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Richard Heinberg : Pic Charbonnier Et Black Out

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  • Richard Heinberg : Pic Charbonnier Et Black Out

    Richard Heinberg est un personnage important dans le monde de ceux qui s’intéressent au pic énergétique et à ces conséquences, et un des rares, avec James Kunstler, dont les écrits aient été, au moins partiellement traduits en français. Membre du Post Carbon Institute, il est l’auteur de Party’s Over : Oil, War, and the Fate of Industrial Societies (disponible en français sous le titre Pétrole : la fête est finie), Powerdown : Options and Actions for a Post-Carbon World, The Oil Depletion Protocol : A Plan to Avert Oil Wars, Terrorism and Economic Collapse et Peak Everything : Waking Up to the Century of Declines. Il a, dans ces ouvrages, longuement étudié et décrit le pic pétrolier et ce qu’il signifie pour l’avenir de nos sociétés. Son dernier livre, Blackout, Coal, Climate and the Last Energy Crisis, consacré au charbon, a donc suscité un intérêt certain, et ce d’autant plus qu’il soulève un problème qui n’avait été évoqué que dans des rapports relativement confidentiels : l’épuisement prochain des réserves de charbon.

    Richard Heinberg fait d’abord remarquer que la production de charbon dans une région donnée suit la même courbe que la production de pétrole. Elle aussi commence par augmenter, atteint un maximum, puis décline inexorablement au fur et à mesure que les gisements s’épuisent. Cette évolution est nettement moins visible, cependant, car il existe de nombreuses formes de charbons, d’une valeur énergétique extrêmement variée. La meilleure, et celle qui est exploitée, et donc épuisée en premier, est l’anthracite. Ensuite viennent diverses qualités de houille, puis la lignite et enfin la tourbe que quasiment plus personne n’exploite à des fins énergétique. Or plus la qualité d’un charbon est faible moins il produit d’énergie au kilogramme, à ce point qu’il est dépourvu d’intérêt de transporter la lignite sur de longues distances, car l’énergie nécessaire pour ce faire excède rapidement celle que produirait la dite lignite. Or les chiffres officiels ignorent généralement ces distinctions ou les présentent d’une manière exagérément simplifié, ce qui donne une fausse impression d’abondance.

    Par ailleurs les estimations de réserve se révèlent très souvent de mauvaise qualité. Elles n’ont souvent pas été mises à jour depuis des décennies et lorsqu’elles le sont, cela se traduit le plus souvent par de considérables révision à la baisse. C’est notamment ce qui s’est passé en Allemagne ou en Pologne, dont les réserve, autrefois conséquentes, ont été réduite à presque rien dés qu’on s’est avisé de les regarder d’un peu prés.

    Pour réaliser son étude, Heinberg se base sur quatre travaux récents :

    "Coal : Ressources and Future Production" par l’Energy Watch Group, un think-tank écologiste basé en Allemagne et soutenu par la fondation Ludwig-Bölkow

    "A Supply-Driven Forecast for the Future Global Coal Production", par l’Uppsala Hydrocarbon Depletion Study Group

    "The Future of Coal" préparé pour l’European Commission Joint Research Centre

    "Hubbert Linearization and Curve-fitting" par David Rutledge, Jean Laherrère et al.

    Le charbon aux Etats-Unis

    Les Etats-Unis sont le second producteur mondial avec plus d’un milliard de tonnes par an. Ils ont également les réserves les plus importantes avec 240 milliards de tonnes, soit l’équivalent théorique de 250 ans de productions. Ces chiffres sont trompeurs cependant car la qualité de ce charbon est très inégal et si la production américaine continue à augmenter en volume, elle décroît en valeur énergétique.

    52% du charbon de haute qualité est produit en Pennsylvanie, dans le Kentucky ou en Virginie Occidentale, or la production y stagne ou décroît. L’anthracite de Pennsylvanie est presque épuisé et la production de Virginie Occidentale va bientôt entamer son déclin.

    Les réserves américaine se situent donc principalement dans le Wyoming, le Montana et l’Illinois, mais elles sont constituées de charbons riches en souffre (en Illinois) ou de mauvaise, voire même de très mauvaises qualité et dont l’exploitation poseraient de sérieux problèmes environnementaux. A cela s’ajoutent des difficultés de transport dans un pays où le réseau ferroviaire est en mauvais état.

