Ressources et consommation énergétiques mondiales

préoccupation sur l'avenir de l'énergie
(Redirigé depuis Consommation d'énergie)

Les réserves mondiales prouvées d'énergie fossile pouvaient être estimées en 2020, selon l'Agence fédérale allemande pour les sciences de la Terre et les matières premières, à 40 517 exajoules, dont 55 % de charbon, 25 % de pétrole et 19 % de gaz naturel. Ces réserves assurent 83 ans de production au rythme actuel ; cette durée est très variable selon le type d'énergie : 56 ans pour le pétrole, 54 ans pour le gaz naturel, 139 ans pour le charbon. Pour l'uranium, avec les techniques actuelles, elle serait de 90 à 130 ans selon les estimations, et sa durée d'utilisation pourrait se compter en siècles en ayant recours à la surgénération. À plus long terme, la fusion nucléaire pourrait apporter des ressources encore plus élevées. Le potentiel de l'énergie solaire est également quasi illimité.

La production mondiale d'énergie commercialisée était en 2022, selon l'Energy Institute, de 604 EJ, en progression de 14,4 % depuis 2012. Elle se répartissait en 31,6 % de pétrole, 26,7 % de charbon, 23,5 % de gaz naturel, 4,0 % de nucléaire et 14,2 % d'énergies renouvelables (EnR) (dont hydroélectricité : 6,7 % ; éolien, solaire, biomasse, géothermie, biocarburants : 7,5 %). Dans la production électrique mondiale, le charbon reste largement dominant.

Depuis la révolution industrielle, la consommation d'énergie ne cesse d'augmenter. La consommation finale énergétique mondiale progresse de 118 % entre 1973 et 2021 ; elle s'élève en 2021, selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE), à 422 EJ, dont 20,6 % sous forme d'électricité ; depuis 1990, elle progresse un peu plus vite que la population, mais sa répartition par source d'énergie n'a guère évolué : la part des énergies fossiles recule de 1,9 points, mais leur domination reste massive : 80,7 % ; la part des EnR passe de 15,0 % en 1990 à 17,0 % en 2021, car le recul de la part de la biomasse compense en partie la progression des autres EnR. La répartition par secteur de cette consommation est : industrie 30 %, transports 27 %, résidentiel 22 %, tertiaire 8 %, agriculture et pêche 2 %, usages non énergétiques (chimie, etc.) 10 %. La part de l'électricité dans la consommation finale d'énergie progresse rapidement : 13,3 % en 1990, passée à 20,6 % en 2021 ; cette progression est la plus rapide dans les pays émergents.

Au niveau mondial, les émissions de dioxyde de carbone (CO2) dues à l'énergie en 2021 sont estimées par l'AIE à 34,2 Gt, en progression de 139 % depuis 1973, dont 44,4 % produites par le charbon, 32 % par le pétrole et 22 % par le gaz naturel ; par secteur en 2021, 38 % sont issues de l'industrie, 23 % du transport, 17 % du secteur résidentiel et 9 % du secteur tertiaire. Les émissions de CO2 par habitant en 2021 sont estimées à 4,26 t dans le monde, 13,76 t aux États-Unis, 7,50 t en Allemagne, 4,28 t en France, 7,52 t en Chine, 1,62 t en Inde et 0,88 t en Afrique. Selon l'Energy Institute, les émissions mondiales de CO2 liées à l'énergie ont progressé de 1 % de 2019 à 2022.

Dans le cadre de la convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques, tous les pays se sont engagés à maintenir la hausse des températures en deçà de +°C par rapport à l'ère préindustrielle. Pour aboutir à ce résultat, il faut globalement s'abstenir d'extraire un tiers des réserves de pétrole, la moitié des réserves de gaz et plus de 80 % du charbon disponibles dans le sous-sol mondial, d'ici à 2050. Selon l'AIE, les engagements individuels des pays à la conférence de Paris de 2015 sur les changements climatiques (COP21) sont largement insuffisants : ils ne feraient que ralentir la progression des émissions de CO2 et mèneraient à une hausse des températures de +2,7 °C en 2100.

Notes de méthode

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Unités de mesure

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L'unité de mesure de l'énergie est le joule ; dérivée du Système international d'unités (SI), cette unité correspond au travail d'une force d'un Newton sur un mètre.

Par la force de l'habitude, nombre de statisticiens continuent à utiliser la tonne d'équivalent pétrole (tep) et plus souvent son multiple, le million de tonnes d'équivalent pétrole (Mtep), le pétrole étant la source d'énergie la plus utilisée dans le monde. Cependant beaucoup (surtout dans les pays d'Europe du Nord) prennent l'habitude d'utiliser des multiples de l'unité officielle et il n'est pas rare de trouver des péta voire des exa-joules (péta et exa sont des préfixes du Système international d'unités) pour mesurer l'énergie produite à l'échelle de pays ou du monde[n 1]. L'Agence internationale de l'énergie a basculé ses statistiques des tep aux joules en 2021. Les tep ne sont dès lors presque plus utilisées.

Chaque type d'énergie possède son unité de mesure privilégiée et l'on utilise pour les agréger ou les comparer les unités de base que sont le joule et la mégatonne équivalent pétrole (Mtep), parfois le kilowatt-heure (kWh), toute énergie primaire étant assez souvent convertie en électricité. Les unités particulières à chaque énergie sont :

La calorie (cal), qui ne fait pas partie du SI, est encore utilisée dans le domaine de la thermique du bâtiment comme unité de chaleur.

Conversions entre unités

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Dans le domaine des ressources et consommation énergétiques mondiales, les unités énergétiques sont souvent préfixées pour indiquer des multiples :

Quelques coefficients de conversion entre familles d'unités :

  • 1 tonne d'équivalent pétrole (tep) = 41,868 GJ, certaines organisations utilisant la valeur arrondie (par convention) à 42 GJ ;
  • 1 tonne équivalent charbon (tec) = 29,307 GJ ;
  • 1 kilowatt-heure (kWh) = 3,6 MJ ;
  • 1 British thermal unit (btu) = 1 054 à 1 060 J ;
  • 1 calorie (cal) = 4,185 5 J ;
  • 1 tep = 11 628 kWh ;
  • 1 tep = 1,428 6 tec ;
  • 1 tep = 1 000 m3 de gaz (équivalence conventionnelle du point de vue énergétique) ;
  • 1 tep = 7,33 barils de pétrole (équivalence conventionnelle du point de vue énergétique) ;
  • 1 mégawatt-heure (MWh) = 0,086 tep.

De l'énergie primaire à l'énergie finale

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Les flux d'énergie, depuis l'extraction minière de combustibles fossiles ou la production d'énergie nucléaire ou renouvelable (énergie primaire), jusqu'à la consommation par l'utilisateur final (énergie finale), sont retracés par les bilans énergétiques. Les opérations de conversion et transport de l'énergie donnant toujours lieu à des pertes diverses, l'énergie finale est toujours plus faible que l'énergie primaire.

La différence peut être faible pour l'industrie pétrolière par exemple, dont le rendement est dans certains cas proche de 1 (par exemple, pour une tonne brûlée dans un moteur à combustion, on n'a eu besoin d'extraire qu'à peine plus d'une tonne d'un puits de pétrole saoudien ; ce n'est néanmoins pas le cas pour les gisements offshore profonds, les pétroles lourds, le gaz de schiste voire les bitumes canadiens dont le rendement de production peut être le facteur limitant leur exploitabilité, indépendamment du prix).

En revanche, la différence est très importante si ce carburant est converti en énergie mécanique (puis éventuellement électrique), puisque le rendement de ce processus est au maximum de l'ordre de 40 % (ex. : pour 1 tep sous forme d'électricité consommée chez soi, le producteur a brûlé 2,5 tep dans sa centrale à charbon, type de centrale actuellement le plus répandu dans le monde). Dans le cas d'une électricité produite directement (hydroélectricité, photovoltaïque, géothermique…), la conversion en énergie primaire pertinente est fonction du contexte et le coefficient de conversion utilisé doit être indiqué (voir ci-dessous) : pour comptabiliser la production d'une centrale hydroélectrique, on peut convertir directement les kilowatts-heures en tep selon l'équivalence physique en énergie 11 630 kWh = 1 tep ; mais si l'on se pose la question « combien de centrales à charbon cette centrale hydroélectrique peut-elle remplacer ? », alors il faut multiplier par 2,5.

