L’équation de Kaya par Jean-Marc Jancovici

CO2 = [ CO2 / TEP ] X [ TEP / PIB ] X [ PIB / POP(active) ] X [ POP(active) ]

C’est une équation attribuée au professeur japonais dénommé Kaya, chercheur connu pour les questions de politique énergétique, ayant des points communs troublants avec son homologue français Jean-Marc Jancovici…

Cette équation part du principe que l’on peut toujours multiplier ou diviser par un même nombre chaque coté d’une égalité.

Appelons CO2 les émissions mondiales de gaz carbonique, le principal gaz à effet de serre d’origine humaine. Nous pouvons écrire qu’elles sont égales à elles-mêmes :

CO2 = CO2

* Définition : Tonne équivalent pétrole – TEP
La TEP (tonne d’équivalent pétrole) permet de mesurer l’énergie calorifique d’une tonne de pétrole « moyen ». Elle est souvent employée dans les bilans énergétiques : ktep (103 tep), Mtep (106 tep). La TEP sert à quantifier la quantité d’énergie transformée.
Connaissance des énergies

il est possible de multiplier et diviser un des côtés de l’équation par n’importe quoi de non nul. Nous pouvons donc poser :

CO2 = [ CO2 / TEP ] X [ TEP ]

Émission de Gaz à effet de serre = Contenu de gaz à effet de serre de l’énergie X Quantité d’énergie transformée.

Les émissions de gaz à effet de serre dépendent de la répartition des diverses sources énergétiques. Actuellement l’essentiel de nos transformations d’énergie émet du CO2. Par conséquent, la seule manière de diminuer le « contenu de gaz à effet de serre de l’énergie » serait de se passer des énergies fossiles et de faire croître la part des énergies « sans carbone » (renouvelables et … nucléaire) dans le mix..

 

 

 

 

* Défintion : Produit Intérieur Brut – PIB
Le PIB (produit intérieur brut) est un indicateur économique qui permet de mesurer la production économique intérieure réalisée par un pays. Le PIB qui est aussi la somme des revenus pour les agents économiques d’un pays, et donc au final ce qui permet de payer tous les gens (qui travaillent ou non.

Le journal du net

* Définition : Intensité énergétique de l’économie
L’intensité énergétique de l’économie est la quantité d’énergie qu’il faut utiliser pour produire une unité monétaire ($ ou €..) de biens ou services. Elle est calculée en divisant l’énergie (en TEP) par le PIB (TEP / PIB).

Jean-Marc Jancovici

Répétons l’exercice avec le PIB :

CO2 = [ CO2 / TEP ] X [ TEP / PIB ] X [ PIB ]

Émission de Gaz à effet de serre = Contenu de gaz à effet de serre de l’énergie X intensité énergétique de l’économie X Produit intérieur brut

L’intensité énergétique décroît depuis le début de l’ère industrielle. Selon Jean-Marc Jancovici, pour produire 1 €uro de PIB en France en 2000 il fallait utiliser 35 % d’énergie en moins qu’en 1970. Il semblerait que si l’intensité énergétique baisse c’est parce que le PIB augmente plus vite que le TEP qui augmente aussi.

 

 

 

 

* Définition : Démographie – POP
Étude des populations humaines, de leur état, de leur mouvement ainsi que des facteurs (biologiques, socioculturels, etc.) agissant sur ces caractéristiques.

Larousse

CO2 = [ CO2 / TEP ] X [ TEP / PIB ] X [ PIB / POP(active) ] X [ POP(active) ]

Émission de Gaz à effet de serre = Contenu de gaz à effet de serre de l’énergie X intensité énergétique de l’économie X Production par personne X Population

Il est établi que pour cesser d’enrichir l’atmosphère en gaz carbonique et respecter les engagements tenus lors des conférences sur le climat il faut diviser les émissions mondiales par 3 au moins d’ici 2050. Le terme de gauche de l’équation diminuera à cause de l’épuisement des ressources en énergies fossiles, c’est inéluctable. La question est de choisir parmi les éléments à droite de l’équation ce que nous devons diminuer volontairement pour atteindre l’objectif « CO2 / 3 ».

Diviser par 3 la population mondiale ?

Au rythme actuel la population sera multipliée par 1,3 d’ici 40 ans soit 9 milliards de personnes environ si aucune catastrophe planétaire intervient d’ici là.

Si on multiplie POP par 1,3 , il faut pouvoir diviser les autres arguments de la partie droite de l’équation par 4 !

Diviser par 4 la production par personne ?

Cette proposition équivaut à une réduction générale du pouvoir d’achat et ce n’est pas très « vendeur » auprès d’un électorat même si une répartition plus équitable des richesses pourrait en atténuer les effets dans le cadre d’un programme de transition. Une croissance de 2 % du PIB par an pendant 40 ans fait multiplier sa valeur par 2,2 [1].

Si nous voulons conserver notre niveau de vie actuel, Il faut donc diviser par 9 ces deux arguments de l’équation :

[ CO2 / TEP ] X [ TEP / PIB ]

Soit : Contenu de gaz à effet de serre de l’énergie X Intensité énergétique de l’économie.

Diviser l’intensité énergétique par 9 en 40 ans ?

(coefficient 10 utilisé pour simplifier le calcul)
L’intensité énergétique a baissé de 30 % durant les 35 dernières années. A ce rythme on peut espérer une réduction de 35 % en 40 ans. Admettons que d’ici 2050 l’intensité énergétique atteigne un niveau 50 % inférieur à celui d’aujourd’hui (on divise par 2 l’argument TEP/PIB), il faudrait alors diviser par 4 ou 5 le « contenu en gaz à effet de serre de l’énergie » (CO2/TEP) alors que ce « contenu en gaz à effet de serre de l’énergie » n’a diminué que de 10 % sur les 40 dernières années.

La quantité d’énergie transformée étant égale à l’intensité énergétique de l’économie X la production par personne X la population, l’approvisionnement énergétique devra être multiplié par 1,5.
L’approvisionnement en provenance des ressources fossiles doit baisser de 2,7 % par an jusqu’en 2050 en même temps que l’approvisionnement en provenance des renouvelables et du nucléaire doit augmenter de 5 % par an pour être multiplié par 7 en 40 ans. Voir les critiques de J./M. Jancovici sur la substitution 100% énergies renouvelablesdes énergies fossiles + nucléaires.

Multiplier la contribution du nucléaire et des renouvelables par 7 en 40 ans ?

• Une énergie du bois multipliée par 7 doit fournir 8 milliards de TEP par an sans déforestation soit 33 millions de Km2 dédiés à la production bois-énergie, soit 20 % des terres émergées.
• Une énergie hydroélectrique multipliée par 7 semble peu envisageable, en particulier en Europe.
• Une énergie éolienne arrivant à produire 22 milliards de TEP par an nécessiterait une augmentation du parc éolien de 14 % par an sur 40 ans. Si l’éolien maintient son taux de croissance actuel et si les combustibles fossiles voient leur contribution divisée par 4, le pourcentage de l’éolien augmentera mais un taux de croissance du PIB de 2 % ne pourra pas être obtenu.
• Une énergie nucléaire multipliée par 7 demande de disposer dans 40 ans de 3000 réacteurs de 1000 MW en service soit l’équivalent du nombre actuel de centrales à charbon. Cela nécessiterait un peu plus de 10000 milliards de dollars d’investissements et le déploiement rapide de la surgénération.

 

 

 

 

Pour aller plus loin: Quel lien direct entre le PIB et l’énergie ? par Gaël Giraud

 Pour une étude critique de l’équation de Kaya: Des dangers de l’équation de Kaya / IPAT