    De fait, la capacité des Etats-Unis à alimenter leur économie en charbon dépend principalement de leur capacité à exploiter les réserves du Wyoming, de mauvaise qualité, rappelons-le. Le pic de production se situerait entre 2025 et 2040 – 2060 dans le scénario le plus optimiste.

    Le Charbon en Chine

    La Chine est le premier producteur mondial de charbon avec environ 40% de la production mondiale. Celui-ci fournit 70% de son énergie et 80% de son électricité. Ses réserves étaient estimées à 200 milliards de tonnes en 1930 mais ont été révisés plusieurs fois à la baisse pour atteindre 114.5 milliards de tonnes en 1992. Ce chiffre est resté officiellement stable malgré une production annuelle de plus d’un milliard de tonne avant d’être révisée, toujours officiellement, à la hausse pour atteindre 186.6 milliards de tonnes en 2002. Cette révision n’a cependant pas été validées par les autres acteurs du marché.

    L’industrie du charbon souffre en Chine d’une faible productivité. Un grand nombre des quelques 25.000 mines que comptent le pays sont privées et possédées par des petites entreprises, ou même exploitées de manière clandestine. Cela se traduit par des conditions de travail désastreuses mais aussi par des difficultés d’approvisionnement qui conduisent régulièrement à des coupures d’électricité. Des pénuries, également régulières, de carburant, entraînent des irrégularités dans la production. De grandes quantités de charbons sont, par ailleurs, perdues lors de feux de mine qui dégagent autant de CO² que l’ensemble du par automobile des Etats-Unis.

    La majorité des ressources charbonnières chinoises se trouvent dans le nord et le nord-est du pays et leur extraction est extrêmement rapide par rapport aux réserves officielles, ce qui suggère un pic de production relativement précoce suivi d’un déclin rapide. Les estimations varient selon les auteurs entre 2015 et 2032, et cela dans un contexte où la Chine est contrainte par son expansion économique d’importer des quantités toujours croissantes de charbon.
    The truth is incontrovertible, malice may attack it, ignorance may deride it, but in the end; there it is.” Winston Churchill

  • #2
    Le charbon en Russie

    La Russie produit environ 350 millions de tonnes par an, ce qui est insuffisant pour satisfaire ses besoins et l’oblige à importer des quantités croissantes de charbon. Le charbon fournit environ 30% des besoins du pays en électricité et est principalement produit dans des bassins anciens du Donetsk et de l’Oural. Le gros des réserves, estimées à environ 157 milliards de tonnes, se trouve en Sibérie. Il s’agit, cependant de charbon de mauvaise qualité, dont une grande partie de lignite, et difficilement exploitable du fait du manque d’infrastructures.

    La mauvaise qualité des données relatives aux réserves russe, et les difficultés d’exploitation d’une grande partie d’entre elles, rendent difficile de prédire la production future du pays. Il semble qu’elle repose sur la mise en exploitation des gisements sibériens, de médiocre qualité et situés loin des centres urbains. Une exploitation efficiente supposerait d’améliorer notablement un réseau ferroviaire en mauvais état ou de construire des centrales sur place, ce qui implique des investissement lourds. La mauvaise qualité du charbon sibérien signifie également qu’il dégagera beaucoup de CO² et que le coût d’éventuelles opérations de séquestrations pourraient rendre son exploitation non-rentable.

    Le Charbon en Inde

    Les besoins de l’Inde en charbon augmentent constamment et ont atteint 460 millions de tonnes par an en 2005 et 68% des émissions de CO² du pays viennent du charbon. L’Inde est, par ailleurs, confrontée depuis 2008 à des pénuries de charbon liés principalement à des problèmes d’infrastructures. Ces pénuries ont aboutit, dans certaines régions, à des réductions, parfois drastiques de la fourniture en électricité.

    Les réserves indiennes, situées pour l’essentiel dans l’est du pays. Elles ont été révisés à la hausse récement, passant de 12.6 milliards de tonnes à 90 milliards de tonnes en 2005. Elles ont été ramenées à 56 milliards de tonnes en 2007. Les réserves indiennes sont de médiocre qualité et contiennent une grande quantité de cendre, ce qui les rend impossibles à exporter et engendre une importante pollution.

    Même si théoriquement l’Inde a 200 ans de réserves devant elle, le caractère incertain des chiffres officiels, le manque d’infrastructures et la faible productivité des mines rendent leur exploitation délicate au mieux. Par ailleurs la plupart des réserves indiennes se trouvent à grande profondeur et sont donc peu accessibles.