Conversion des productions électriques

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Lorsqu'il s'agit de convertir une énergie électrique exprimée en kilowatts-heures (ou ses multiples) en énergie primaire exprimée en tep, on rencontre couramment deux méthodes :

  • la méthode théorique ou « énergie finale » : on calcule simplement le nombre de tep selon l'équivalence physique en énergie ci-dessus ;
  • la méthode de « l'équivalent à la production » ou « méthode de substitution », qui indique le nombre de tep nécessaires à la production de ces kilowatts-heures. Pour cela, on introduit un coefficient de rendement par lequel on doit multiplier le nombre de tep pour obtenir le nombre de kilowatts-heures. Par exemple, considérant un rendement de 38 %, on a 1 TWh = 106 MWh = 0,086 / 0,38 × 106 tep = 0,226 Mtep. Ainsi, on considère que 1 TWh est équivalent à 0,226 Mtep (et non 0,086 Mtep), car on considère qu'il est nécessaire de produire ou qu'il a fallu produire 0,226 Mtep pour obtenir 1 TWh.

La méthode retenue par les institutions internationales (Agence internationale de l'énergie, Eurostat…) et utilisée en France depuis 2002, est assez complexe en ce qu'elle utilise deux méthodes différentes et deux coefficients différents selon le type d'énergie primaire ayant produit l'électricité :

  • électricité produite par une centrale nucléaire : coefficient de 33 % ;
  • électricité produite par une centrale géothermique : coefficient de 10 % ;
  • toutes les autres formes d’électricité : méthode théorique, ou méthode du contenu énergétique qui revient à utiliser un coefficient de conversion de 100 %.

Par contre, l'Agence d'information sur l'énergie américaine et les statistiques de l'Energy Institute adoptent la méthode de substitution.

Le présent article utilise également cette méthode de substitution ou méthode de l'équivalent à la production avec un coefficient de 38 % pour toutes les sources d'énergie électriques. En effet nous considérons l'énergie qu'il aurait fallu dépenser dans une centrale thermique d'un rendement de 38 % pour produire cette énergie électrique. Ceci est la meilleure méthode pour comparer les différentes énergies entre elles.

Classement des énergies primaires et secondaires

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Au niveau de la production et de la consommation, les différentes formes d'énergie primaire peuvent se classer de la façon suivante :

Les énergies secondaires issues de transformations des énergies primaires constituent la majorité des formes d'énergies utilisées par les consommateurs :

Ressources énergétiques mondiales

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Le tableau suivant montre :

  • l'immensité des réserves potentielles de l'énergie solaire : selon le Conseil mondial de l'énergie, 1,08 × 1014 kW d'énergie solaire atteignent la surface terrestre. Même si seulement 0,1 % de cette énergie pouvait être convertie à un rendement de 10 %, cela représenterait déjà quatre fois la puissance installée mondiale de 3 000 GW en 2010[1] ;
  • la relative faiblesse des réserves d'uranium (énergie nucléaire) telles qu'estimées par l'Association nucléaire mondiale (ANM). Selon le cinquième rapport d'évaluation du GIEC, les ressources déjà identifiées et exploitables à des coûts inférieurs à 260 $/kgU suffisent à couvrir la demande actuelle d'uranium pour 130 ans, soit un peu plus que l'estimation de l'ANM (voir tableau infra), qui repose sur un plafond de coût d'exploitation inférieur. Les autres ressources conventionnelles, à découvrir mais dont l'existence est probable, exploitables à des coûts éventuellement supérieurs, permettraient de répondre à cette demande pour plus de 250 ans. Le retraitement et le recyclage de l'uranium et du plutonium des combustibles usés permettrait de doubler ces ressources et la technologie des réacteurs à neutrons rapides peut théoriquement multiplier par 50 ou plus le taux d'utilisation de l'uranium[2]. Le thorium est trois à quatre fois plus abondant que l'uranium dans la croûte terrestre mais les quantités exploitables sont mal connues car cette ressource n'est pas utilisée à grande échelle actuellement[2].
Réserves mondiales d'énergies 2020 et production annuelle 2022 par sources d’énergie
Type d'énergie Réserves mondiales
(en unité physique)
Réserves mondiales
(en exajoules)
Réserves mondiales
(en %)
Production annuelle
(en EJ)
Nombre d'années
de production
à ce rythme
Pétrole 245 Gt[r 1] 10 249[r 2] 25 % 191[s 1] 54
Gaz naturel 206 Tm3[r 3] 7 832[r 2] 19 % 146[s 2] 54
Charbon 1 076 Gt[N 1],[r 4],[r 5] 22 436[r 2] 55 % 161[s 1] 139
Total fossiles 40 517 100 % 489 83
Uranium[N 2],[3] 6,15 Mt 2 133[N 3],[4] 5 % 24[s 3],[N 4] 89
Thorium[N 5] 6,4 Mt[5] nd nd ns ns
Hydroélectrique[6] 21 PWh/an 75 (par an) 41[s 4] ns
Énergie éolienne[7],[N 6] 39 PWh/an 140 (par an) 7,6[s 5] ns
Solaire[N 7] 1 070 000 PWh/an 3 849 000 (par an) 4,8[s 5] ns
Biomasse[N 8],[8] 3 000 EJ/an 3000 (par an) 57,9[9] ns

Les potentiels énergétiques présentés ci-dessus ne sont pas directement comparables : pour les énergies fossiles et nucléaires, il s'agit de ressources techniquement récupérables et économiquement exploitables, alors que pour les énergies renouvelables (sauf l'hydroélectricité et une part de la biomasse), il n'existe encore aucune estimation globale des ressources économiquement exploitables : les parcs éoliens de nouvelle génération et les centrale solaires photovoltaïques de grande taille s'approchent de la compétitivité en coût d'investissement par rapport aux centrales à gaz ou au charbon mais ne peuvent encore, dans la plupart des cas, être produites que si elles sont subventionnées : selon l'ADEME (en 2017), « les soutiens publics restent nécessaires pour prolonger les baisses de coût, faciliter les investissements ou compenser les défaillances de marché »[10] ; les potentiels indiqués ici sont des potentiels théoriques basés sur des considérations uniquement techniques.

Les productions indiquées ci-dessus sont en fait des consommations estimées par l'Energy Institute ; on néglige ainsi les variations de stocks.

Pour le solaire et la biomasse, les réserves indiquées correspondent aux potentiels annuels disponibles sur toute la surface terrestre, alors que pour les autres énergies, seules les réserves prouvées et économiquement exploitables sont prises en compte. Seule une très petite part du potentiel solaire théorique peut être exploitée, car les terres cultivables resteront réservées à l'agriculture, les océans seraient difficilement exploitables, et les zones proches des pôles ne sont pas économiquement exploitables.

À plus long terme, la fusion nucléaire, actuellement au stade expérimental, pourrait théoriquement apporter des ressources beaucoup plus importantes : la quantité d'énergie produite par la réaction de fusion est environ quatre millions de fois supérieure à celle que génèrent des réactions chimiques telles que la combustion du charbon, du pétrole ou du gaz naturel ; une centrale de fusion comme celles qui pourraient être opérationnelles dans la deuxième partie du XXIe siècle ne consommerait que 250 kg de combustible chaque année, répartis à parts égales entre le deutérium et le tritium[11].

Conventions de conversion : pour les énergies qui sont transformées en électricité (uranium, hydraulique, éolien, solaire), la conversion en unité de base (EJ) est réalisée en termes équivalents à la production. Cela correspond à la quantité de pétrole qui serait nécessaire pour produire cette énergie électrique dans une centrale thermique dont le rendement est pris, ici et dans la référence à l'Energy Institute, comme égal à 40,7 %[s 6]. Pour l'uranium, la conversion des réserves en exajoules a été réalisée sur la base d'une consommation annuelle de 67,5 kt d'uranium[4] pour produire 24,1 EJ d'électricité[s 3].

Notes

  1. 756 Gt de charbon et 320 Gt de lignite.
  2. Réserves minières d'uranium prouvées. Ne tient pas compte des réserves secondaires (stocks civils et militaires, uranium appauvri…) qui comptent pour plus d'1/3 de la consommation actuelle.
  3. 67,5 kt d'uranium pour produire 24 EJ d'électricité
  4. Équivalences : 1 Twh = 3,6 PJ.
  5. Le thorium est utilisé à la place de l'uranium dans certaines centrales en Inde et est envisagé en Chine.
  6. Production éolienne annuelle sur la base d'un facteur de capacité de 22 % pour 237 GW installés en 2011.
  7. Potentiel solaire annuel théorique (Irradiation solaire totale de la Terre).
  8. Total de l'énergie solaire utilisée par photosynthèse par les plantes et autres organismes.

