions, soutenir les économies les plus vulnérables, et proposer des solutions adaptées à chaque contexte local sont des priorités pour éviter un déséquilibre global.
• Investissements et rentabilité : Les fonds nécessaires pour cette transition sont colossaux, mais leur rentabilisation à long terme repose sur la création de marchés durables, l’innovation technologique et une collaboration internationale efficace.

Si la transition énergétique échoue, ce ne sera probablement pas en raison de limitations technologiques ou d’un manque de ressources économiques, mais plutôt à cause d’une gouvernance inefficace, d’un déficit de coordination mondiale ou d’une absence d’adhésion citoyenne.

En conclusion, la neutralité carbone est plus qu’un objectif technique : c’est un défi humain, politique et global. Elle teste notre capacité à collaborer, à innover, et à agir de manière solidaire. Elle représente une opportunité unique de repenser nos modes de vie, d’atténuer les inégalités et de bâtir un avenir durable. Ce défi nous impose d’agir immédiatement, avec ambition et détermination, car chaque action d’aujourd’hui détermine le monde que nous léguerons demain.

Source:

https://www.connaissancedesenergies.org/2023-annee-de-tous-les-records-et-ce-nest-globalement-pas-une-bonne-nouvelle-241104

https://ourworldindata.org/energy-production-consumption

https://iea.blob.core.windows.net/assets/9a698da4-4002-4e53-8ef3-631d8971bf84/NetZeroRoadmap_AGlobalPathwaytoKeepthe1.5CGoalinReach-2023Update.pdf

https://www.sfen.org/rgn/net-zero-laie-accroit-la-place-du-nucleaire-dans-latteinte-des-objectifs-climatiques/

IAE global hydrogene review 2023

https://iea.blob.core.windows.net/assets/deebef5d-0c34-4539-9d0c-10b13d840027/NetZeroby2050-ARoadmapfortheGlobalEnergySector_CORR.pdf

Les dossier de science et avenir: Quelle energies pour demain?

https://www.iea.org/reports/renewables-2023/transport-biofuels