    Même si l’Inde restera fortement dépendante du charbon dans un avenir immédiat, sa capacité à s’approvisionner est incertaine et la hausse prévisible des prix du charbon laisse présager des troubles sociaux d’autant plus grave que l’autre grande ressource énergétique du pays – l’énergie hydraulique – est menacée par le changement climatique.

    Le charbon en Australie

    L’Australie a exporté 233 millions de tonnes de charbon en 2006 sur une production globale de 309 millions de tonnes, principalement en direction de l’Asie. Environ 80% de l’électricité produite en Australie et 40% de son énergie vient du charbon et le pays a le plus haut taux d’émissions de CO² par habitant au monde.

    La plus grande partie des réserves australiennes se trouvent sur la côte orientale du pays. Elles sont évaluées à 86.5 milliards de tonnes et devraient suffire aux besoins du pays dans un avenir prévisible. Il n’est pas certain qu’elle puisse satisfaire les besoins croissants d’économies asiatiques déjà largement importatrices.

    Le charbon en Afrique du Sud

    L’Afrique du Sud exporte environ 80% de sa production en direction de l’Europe. Elle produisait 244 millions de tonnes par an en 2006 avec des réserves évaluées à 48.75 milliards de tonnes. Une grande partie des mines en activité sont cependant déclinante et les réserves restantes, quoique théoriquement abondantes, sont de moindre qualité. Elles sont, par ailleurs situées loin des terminaux d’exportation. Leur exploitation sera donc coûteuse, tant en énergie qu’en argent et en temps. A cela s’ajoute l’épidémie de SIDA qui rend plus difficile le recrutement des mineurs et diminue leur productivité.

    La baisse de la qualité du charbon extrait engendre des quantités toujours plus grande de déchets et la nécessité d’exploiter des champs de taille toujours plus petite nuit à la productivité, ce qui laisse supposer que la production Sud-Africaine sera au mieux incertaine dans un avenir relativement proche.

    Le charbon en Europe

    L’Europe a longtemps été le premier producteur mondial de charbon et a en grande partie fondé sa réussite sur cette source d’énergie. Ses réserves sont cependant largement épuisée et sa production marginale sauf pour ce qui concerne la lignite allemande, de très mauvaise qualité et qui ne peut être exploitée que sur place. Même dans ce domaine, les réserves ont été régulièrement revues à la baisse, passant pour l’Allemagne de 55 milliards de tonne en 1990 à 6.6 milliards de tonne en 2002.

    Ce qui reste de la production européenne ne peut que diminuer au cours des décennies à venir.

    Les nouvelles technologies

    Un certain nombre de nouvelles technologies sont actuellement à l’étude et pourraient permettre ou bien de mettre en exploitation des gisements marginaux ou bien de mieux utiliser le charbon ou de limiter les émissions de CO². Leur mise en application est cependant sévèrement limitées par des difficultés techniques ou économiques.

    L’Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) consiste à gazéifier le charbon pour obtenir un mélange d’oxyde de carbone et d’hydrogène qui est ensuite brûlé dans une centrale pour produire de l’énergie. L’efficacité énergétique est très supérieure à celle d’une centrale classique et la production de CO² notablement inférieure. Sa séquestration est également facilitée. Les premières centrales IGCC devraient être mise en ligne entre 2012 et 2020 aux Etats-Unis.

    Leur coût est cependant très supérieur à celui d’une centrale classique – 3.600 $ par kilowatt de capacité contre 1.290 $ pour une centrale classique si on prend comme base la centrale de Mesaba dans le Minnesota. Dans un contexte de crise chronique engendrée par la stagnation ou le déclin de la production pétrolière, c’est un obstacle majeur.

    Coal to Liquid (CTL) : il s’agit de l’essence synthétique produite par l’Allemagne Nazie pendant la guerre et par le régime de l’apartheid. Qu’il n’ait été utilisé que par des régimes qui ne pouvaient s’approvisionner normalement en pétrole implique que son efficacité économique et énergétique est limitée. Il ne serait rentable que pour un prix du pétrole entre 6$7 et 82$ Par ailleurs les usines sont coûteuses : au minimum 25.000$ par baril de capacité selon une étude de 2005, 120.000$ par baril de capacité si on prend comme référence les projets en cours. Ces coûts, dans une économie dépendantes des carburants fossiles sont en partie fonction de ceux du pétrole, ce qui aboutit à un cercle vicieux.