Réserves de pétrole

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Réserves prouvées de pétrole : 10 principaux pays
Pays Fin 2010[12]
(Gt)
Fin 2020[r 1]
(Gt)
% en 2020 Production
2020 (Mt)[r 6]
R/P
  Venezuela 31,8 47,4 19,3 % 33,6[s 7] 1449
  Arabie saoudite 34,0 39,6 16,2 % 500,7 74
  Canada 27,4 26,6 10,8 % 253,3 105
  Iran 20,4 21,7 8,8 % 142,7 152
  Irak 19,5 19,7 8,0 % 202,0 98
  Russie 10,5 14,8 6,0 % 512,8 29
  Koweït 13,8 13,8 5,6 % 130,1 106
  Émirats arabes unis 12,5 13,3 5,4 % 165,6 80
  États-Unis 4,2 8,5 3,5 % 744,7 11
  Libye 6,3 6,6 2,7 % 20,0[s 7] 329
Total mondial 216,9 245,2 100,0 % 4 163 59
Gt = milliards de tonnes ; Mt = millions de tonnes
R/P = Réserves /Production 2020 (années restantes au rythme actuel)

Les quatre premiers pays concentrent 55,1 % des réserves.

NB : la forte augmentation des réserves du Canada, du Venezuela et des États-Unis résulte de l'intégration des réserves non conventionnelles de sable bitumineux pour les deux premiers (25,9 Gt au Canada et 41,9 Gt au Venezuela), de pétrole de schiste (3,2 Gt) pour le troisième.

Réserves de gaz naturel

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Réserves prouvées de gaz naturel : dix principaux pays
Rang Pays fin 2010[12]
(Tm3)
fin 2020[r 3]
(Tm3)
% en 2020 Production
2020 (Gm3)[r 7]
R/P
1   Russie 47,58 47,80 23,2 % 693,4 69
2   Iran 30,06 34,08 16,5 % 253,8 134
3   Qatar 25,32 23,86 11,6 % 184,9 129
4   Turkménistan 8,03 13,60 6,6 % 81,7 166
5   États-Unis 7,72 13,00 6,3 % 947,7 14
6   Arabie saoudite 7,79 9,23 4,5 % 103,2 89
7   Chine 2,81 6,65 3,2 % 204,8 32
8   Émirats arabes unis 6,03 6,09 3,0 % 52,2 117
9   Nigeria 5,29 5,85 2,8 % 50,0 117
10   Venezuela 5,20 5,67 2,8 % 21,6[s 8] 334
Total mondial 192,1 206,1 100,0 % 3 994 51,6
Tm3 = 101012 mètres cubes ; Gm3 = milliards de mètres cubes
R/P = Réserves /Production 2020 (années restantes au rythme actuel)

Les quatre premiers pays concentrent 57,9 % des réserves.

Réserves de charbon

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Réserves prouvées de charbon : 10 principaux pays
Rang Pays Réserves
de charbon
fin 2020 (Gt)[r 4]
Réserves
de lignite
fin 2020 (Gt)[r 5]
Réserves*
totales (EJ)
Part en 2020 Production
charbon+lignite
2022 (EJ)[s 9]
Ratio R/P
1   États-Unis 218,5 29,9 5 779 25,8 % 12,07 479
2   Chine 135,5 8,2 3 467 15,5 % 92,22 38
3   Russie 71,7 90,4 2 807 12,5 % 9,35 300
4   Australie 75,4 73,9 2 712 12,1 % 11,46 237
5   Inde 106,0 5,0 2 695 12,0 % 15,02 179
6   Ukraine 32,0 2,3 823 3,7 % 0,36 2286
7   Indonésie 24,1 14,7 766 3,4 % 13,95 55
8   Kazakhstan 25,6 nd 637 2,8 % 1,81 352
9   Pologne 22,5 5,8 626 2,8 % 1,70 368
10   Allemagne - 35,7 403 1,8 % 1,21 333
Total monde 756,2 320,5 22 436[r 2] 100,0 % 174,56 129
Gt = milliards de tonnes ; Mt = millions de tonnes ; EJ = exajoules
* Conversion : charbon 24,9 EJ/Gt ; lignite 11,3 EJ/Gt
R/P = Réserves /Production 2022 (années restantes au rythme actuel)

Les cinq premiers pays concentrent 77,9 % des réserves de charbon.

Réserves d'uranium et de thorium

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Réserves mondiales prouvées récupérables d'uranium par pays en milliers de tonnes[3]
Rang Pays Réserves 2007 % Réserves 2019 %
1   Australie 725 22,0 % 1 693 28 %
2   Kazakhstan 378 11,5 % 907 15 %
3   Canada 329 10,0 % 565 9 %
4   Russie 172 5,2 % 486 8 %
5   Namibie 176 5,3 % 448 7 %
6   Afrique du Sud 284 8,6 % 321 5 %
7   Brésil 157 4,8 % 277 5 %
8   Niger 243 7,4 % 276 5 %
9   Chine nd nd 249 4 %
10   Mongolie nd nd 143 2 %
Total 10 premiers 2 213 67,1 % 5 365 87 %
Total monde 3 300 100 % 6 148 100 %

L'institut allemand des sciences de la Terre et des matières premières (BGR) classe en 2022 les réserves mondiales en quatre catégories[r 8] :

  • réserves prouvées, techniquement et économiquement récupérables (coût : 80 à 260 $/kg) : 3 491 kt ;
  • réserves supposées (coût < 260 $/kg) : 3 347 kt ;
  • réserves pronostiquées : 1 636 kt ;
  • réserves spéculatives : 3 786 kt.

Les deux premières catégories forment les réserves découvertes : 6 838 kt. Les deux dernières forment les réserves à découvrir. Au total, les réserves ultimes (ressources) atteindraient 12 260 kt.

Réserves mondiales estimées de thorium par pays en milliers de tonnes[5]
Rang Pays Réserves 2014 %
1   Inde 846 16 %
2   Brésil 632 11 %
3   Australie 595 10 %
4   États-Unis 595 8 %
5   Égypte 380 7 %
6   Turquie 374 14 %
7   Venezuela 300 6 %
8   Canada 172 3 %
9   Russie 155 3 %
10   Afrique du Sud 148 3 %
Total 10 premiers 4 197 66 %
Total monde 6 355 100 %

Énergies renouvelables

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Les énergies renouvelables sont par définition « inépuisables à l'échelle du temps humain »[13]. L'évaluation de leur potentiel se fait donc non en termes de réserves, mais en considérant le flux énergétique potentiel que peut fournir chacune de ces sources d'énergies. Comme pour toutes les sources d'énergie, on obtient la quantité d'énergie produite en multipliant le temps de production par la puissance moyenne disponible (puissance maximale pondérée par le facteur de charge). Il est assez difficile de connaître le potentiel de chaque énergie car celui-ci varie selon les sources (voir tableau). Cependant, le potentiel théorique de l'énergie solaire peut être évalué assez facilement puisque l'on considère que la puissance maximale reçue par la terre – après passage dans l'atmosphère – est d'environ 1 kW/m2. On arrive alors à une potentiel énergétique solaire théorique sur un an de 1 070 000 PWh. Bien entendu, la grande majorité de la surface terrestre est inutilisable pour la production d'énergie solaire, car celle-ci ne doit pas entrer en concurrence avec la photosynthèse nécessaire à la production alimentaire, depuis les échelons les plus modestes des chaînes alimentaires (phytoplancton, végétaux en général) jusqu'à l'agriculture. Les surfaces utilisables pour le solaire se limitent aux déserts, aux toits de bâtiments et autres surfaces déjà stérilisées par l'activité humaine (routes, etc). Mais il suffirait théoriquement de couvrir 0,3 % des 40 millions de kilomètres carrés de déserts de la planète de centrales solaires thermodynamiques pour assurer les besoins électriques de l'humanité en 2009 (environ 18 000 TWh/an)[14].

Production annuelle énergétique mondiale

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Carte de la répartition de la production d'énergie dans le monde entre 1989 et 1998.

La production énergétique mondiale (énergie primaire) s'élevait selon l'Agence internationale de l'énergie à 614 EJ (exajoules) en 2021[9] contre 254 EJ en 1973[15], soit +142 % en 48 ans. Les énergies fossiles représentaient 80,3 % de cette production (charbon : 27,3 %, pétrole : 29,2 %, gaz naturel : 23,8 %) contre 81,4 % en 1990 ; le reste de la production d'énergie provenait du nucléaire (5,0 %) et des énergies renouvelables (14,7 %, dont 9,4 % de la biomasse et des déchets, 2,5 % de l'énergie hydraulique et 2,7 % d'autres EnR). De 1990 à 2021, cette répartition a peu changé : la part des énergies fosssiles a baissé de 1,1 point, celle du nucléaire de 1 point et celle des énergies renouvelables a progressé de 2,1 points[9]. La biomasse comprend le bois énergie, les déchets urbains et agricoles, les biocarburants ; les autres EnR comprennent l'énergie éolienne, l'énergie solaire, la géothermieetc. Cette statistique sous-évalue la part des énergies renouvelables électriques (hydroélectricité, éolien, photovoltaïque) : cf. conversion des productions électriques.

Avec des conventions différentes, l'Energy Institute donne des estimations plus récentes :

Production énergétique mondiale commercialisée selon la source d'énergie
Énergie Production
en 2012
Production
en 2022
Variation
2022/2012
Consommation 2022
en exajoules
Part
en 2022
Pétrole[s 10] 86,23 Mbbl/j 93,85 Mbbl/j +8,8 % 190,69[s 11] 31,6 %
Charbon[s 9] 162,75 EJ 174,56 EJ +7,3 % 161,47[s 12] 26,7 %
Gaz naturel[s 2] 119,74 EJ 145,58 EJ +21,6 % 141,89[s 13] 23,5 %
Hydraulique[s 4] 35,95 EJ 40,68 EJ +13,2 % 40,68 6,7 %
Nucléaire[s 3] 23,40 EJ 24,13 EJ +3,1 % 24,13 4,0 %
Autres renouvelables[s 14] 11,04 EJ 40,86 EJ +270 % 45,18[s 1] 7,5 %
Total énergie primaire[s 15] 527,96 EJ 604,04 EJ +14,4 % 604,04 100,0 %

Détail énergies renouvelables 2022[s 14] :

Cette statistique comprend les énergies renouvelables utilisées pour la production d'électricité, mais pas celles utilisées directement pour des usages thermiques (bois, biocarburants, pompe à chaleur géothermique, chauffe-eau solaire…) ni celles qui sont auto-consommées.

Selon les statistiques ci-dessus de l'Energy Institute, les combustibles fossiles totalisent 83,1 % du total et les énergies renouvelables 12,6 % en 2020. Le réseau REN21 estime en 2021 que la part des énergies renouvelables modernes dans la consommation d'énergie finale était en 2019 de 11,2 %, sans compter la biomasse traditionnelle[16] qu'il estimait l'année précédente à 6,9 %[17].

En 2016, pour la première fois, les investissements mondiaux dans le pétrole et le gaz sont tombés au-dessous de ceux dans l'électricité ; ils ont baissé de 38 % entre 2014 et 2016 ; les investissements bas carbone dans la production et le transport d'électricité ont progressé de 6 %, atteignant 43 % des investissements totaux dans l'énergie ; les investissements dans le charbon ont chuté d'un quart en Chine ; les mises en service de centrales charbon ont baissé fortement de 20 GW au niveau mondial, et les décisions d'investissement prises en 2016 sont tombées à 40 GW seulement ; dans le nucléaire, 10 GW ont été mis en service mais seulement 3 GW ont été décidés. Les investissements dans les énergies renouvelables ont reculé de 3 %, mais les mises en service ont progressé en cinq ans de 50 % et la production correspondante de 35 %[18],[19].

Production de pétrole

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Production de pétrole par pays (millions de tonnes)[s 7]
Rang Pays 2012 2022 Variation
2022/2012
Part en 2022
1   États-Unis 395,3 750,5 +90 % 17,0 %
2   Arabie saoudite 549,2 573,1 +4,4 % 13,0 %
3   Russie 526,7 548,5 +4,1 % 12,4 %
4   Canada 182,9 274,0 +50 % 6,2 %
5   Irak 151,3 221,3 +46 % 5,0 %
6   Chine 207,5 204,7 −1 % 4,6 %
7   Émirats arabes unis 154,9 181,1 +17 % 4,1 %
8   Iran 180,5 176,5 −2 % 4,0 %
9   Brésil 112,4 163,1 +45 % 3,7 %
10   Koweït 154,0 145,7 −5 % 3,3 %
Total monde 4 120,5 4 407,2 +7,0 % 100,0 %

Production de gaz naturel

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Production de gaz naturel par pays (Exajoules)[s 2]
Rang Pays 2012 2022 Variation
2022/2012
% en 2022
1   États-Unis 23,37 35,23 +51 % 24,2 %
2   Russie 21,67 22,26 +3 % 15,3 %
3   Iran 5,65 9,34 +65 % 6,4 %
4   Chine 4,01 7,99 +99 % 5,5 %
5   Canada 5,41 6,66 +23 % 4,6 %
6   Qatar 5,85 6,42 +10 % 4,4 %
7   Australie 2,10 5,50 +162 % 3,8 %
8   Norvège 4,10 4,42 +8 % 3,0 %
9   Arabie saoudite 3,40 4,33 +27 % 3,0 %
10   Algérie 2,82 3,53 +25 % 2,4 %
Total monde 119,74 145,58 +22 % 100,0 %

Production de charbon

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Production de combustibles solides* par pays (Exajoules)[s 9]
Rang Pays 2012 2022 Variation
2022/2012
% en 2022
1   Chine 78,44 92,22 +18 % 52,8 %
2   Inde 10,68 15,02 +41 % 8,6 %
3   Indonésie 8,56 13,95 +63 % 8,0 %
4   États-Unis 20,72 12,07 −42 % 6,9 %
5   Australie 11,13 11,46 +3 % 6,6 %
6   Russie 7,05 9,35 +33 % 5,4 %
7   Afrique du Sud 6,14 5,35 −13 % 3,1 %
8   Kazakhstan 2,16 1,81 −16 % 1,0 %
9   Pologne 2,42 1,70 −30 % 1,0 %
10   Colombie 2,58 1,65 −36 % 0,9 %
Total monde 162,75 174,56 +7,3 % 100,0 %
* uniquement combustibles solides commercialisés : charbons et lignite.

Production d'électricité

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Le charbon reste dominant dans la production d'électricité : 36 % en 2021[20].

Production brute d'électricité par pays[s 16]
Rang TWh 2012 2022 Variation
2022/2012
% monde
en 2022
1   Chine 5 026,4 8 884,9 +77 % 30,5 %
2   États-Unis 4 310,6 4 547,7 +5,5 % 15,6 %
3   Inde 1 091,8 1 858,0 +70 % 6,4 %
4   Russie 1 069,3 1 166,9 +9,1 % 4,0 %
5   Japon 1 106,9 1 033,6 −6,6 % 3,5 %
6   Brésil 552,5 677,2 +23 % 2,3 %
7   Canada 636,5 659,6 +3,6 % 2,3 %
8   Corée du Sud 531,2 620,3 +16,8 % 2,1 %
9   Allemagne 628,9 577,3 −8,2 % 2,0 %
10   France 565,2 467,7 −17,3 % 1,6 %
11   Arabie saoudite 281,6 401,6 +43 % 1,4 %
12   Iran 248,8 348,1 +40 % 1,2 %
13   Mexique 296,4 340,7 +15 % 1,2 %
14   Indonésie 200,3 333,4 +66 % 1,1 %
15   Turquie 239,5 326,2 +36 % 1,1 %
16   Royaume-Uni 363,9 326,0 −10,4 % 1,1 %
17   Espagne 297,6 293,7 −1,3 % 1,0 %
18   Taïwan 250,4 288,1 +15 % 1,0 %
19   Italie 299,3 287,3 −4 % 1,0 %
20   Australie 250,7 273,6 +9,1 % 0,9 %
Total monde 22 833 29 165 +27,7 % 100 %

Les cinq principaux pays producteurs regroupent 60 % du total mondial.

Énergie nucléaire

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Production d'uranium par pays[21]
Rang Tonnes d'uranium 2010 2022 Variation
2022/2010
% 2022
1   Kazakhstan 17 803 21 227 +28 % 43,0 %
2   Canada 9 783 7 351 −29 % 14,9 %
4   Namibie 4 496 5 613 +22 % 11,4 %
3   Australie 5 900 4 553 +12 % 9,2 %
7   Ouzbékistan 2 400 3 300 0 % 6,7 %
6   Russie 3 562 2 508 −18 % 5,1 %
5   Niger 4 198 2 020 −29 % 4,1 %
8   Chine 827 1 700 +128 % 3,4 %
11   Inde 400 600 −23 % 1,2 %
10   Afrique du Sud 583 200 −41 % 0,4 %
9   Ukraine 850 100 −6 % 0,2 %
12   États-Unis 1 660 75 −96 % 0,2 %
Total mondial 53 671 49 355 −8 % 100 %

Les quatre premiers producteurs de 2022 regroupent 38 744 tonnes, soit 78,5 % du total mondial. NB : les données ci-dessus prennent en compte uniquement la production des mines, qui en 2022 couvre 74 % de la demande. Les autres sources d'uranium sont le retraitement des combustibles usés, le ré-enrichissement d'uranium appauvri et parfois le prélèvement dans les importants stocks conservés en réserve, estimés en 2020 à 282 000 t, dont 41 000 t aux États-Unis, 42 000 t dans l'Union européenne, 129 000 t en Chine, 9 600 t en Inde et 60 000 t dans les autres pays d'Asie orientale[22].