    Le procédé est surtout intéressant pour les avions, ou si les véhicules électriques se révèlent une illusion. Son coût reste cependant très élevé dans un contexte de crise durable. Il émet, par ailleurs, de grandes quantités de CO².
    The truth is incontrovertible, malice may attack it, ignorance may deride it, but in the end; there it is.” Winston Churchill

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    • #3
      Underground Coal Gasification (UGC) : ce procédé consiste à gazéifier sous terre des charbons qui seraient autrement difficiles à exploiter et à brûler le gaz ainsi obtenu pour produire de l’électricité. Le procédé est ancien et est utilisé, de manière limitée, en Ouzbékistan. Il ne fonctionne bien, cependant, que pour des gisements avec des caractéristiques de profondeur et d’épaisseur très particulières et dans des zones sans eaux souterraines. Dans la pratique son impact sur la production risque d’être faible.

      Carbon capture et storage (CCS) : il s’agit là de capturer le CO² produit par la combustion du charbon et de le stocker de manière définitive dans un réservoir géologiquement stable. Cela suppose la construction d’un vaste réseau de pipelines pour transporter le CO² ainsi capturé jusqu’aux lieux de stockage et surtout de trouver les dits lieux de stockage. Diverses possibilités sont envisagées – stockage souterrain, sous-marin ou minérale – toutes poses de grandes difficultés. Par ailleurs d’éventuelles fuites seraient potentiellement dangereuses pour les populations.

      De plus, le volume de CO² produit chaque année est de 28.2 milliards de tonnes, dont 11.4 vient du charbon. Même liquéfié et sous pression, ce CO² occuperait 10.9 kilomètre cube. A titre de comparaison, les opérations de mine, tous minerais confondus, déplacent environ 12 kilomètre cube de terre par an, ce qui donne une idée de l’ampleur du problème posé par la séquestration du CO². Ce problème n’est pas insurmontable en théorie mais il se traduirait par une augmentation très conséquente du coût de l’énergie et ce dans un contexte de crise.

      Trois scénarios

      Heinberg conclut que le charbon est suffisamment abondant pour avoir un impact conséquent sur le climat mais ne l’est pas assez pour remplacer durablement les autres énergies fossiles une fois qu’elles auront commencé à décliner. Dans ce contexte il envisage trois scénarios tout en étant conscient que la réalité sera plus complexe et différenciée.

      Business as usual

      Dans ce scénario, nous exploitons nous ressource aux maximum, sans prendre aucune mesure autre que symbolique pour compenser leur déclin et lutter contre l’effet de serre. Cherchant à maximiser la croissance nous brûlons des quantités toujours plus grandes de charbon en espérant dégager suffisamment de ressources pour financer une future transition.

      Après 30 ans les énergies renouvelables représentent 5% de l’énergie mondiale, la part du nucléaire aura quadruplé après entre 3 et 9 trillons de dollars d’investissement. Il fournira alors 12% de l’énergie mondiale. Au fur et à mesure que le pétrole deviendra plus rare et plus cher, il sera remplacé par des dérivés du charbon. Les véhicules électriques deviendront plus nombreux, augmentant la demande d’électricité, et donc de charbon.

      Le marché du charbon deviendra plus intégré et le charbon lui-même plus cher du fait de la hausse des coûts de transports et d’une demande croissante Les mêmes coûts de transports engendreront une relocalisation de l’industrie au profit des pays développés.

      Des pénuries de charbon provoqueront de graves problèmes économiques en Chine et en Inde mais les industries occidentales connaîtront une prospérité relative... pour un temps.

      Après 2020 la stagnation puis le déclin de la production de charbon, combinée avec le déclin accélérée de la production de gaz et de pétrole touchera les économies occidentales, accélérant la transition vers les technologies de gazéification et de liquéfaction du charbon. Toutes les voitures seront alors électriques et les avions fonctionneront à l’essence synthétique. Le trafic sera cependant très réduit du fait de pénuries chroniques. Les coupures de courant deviendront de plus en plus fréquentes même dans les pays développés du fait des pénuries et du manque de moyens pour entretenir les infrastructures.