Production brute d'énergie nucléaire par pays[23]
Rang TWh 2010[24] 2022 Variation
2022/2010
% monde
en 2022
% pays
en 2022
1   États-Unis 838,9 772,2 −8,0 % 31,1 % 18,2 %
2   Chine 73,9 395,4 +435 % 15,9 % 5,0 %
3   France 428,5 282,1 −34,2 % 11,3 % 62,6 %
4   Russie 170,4 209,5 +22,9 % 8,4 % 19,6 %
5   Corée du Sud 148,6 167,5 +12,7 % 6,7 % 30,4 %
6   Ukraine (2021) 89,2 86,2 −3,4 % 3,5 % 55,0 %
7   Canada 90,7 81,7 −9,9 % 3,3 % 12,9 %
8   Espagne 62,0 56,2 −9,4 % 2,3 % 20,3 %
9   Japon 288,2 51,9 −82,0 % 2,1 % 6,1 %
10   Suède 57,8 50,0 −13,5 % 2,0 % 29,4 %
11   Royaume-Uni 62,1 43,6 −29,8 % 1,8 % 14,2 %
12   Inde 26,3 42,0 +59,7 % 1,7 % 3,1 %
13   Belgique 47,9 41,7 −12,9 % 1,7 % 46,4 %
14   Allemagne 140,6 31,9 −77,3 % 1,3 % 5,8 %
Total monde 2 756 2 487 −9,8 % 100 %

Les cinq principaux pays producteurs regroupent 73,5 % du total mondial.

Le recul de la production mondiale provient principalement de l'arrêt de réacteurs au Japon (−236 TWh) et en Allemagne (−109 TWh) à la suite de l'accident nucléaire de Fukushima, et d'une baisse transitoire de la production française due à des problèmes de corrosion (−146 TWh), en grande partie compensés par la progression du nucléaire en Chine, en Russie et en Inde.

Selon le rapport annuel de l'Association nucléaire mondiale, la production nucléaire mondiale est repartie à la hausse de 4 % en 2021, atteignant 2 653 TWh, la troisième plus haute production mondiale d'électricité d'origine nucléaire depuis 1970, juste derrière les 2 657 TWh de 2019 et les 2 660 TWh de 2006. La puissance installée des centrales nucléaires chinoises a progressé de 13 % en 2021, passant de 46 GW à 52 GW, classant la Chine au 3e rang mondial après les États-Unis (94 GW) et la France (61 GW). Au , sur les 56 réacteurs nucléaires en cours de construction dans le monde, 41 sont en Asie, dont 20 en Chine, soit 20,6 GW en Chine sur 57,6 GW dans le monde. Sur les 10 nouveaux projets lancés dans le monde en 2021, 6 étaient chinois, et la Chine est le seul pays à avoir démarré la construction de nouveaux réacteurs (trois REP) au premier semestre 2022. La Chine a multiplié par dix le nombre de ses centrales depuis vingt ans, et par six sa production d'électricité depuis 2010. Son 14e plan quinquennal (2021-2025) fixe l'objectif de doubler la part du nucléaire dans la production d'électricité, pour la faire passer à 10 % en 2035. Dix réacteurs ont été définitivement arrêtés en 2021, dont trois en Allemagne, mais la capacité totale des réacteurs atteint 370 GW en 2021, en hausse de 1 GW par rapport à 2020. Le facteur de charge moyen passe de 80,3 % en 2020 à 82,4 % en 2021[25].

Énergie hydroélectrique

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Production d'énergie hydroélectrique par pays (TWh)[24]
Rang Pays 1990 2000 2010 2020 2021 Variation
2021/1990
% en 2021 2022
1   Chine 126,7 222,4 722,2 1 355,2 1 339 +957 % 30,4 % 1 303,1*
2   Canada 296,8 358,6 351,5 386,6 382,9 +29 % 8,7 % 398,9
3   Brésil 206,7 304,4 403,3 396,4 362,8 +76 % 8,2 % 427,1*
4   États-Unis 289,0 280,0 286,3 308,2 274,1 -5 % 6,2 % 286,3
5   Russie 165,9 165,4 168,4 214,4 216,4 +30 % 4,9 % 197,7*
6   Inde 71,7 74,5 124,9 160,9 162,4 +126 % 3,7 % 174,9*
7   Norvège 121,4 142,3 117,2 142,5 144,3 +19 % 3,3 % 129,4
8   Japon 97,0 96,8 90,7 87,5 88,8 −8 % 2,0 % 93,1
9   Turquie 23,1 30,9 51,8 78,1 55,9 +142 % 1,3 % 67,2
10   Suède 73,0 78,6 66,5 72,4 73,9 +1 % 1,7 % 70,3
11   France 57,4 71,1 67,5 67,1 64,0 +11 % 1,5 % 51,1
Total monde 2 191 2 696 3 536 4 459 4 411 +103 % 100 % 4 334,2*
* estimations de l'Energy Institute[s 17]

La production hydroélectrique varie fortement d'une année à l'autre en fonction des précipitations : ainsi, la production brésilienne a connu en 2011 un record de 428,3 TWh, suivi d'une série d'années sèches avec un minimum de 359,7 TWh en 2015 (−16 %), malgré la mise en service de nombreux barrages dans l'intervalle, et en 2021 elle chute de 8,5 % ; la production des États-Unis a connu un bond de +23 % en 2011 suivi d'une chute de −13 % en 2012.

Énergie éolienne

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Évolution de la production d'électricité éolienne (TWh)
Rang
2020
Pays 2000 2010 2015 2020 2021 % 2021 Variation
2021/2010
part mix
2021*
2022
1   Chine 0,6 44,6 185,8 466,5 656,1 35,2 % x14,7 7,6 % 762,7**
2   États-Unis 5,6 95,1 193,0 341,8 382,8 20,5 % +303 % 8,8 % 439,8
3   Allemagne 9,4 38,5 80,6 132,1 114,6 6,1 % +198 % 19,5 % 125,3
4   Inde 1,7 19,7 35,1 67,4 77,1 4,1 % +291 % 4,7 % 70,0**
5   Brésil 0,002 2,2 21,6 57,1 72,3 3,9 % x32,9 11,0 % 81,6**
6   Royaume-Uni 0,9 10,2 40,3 75,6 64,7 3,5 % +534 % 21,0 % 80,2
7   Espagne 4,7 44,3 49,3 56,4 62,1 3,3 % +40 % 22,6 % 62,8
8   France 0,08 9,9 21,4 39,9 36,8 2,0 % +272 % 6,6 % 38,1
9   Canada 0,3 8,7 27,0 35,8 34,8 1,9 % +300 % 5,4 % 37,5
10   Turquie 0,03 2,9 11,7 24,8 31,4 1,7 % x10,8 9,4 % 35,1
11   Suède 0,5 3,5 16,3 27,5 27,2 1,5 % +677 % 15,9 % 33,1
12   Australie 0,06 5,1 11,5 20,4 24,5 1,3 % +380 % 9,2 % 29,1
13   Mexique 0,02 1,2 8,7 19,7 20,9 1,1 % x17,4 5,5 % 20,9
14   Italie 0,6 9,1 14,8 18,8 20,9 1,1 % +130 % 7,2 % 20,6
15   Pays-Bas 0,8 4,0 7,5 15,3 18,0 1,0 % +350 % 14,7 % 21,6
16   Pologne 0,005 1,7 10,9 15,8 16,2 0,9 % +853 % 9,0 % 19,5
17   Danemark 4,2 7,8 14,1 16,3 16,1 0,9 % +106 % 48,6 % 18,9
Total mondial 31,3 342,2 834,0 1 598 1 864,1 100,0 % +445 % 6,5 % 2 104,8**
% prod.élec. 0,2 1,6 3,4 6,0 6,5 7,2[s 17]
Source : Agence internationale de l'énergie[24].
* part mix = part de l'éolien dans la production d'électricité du pays. ** estimations 2022 de l'Energy Institute[s 5].

Énergie solaire

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L'énergie solaire thermique (chauffe-eau solaire, chauffage de piscines, chauffage collectif, etc.), ressource d'énergie importante en Chine, Grèce ou encore Israël, n'est pas prise en compte ci-dessous.