      Le niveau de vie baissera alors de manière dramatique tandis que les équipement publics se délabreront faute d’entretien. Entre 2030 et 2040, le commerce du charbon cessera presque totalement et la production de pétrole sera devenue marginale et essentiellement consommée sur place. Les investissements dans les énergies renouvelables seront devenus impossibles, faute de moyens. Les infrastructures mal ou pas du tout entretenues s’effondreront tandis que le manque de carburant bloquera les communication. Les coupures d’électricités deviendront la norme et l’activité industrielle disparaîtra progressivement. Seules les nations disposant de ressources fossiles ou d’une solide agriculture de subsistance pourront survivre. Partout ailleurs, l’ordre social disparaîtra et les gouvernements cesseront de fonctionner.

      La solution propre

      Ce scénario est identique au précédent sauf que les gouvernements s’entendent pour lutter efficacement contre l’effet de serre en investissant massivement dans la séquestration du CO² et les centrales IGCC.

      Le coût de ces investissements empêche le développement du nucléaire, dont l’importance ne fait que doubler, et des énergies renouvelables. Le prix de l’électricité augmente beaucoup plus rapidement que dans le premier scénario mais l’évolution générale est la même, l’épuisement des ressources fossiles se poursuivant au même rythme.

      Le coût de la lutte contre l’effet de serre associé aux effets du pic pétrolier engendre une longue stagnation économique. La Chine, qui souffre également des pénuries énergétiques chroniques est particulièrement touchée, de même que l’Inde.

      Les centrales IGCC et les technologies de séquestration commencent à fonctionner vers 2020 et la production de charbon, qui avait décliné, recommence à augmenter. Le coût de la séquestration est tel que l’énergie nette disponible pour la société continue à diminuer. Les transports deviennent problématiques car le pétrole est de plus en plus rare et les capacités de production d’essence synthétiques restent limitées.

      Les difficultés énergétiques de la société s’aggravent, le charbon n’arrivant pas à prendre le relais du pétrole avant son propre pic. Quand l’infrastructure du charbon propre est finalement opérationnelle, la production entre en déclin. Les pénuries se généralisent et la quantité d’énergie nette disponible pour la société ne cesse de baisser. Il est alors trop tard pour investir massivement dans les énergies renouvelables. Les coupures d’électricités deviennent la norme et l’activité industrielle disparaît progressivement. Seules les nations disposant de ressources fossiles ou d’une solide agriculture de subsistance peuvent survivre. Partout ailleurs, l’ordre social disparaît et les gouvernements cessent de fonctionner.

      La transition

      Dans ce scénario, la planète entière se mobilise pour faire face à l’épuisement des ressources. Les différents gouvernements planifient un abandon progressif des ressources fossiles et de la croissance économique. Ceci implique non seulement une réduction forcée de notre consommation d’énergie mais aussi un retour à une organisation sociale plus adaptée à nos nouvelles ressources. Nos capacités d’investissement sont orientés vers des activités de production plus élémentaires, ce qui, dans certains pays peut signifier un retour à l’agriculture de subsistance et l’inversion de l’urbanisation. Le système de production et de distribution de l’électricité est décentralisé et de plus en plus largement alimentés par des ressources locales et renouvelables. L’électricité est rationnée pendant la phase de transition, de même que l’acier qui doit être utilisé principalement pour construire des voie ferrés plutôt que des bâtiments ou des automobiles. L’essence est réservées aux transports publics et les voyages aériens sévèrement limités.

      L’énergie nucléaire est abandonnée sur une durée de 30 ans, les réserves d’uranium s’épuisant rapidement. Les jeunes sont incités à se diriger vers l’agriculture organique tandis que l’agriculture industrielle est découragée.

      Cette politique se traduira au départ par une grave crise économique mondiale et un fort taux de chômage qui devra être compensé par une forte solidarité locale. Les gouvernements investissant 10% du PIB dans les énergies renouvelables, il restera peu de ressources pour le reste et le secteur financier se contractera sévèrement. De nombreuses industries disparaîtront. Dans l’ensemble l’économie subira une réorientation similaire à celle qu’a connu l’économie américaine pendant la Seconde Guerre Mondiale.

      Après 2020, cependant, ces investissement commenceront à payer et une société plus locale, largement rurale commencera à voir le jour. La population mondiale se stabilisera puis déclinera mais sans s’effondrer. Le réseau de transport sera structuré autour des lignes maritimes et des voies ferrées et le commerce international concernera principalement les matières premières. L’agriculture aura été réorganisée sur une base locale et l’économie mondiale atteindra une nouvelle zone de stabilité strictement encadrée par les limites naturelles

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