Solaire photovoltaïque
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Production d'électricité solaire photovoltaïque par pays (TWh)
Rang
2020
Pays 2010 2015 2019 2020 2021 % en
2021
Variation
2021/2015
part mix
2021**
2022
1   Chine 0,7 39,5 224,3 260,6 327,1 32,1 % +728 % 3,8 % 427,7*
2   États-Unis 3,1 32,1 93,9 115,9 148,2 14,5 % +362 % 3,4 % 185,4
3   Japon 3,5 34,8 69,4 79,1 86,1 8,4 % +147 % 8,2 % 94,8
4   Inde 0,1 10,4 51,4 62,0 75,6 7,4 % +627 % 4,6 % 95,2*
5   Allemagne 11,7 38,7 44,4 49,5 49,3 4,8 % +27 % 8,4 % 60,8
6   Australie 0,4 5,0 14,8 21,0 27,7 2,7 % +454 % 10,4 % 34,7
7   Italie 1,9 22,9 23,7 24,9 25,0 2,5 % +9 % 8,7 % 28,1
8   Corée du Sud 0,8 4,0 13,0 18,0 23,4 2,3 % +485 % 3,8 % 28,9
9   Espagne 6,4 8,3 9,4 15,7 21,9 2,1 % +164 % 8,0 % 30,2
10   Brésil 0 0,06 6,7 10,7 16,8 1,6 % ×279 2,6 % 30,1*
11   France 0,6 7,8 12,2 13,5 15,7 1,5 % +101 % 2,8 % 20,6
Total mondial 32,0 244,9 684,2 825,7 1 020,4 100,0 % +317 % 3,6 % 1 322,6*
Source : AIE[24].
* estimations 2022 de l'Energy Institute (photovoltaïque + thermodynamique)[s 5].
** part mix = part du solaire photovoltaïque dans la production d'électricité du pays.
Centrales solaires thermodynamiques
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La production d'électricité solaire thermodynamique s'élevait en 2021 à 14 633 TWh, soit 0,05 % de la production d'électricité mondiale. Les principaux pays producteurs étaient l'Espagne (35,4 %), les États-Unis (21,7 %), la Chine (13,7 %), l'Afrique du Sud (11,3 %), le Maroc (8,8 %), Israël (5,3 %)[24].

Énergie géothermique

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Réseaux de chaleur

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Prospective

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Dans le monde

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En mai 2021, un rapport de l'Agence internationale de l'énergie estime que, pour espérer atteindre la neutralité carbone en 2050, il est nécessaire de renoncer dès à présent à tout nouveau projet d'exploration pétrolière ou gazière ou de centrale à charbon, d'investir 5 000 milliards $ par an dans les technologies bas carbone, soit plus du double du rythme actuel, d'installer d'ici à 2030 quatre fois plus de capacités solaires et éoliennes annuelles qu'en 2020 ; les ventes de voitures neuves à moteur thermique doivent aussi cesser dès 2035. D'ici à 2050, 90 % de l'électricité devra provenir des énergies renouvelables, et une large part du solde de l'énergie nucléaire ; les ressources fossiles ne fourniraient plus qu'un cinquième de l'énergie, contre quatre cinquièmes en 2020. De nombreux défis devront être affrontés, dont les besoins en métaux rares, nécessaires aux technologies nouvelles mais concentrés dans un petit nombre de pays ; près de la moitié des réductions d'émissions de CO2 viendra de technologies aujourd'hui au stade de la démonstration : batteries avancées, hydrogène vert, mais aussi systèmes de captage et stockage du CO2 (CCS)[26].

Le rapport annuel 2018 de l'Agence internationale de l'énergie sur l'évolution prévisible de la production d'énergie prévoit une croissance de plus de 25 % de la demande totale d'énergie d'ici 2040, tirée notamment par l'Inde et les pays en développement. La demande mondiale d'électricité devrait bondir de 60 % et représenter près d'un quart de la demande totale d'énergie contre 19 % en 2017 ; la demande de charbon et de pétrole devrait reculer ; la part des énergies renouvelables pourrait atteindre 40 % en 2040 contre 25 % en 2017. L'Agence internationale de l'énergie imagine un autre scénario appelé « le futur est électrique », avec un développement beaucoup plus volontariste des usages de l'électricité pour la mobilité et le chauffage : la demande d'électricité augmenterait alors de 90 % au lieu de 60 % d'ici à 2040 ; avec la moitié de la flotte de voitures devenue électrique, la qualité de l'air s'améliorerait fortement, mais cela aurait un effet négligeable sur les émissions de gaz carbonique sans des efforts plus importants pour augmenter la part des renouvelables et des sources d'électricité faiblement carbonées[27].

Selon le rapport 2016 de l'Agence internationale de l'énergie, l'Accord de Paris sur le climat de 2015 aura pour effet, si les engagements des pays sont respectés, de ralentir la croissance des émissions de CO2 liées à l'énergie (croissance annuelle ramenée de 600 à 150 millions de tonnes par an), ce qui serait largement insuffisant pour atteindre l'objectif de limiter à +°C le réchauffement climatique d'ici 2100 ; la trajectoire résultant de ces accords mènerait à +2,7 °C. Le scénario menant à +°C impliquerait une forte baisse des émissions, et par exemple le passage du nombre de véhicules électriques à 700 millions en 2040. Selon le Dr Fatih Birol, directeur exécutif de l'Agence internationale de l'énergie, « les renouvelables font de très grands progrès sur les prochaines décennies mais leurs gains restent largement confinés à la production d'électricité. La prochaine frontière pour l'histoire des renouvelables est d'étendre leur usage dans les secteurs de l'industrie, du bâtiment et des transports où existent d'énormes potentiels de croissance »[28].

Si d'autres sources d'énergies pourront être utilisées à court terme en remplacement des énergies fossiles, plusieurs physiciens font remarquer qu'une croissance à taux constant de la production d'énergie n'est de toute façon physiquement pas possible à long terme, car les limites planétaires (quantité d'énergie reçue par la Terre en provenance du Soleil) seraient atteintes en quelques siècles, même avec un taux de croissance relativement modeste[29],[30].

Projet européen

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En , Miguel Arias Cañete (commissaire européen à l'énergie) a annoncé que l'Union européenne (premier importateur d'énergie fossile dans le monde) a annoncé un objectif de diminution de près d'un tiers sa consommation d'énergie avant 2030 (−32,5 % soit −0,8 % d'économie par an), mais l'objectif est non-contraignant. Il s'inscrit dans le cadre de l'accord de Paris (−40 % de GES émis d'ici 2030 pour l'UE) et du troisième volet du paquet « Énergie propre » proposé par la Commission fin . Il vise l'indépendance énergétique de l'Europe, mais doit ensuite être approuvé par les États membres et les eurodéputés qui étaient plus ambitieux (−35 % par rapport au niveau de 1990). Pour cela la législation sur la construction des bâtiments et sur les énergies renouvelables a été précisée et l'UE envisage de pousser à améliorer l'efficacité énergétique des appareils électro-ménagers et des chauffe-eau. L'UE veut aussi renforcer l'accès pour tous à l'information individuelle sur nos consommations d'énergie (dont pour le chauffage collectif, la climatisation et l'eau chaude).

Les ONG, des eurodéputés et certains observateurs rappellent que cet objectif peu ambitieux ne suffira pas à répondre à l'accord de Paris. La France ou la Suède visent déjà −35 %. Ces objectifs pourraient éventuellement être revus à la hausse en 2023, mais il « restera dans les livres d'histoire comme une opportunité manquée malgré les meilleurs efforts du Parlement européen et de plusieurs Etats membres progressistes » juge Imke Lübbeke du WWF (citant l'Italie et l'Espagne qui ont poussé à plus d'ambition)[31].

Consommation énergétique mondiale

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Prévision de consommation mondiale d'énergie, en Mtep (source : BP Energy Outlook 2015[32]).

En 1800, avant la révolution industrielle, la consommation énergétique mondiale (énergie commerciale seulement) était de 305 Mtep (soit moins de 13 EJ), dont 97 % issue de l'exploitation de la biomasse (en particulier du bois) et 3 % du charbon. Ce dernier combustible devient majoritaire au début du XXe siècle en raison des besoins massifs des machines à vapeur[33].

En 2021, l'énergie finale consommée dans le monde s'élevait à 422 EJ[9] contre 194 EJ en 1973[15], en progression de 118 % en 48 ans.

Consommation énergétique selon le type d'énergie utilisé

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L'Agence internationale de l'énergie fournit les estimations suivantes :

Production et consommation finale d'énergie selon le type d'énergie utilisé (PJ)[9]
Type d'énergie Production
d'énergie primaire
1990
Consom.
finale
1990
Part dans la
consom. 1990
Production
d'énergie primaire
2021
Consom.
finale
2021
Variation
consom.
2021/1990
Part dans la
consom. 2021
Pétrole 135 717 109 181 41,8 % 179 349 164 356 +51 % 38,9 %
Gaz naturel 70 658 39 547 15,1 % 146 322 71 609 +81 % 17,0 %
Charbon 93 115 31 461 12,0 % 167 782 38 210 +21 % 9,1 %
Nucléaire 22 002 - - 30 660 - +39 % -
Hydroélectricité 7 699 - - 15 456 - +101 % -
Éolien, solaire, géoth. 1 534 144 0,06 % 16 826 2 680 × 18,6 0,6 %
Biomasse
et déchets
37 041 31 996 12,2 % 57 851 43 767 +37 % 10,4 %
Électricité - 34 923 13,4 % - 86 957 +149 % 20,6 %
Chaleur 4 14 072 5,4 % 72 14 538 +3 % 3,4 %
Total 367 769 261 324 100 % 614 319 422 118 +62 % 100 %

Une part importante des énergies primaires est convertie en électricité ou en chaleur de réseau et est donc consommée sous ces deux formes. Afin de retrouver la part de chaque source primaire dans la consommation finale, il faut reventiler les consommations d'électricité et de chaleur selon leur source primaire :

Consommation finale d'énergie, après reventilation des consommations d'électricité et de chaleur selon leur source primaire (Pétajoules)[9]
Type d'énergie Consom.
finale
1990
Part dans la
consom.
Consom.
finale
2021
Part dans la
consom.
Variation
consom.
2021/1990
Pétrole 115 310 44,1 % 167 032 39,6 % +45 %
Gaz naturel 51 848 19,8 % 97 289 23,0 % +88 %
Charbon 48 747 18,7 % 76 171 18,0 % +56 %
Total fossiles 215 905 82,6 % 340 492 80,7 % +58 %
Nucléaire 5 951 2,3 % 8 584 2,0 % +44 %
Hydroélectricité 6 435 2,5 % 13 449 3,2 % +109 %
Biomasse
et déchets
32 526 12,4 % 46 542 11,0 % +43 %
Géoth., sol.th. 265 0,1 % 3 013 0,7 % × 11,4
Éolien 11 0,004 % 5 684 1,3 % × 499
Solaire 2 0,001 % 3 156 0,7 % × 1 177
Total EnR 39 241 15,0 % 71 847 17,0 % +83 %
Autres 141 0,05 % 629 0,1 % +346 %
Déchets non renouv. 86 0,03 % 564 0,1 % +557 %
Total 261 324 100 % 422 118 100 % +62 %

La consommation d'énergie a progressé plus rapidement que la population (+62 % contre +49 %), mais sa répartition par source d'énergie est restée assez stable : la part des fossiles n'a baissé que de 1,9 points et celle du nucléaire de 0,3 points, et celle des énergies renouvelables n'a progressé que de 2 points, car le développement très rapide de la plupart d'entre elles a été en grande partie compensé par le recul de la part de la biomasse : −1,4 points.

Consommation finale d'énergie des principaux pays

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Consommation finale d'énergie (PJ)[9]
Pays 1990 2000 2010 2020 2021
val. %
  Chine 27 749 33 098 69 175 91 597 97 315 23,1 %
  États-Unis 54 158 64 739 63 345 61 042 64 465 15,3 %
  Union européenne (UE27) 41 674 42 997 44 808 40 313 42 842 10,1 %
  Inde 9 003 12 143 18 577 24 965 26 481 6,3 %
  Russie 26 170 17 496 18 700 21 329 22 800 5,4 %
  Japon 12 199 14 071 13 137 11 039 11 189 2,7 %
  Brésil 4 668 6 441 8 862 9 348 9 730 2,3 %
  Allemagne 10 081 9 688 9 709 8 997 9 398 2,2 %
  Iran 2 291 3 969 6 597 9 043 9 356 2,2 %
  Canada 6 634 7 848 7 843 7 757 8 002 1,9 %
  Corée du Sud 2 717 5 322 6 602 7 313 7 607 1,8 %
  Arabie saoudite 1 653 2 659 5 052 6 421 6 479 1,5 %
  Indonésie 3 317 5 030 6 110 6 344 6 381 1,5 %
  France 5 928 6 761 6 689 5 766 6 319 1,5 %
  Royaume-Uni 5 785 6 311 5 777 4 777 4 998 1,2 %
  Italie 4 813 5 394 5 600 4 498 4 931 1,2 %
  Turquie 1 691 2 422 3 285 4 504 4 820 1,1 %
  Pakistan 1 516 2 141 2 973 4 041 4 234 1,0 %
  Mexique 3 489 3 989 4 909 4 272 4 127 1,0 %
Total mondial 261 324 293 594 369 657 401 857 422 118 100 %

Part de l'électricité dans la consommation finale d'énergie

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Part de l'électricité dans la consommation finale d'énergie de quelques pays (%)[9]
Pays 1990 2000 2010 2020 2021
  Islande 24,8 % 33,6 % 51,8 % 50,8 % 50,6 %
  Norvège 47,7 % 47,6 % 45,7 % 47,5 % 47,5 %
  Japon 22,6 % 24,5 % 27,2 % 29,8 % 30,0 %
  Chine 5,9 % 11,4 % 18,2 % 27,0 % 28,2 %
  Afrique du Sud 23,3 % 26,9 % 26,3 % 27,4 % 27,0 %
  France 18,3 % 20,4 % 23,9 % 25,7 % 24,7 %
  Espagne 17,8 % 19,0 % 22,8 % 24,5 % 23,7 %
  États-Unis 17,5 % 19,5 % 21,5 % 22,3 % 21,4 %
  Italie 16,1 % 18,2 % 19,2 % 22,0 % 21,3 %
  Royaume-Uni 17,1 % 18,8 % 20,5 % 21,1 % 20,6 %
  Brésil 16,3 % 18,0 % 17,8 % 19,6 % 19,7 %
  Allemagne 16,3 % 18,0 % 20,0 % 19,3 % 18,9 %
  Inde 7,6 % 10,3 % 12,9 % 16,8 % 16,4 %
  Indonésie 3,0 % 5,7 % 8,9 % 15,6 % 16,1 %
  Russie 11,4 % 12,5 % 14,0 % 12,6 % 12,8 %
  Éthiopie 0,5 % 0,5 % 1,0 % 2,2 % 2,2 %
  Nigeria 1,1 % 0,9 % 1,7 % 1,7 % 1,7 %
  Haïti 1,9 % 1,1 % 0,7 % 1,1 % 1,0 %
Total mondial 13,3 % 15,5 % 17,4 % 20,5 % 20,6 %

On constate une progression quasi générale et rapide de la part de l'électricité ; cette progression est particulièrement rapide dans les pays émergents : Chine, Inde, Indonésie ; par contre, on constate une légère baisse au cours de la période la plus récente dans quelques pays développés : Allemagne, Russie. Le cas de l'Islande et de la Norvège est très spécifique : leur taux de consommation électrique est très élevé du fait de la présence d'industries électro-intensives (fonderies d'aluminium), attirées par l'abondance de ressources hydroélectriques à bas coût.

Consommation énergétique par secteur

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L'Agence internationale de l'énergie fournit les estimations suivantes :

Consommation finale d'énergie par secteur[9]
Pétajoule Consommation
finale
1990
Part dans la
consommation
Consommation
finale
2021
Variation
consommation
2021/1990
Part dans la
consommation
Industrie 75 216 28,8 % 127 139 +69 % 30,1 %
Transport 66 071 25,3 % 112 628 +70 % 26,7 %
Secteur résidentiel 63 500 24,3 % 90 646 +43 % 21,5 %
Secteur tertiaire 18 674 7,1 % 33 497 +79 % 7,9 %
Agriculture+pêche 7 100 2,7 % 9 329 +31 % 2,2 %
Non spécifié 10 796 4,1 % 7 213 −33 % 2,0 %
Usages non énergétiques 19 968 7,6 % 41 665 +109 % 9,9 %
Total 261 324 100 % 422 118 +62 % 100 %

Consommation d'énergie par habitant

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La liste ci-dessous, tirée des statistiques de l'Agence internationale de l'énergie (AIE), ne prend en compte que les pays de plus de 50 millions d'habitants ainsi que les pays européens de plus de 10 millions d'habitants ; les statistiques de l'AIE englobent la quasi-totalité des pays du monde.

Consommation d'énergie primaire (1) et consommation d'électricité (2)
par habitant dans le monde en 2021
Pays ou région Population
(millions)[34]
(1) Consommation
d'énergie primaire
(PJ)[9]
Consommation
d'énergie primaire
(GJ/hab)
(2) Consommation
d'électricité
(TWh)[24]
Consommation
d'électricité
(kWh/hab)
Monde 7 890 617 950 78,3 26 467 3 355
  Afrique du Sud 59,4 5 201 87,6 216,0 3 636
  Allemagne 83,2 12 055 144,9 543,2 6 529
  Bangladesh 169,4 2 064 12,2 93,2 550
  Belgique 11,6 2 325 200,4 89,0 7 671
  Brésil 214,3 12 519 58,4 570,8 2 664
  Chine 1 410 157 034 111,4 8 307 5 892
  Colombie 51,5 1 775 34,5 79,6 1 545
  République démocratique du Congo 95,9 1 326 13,8 13,4 140
  Corée du Sud 51,7 12 216 236,3 592,3 11 457
  Égypte 109,3 4 075 37,3 172,1 1 575
  Espagne 47,4 4 836 102,0 248,4 5 241
  États-Unis 332,0 89 555 269,7 4 170 12 560
  Éthiopie 120,3 1 933 16,1 10,9 90
  France 67,8 9 857 145,4 471,3 6 951
  Grèce 10,6 851 80,3 52,8 4 980
  Inde 1 410 39 529 28,0 1 345 954
  Indonésie 273,8 9 858 36,0 284,6 1 039
  Iran 87,9 12 291 139,8 301,1 3 426
  Italie 59,1 6 260 105,9 312,8 5 293
  Japon 125,7 16 731 133,1 1 001 7 962
  Kenya 53,0 1 196 22,6 9,8 185
  Mexique 126,7 7 470 59,0 336,7 2 657
  Birmanie (Myanmar) 53,8 903 16,8 14,8 275
  Nigeria 213,4 6 905 32,4 30,6 144
  Pakistan 230[35] 5 107 22,2 134,0 583
  Pays-Bas 17,5 2 979 170,2 117,6 6 719
  Philippines 113,9 2 561 22,5 96,1 844
  Pologne 37,7 4 522 119,9 171,3 4 543
  Portugal 10,4 842 81,0 50,8 4 884
  Tchéquie 10,5 1 787 170,2 70,4 6 701
  Roumanie 19,1 1 431 74,9 55,5 2 904
  Royaume-Uni 67,0 6 646 99,2 306,6 4 575
  Russie 144,1 34 886 242,1 1 040 7 219
  Suède 10,4 1 998 192,1 135,6 13 038
  Tanzanie 63,6 1 077 16,9 7,6 120
  Thaïlande 71,6 5 432 75,9 194,2 2 713
  Turquie 84,1 6 675 79,4 301,9 3 589
  Ukraine 43,8 3 692 84,3 140,2 3 201
  Viêt Nam 97,5 3 986 40,9 237,8 2 439
(1) Consommation intérieure d'énergie primaire = production + importations − exportations − soutes internationales − variations de stocks.

(2) Électricité consommée = production brute + importations − exportations − pertes en ligne.

Investissements

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L'investissement mondial dans les énergies décarbonées devrait atteindre 1 740 milliards de dollars en 2023, mais l'investissement dans les fossiles croît à nouveau pour la 3e année consécutive.

Selon le rapport 2023 de l'Agence internationale de l'énergie (AIE) sur les investissements mondiaux dans l'énergie, les investissements dans les combustibles fossiles tendent à décliner, passant de 1 319 G$ (milliards de dollars américains) en 2015 à 1 002 G$ en 2022, pendant que les investissements dans les énergies décarbonées progressent, passant de 1 074 G$ en 2015 à 1 617 G$ en 2022, 1 740 G$ étant attendus pour 2023. Les investissements dans les énergies renouvelables électriques sont passés de 451 G$ en 2019 à 596 G$ en 2022 alors que ceux dans les centrales thermiques fossiles ont reculé de 134 G$ en 2019 à 108 G$ en 2022. Les investissements dans les réseaux électriques et le stockage sont passés de 304 G$ en 2019 à 352 G$ en 2022 et ceux dans le nucléaire de 37 G$ en 2019 à 53 G$ en 2022. L'AIE prévoit que les investissements dans le solaire (382 G$) dépasseront en 2023 ceux dans la production de pétrole (371 G$) alors qu'en 2013 les investissements pétroliers étaient cinq fois plus élevés (636 G$ contre 127 G$). Les dépenses de l'industrie pétrolière et gazière vont de moins en moins aux investissements dans le pétrole et le gaz (48 % en 2022 contre 86 % en 2008) et de plus en plus aux dividendes et rachats d'actions (39 % en 2022 contre 14 % en 2008), au désendettement (13 % en 2022) et très peu aux investissements dans les énergies décarbonées (1 %)[36].

Emplois

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En 2022, l'Agence internationale de l'énergie (AIE) publie son premier rapport sur l'emploi dans l'énergie. Elle l'estime à 65 millions de personnes en 2019, soit environ 2 % des emplois au niveau mondial, dont 21 millions dans la production de combustibles, 20 millions dans celle d'électricité et 24 millions dans les usages finaux tels que l'efficacité énergétique (bâtiments et industrie) et la fabrication de véhicules routiers[37]. L'AIE estime que les énergies propres emploient plus de 50 % des travailleurs de l'énergie ; la production d'électricité bas carbone en emploie 7,8 millions, à égalité avec la production de pétrole ; la production de véhicules emploie 13,6 millions de personnes, dont 10 % pour les voitures électriques, leurs composants et leurs batteries. Plus de la moitié de l'emploi dans l'énergie se situe dans la région Asie-Pacifique ; la Chine à elle seule compte pour 30 % du total. Plus de 60 % des effectifs sont employés à développer de nouveaux projets. Les emplois à haute qualification comptent pour 45 % du total. L'AIE prévoit une croissance des emplois dans tous ses scénarios, les nouveaux emplois dans les énergies propres compensant le déclin de l'emploi dans les énergies fossiles[38],[39].

Impact environnemental

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Les émissions de gaz à effet de serre (dioxyde de carbone, méthaneetc.) de l'Union européenne sont imputables pour environ 80 % à la production et à la consommation d'énergie[40] ; cet indicateur n'est pas disponible au niveau mondial.

Au niveau mondial, les émissions de CO2 dues à la combustion d'énergies fossiles ont augmenté de 6 % en 2021, selon l'Agence internationale de l'énergie, pour atteindre le niveau record de 36,3 Gt (milliards de tonnes), après avoir reculé de 5,2 % en 2020. Le charbon est responsable de 40 % de l'accroissement des émissions, atteignant un record historique de 15,3 Gt ; le gaz a aussi dépassé le niveau de 2019, à 7,5 Gt ; le pétrole reste au-dessous du niveau de 2019, à 10,7 Gt, les transports n'ayant pas encore complètement repris[41].

Les émissions mondiales de CO2 liées à l'énergie ont atteint en 2022, selon les estimations de l'Energy Institute, 34 374 Mt, en hausse de 0,9 % par rapport à 2021 et 1 % au-dessous du niveau atteint en 2019 ; elles ont progressé de 6,7 % depuis 2012. Les émissions de la Chine (30,9 % du total mondial) ont augmenté de 17 % entre 2016 et 2022 (−0,1 % en 2022) après avoir baissé de 2,4 % entre 2014 et 2016 ; celles des États-Unis (14 % du total mondial) ont progressé de 1,2 % en 2022, mais baissé de 5,2 % depuis 2012 ; celles de l'Inde (7,6 % du total) ont progressé de 5,3 % en 2022 et de 42 % depuis 2012 ; celles de la Russie (4,2 % du total) ont baissé de 8 % en 2022 et de 7,8 % depuis 2012. En Europe (11 % du total mondial), elles ont reculé de 2 % en 2022 (−1,2 % en Allemagne et −1,7 % en France, mais +0,9 % au Royaume-Uni, +1,1 % en Italie et +7,1 % en Espagne), et de 17 % depuis 2012[s 18].

Les statistiques de l'Agence internationale de l'énergie, moins récentes mais plus précises, s'élevaient pour 2021 à 34 175 Mt, en progression de 139 % par rapport à 1971[g 1]. Les émissions de CO2 par habitant en 2021 étaient estimées à 4,26 tonnes en moyenne mondiale, en progression de 15 % par rapport à 1971, 13,76 t aux États-Unis, 7,50 t en Allemagne, 4,28 t en France, 7,52 t en Chine (surtout dans l'industrie qui produit en grande partie pour les consommateurs américains et européens…), 1,62 t en Inde et 0,88 t en Afrique[g 2]. Les émissions liées à l'énergie étaient dues pour 44,4 % par le charbon[g 3], 32,0 % par le pétrole[g 4], 22,0 % par le gaz naturel[g 5] et 1,6 % par les déchets non renouvelables.

Ces chiffres rendent compte des émissions de chaque pays mais n'intègrent pas les gaz à effet de serre induits par la production des produits importés ou exportés. L'Institut national de la statistique et des études économiques (France) et le ministère français de la Transition écologique et solidaire ont chiffré les émissions totales des Français à 11,1 tonnes de CO2 par personne en 2012, un chiffre nettement supérieur à l'émission de gaz à effet de serre par habitant sur le territoire national[42].

Par secteur en 2021, les émissions de CO2 par combustion étaient issues pour 48,3 % de l'industrie de l'énergie (surtout lors des transformations : production d'électricité et de chaleur : 43,6 %, raffinage, etc.), 22,7 % des transports, 18,9 % de l'industrie, 5,9 % des logements et 2,4 % du secteur tertiaire[g 6] ; mais après réallocation des émissions de la production d'électricité et de chaleur aux secteurs consommateurs, la part de l'industrie passe à 38 %, celle des transports à 23,4 %, celle des logements à 16,9 % et celle du secteur tertiaire à 9,4 %[g 7].

Dans le cadre des négociations internationales sur le climat, tous les pays se sont engagés à maintenir la hausse des températures en deçà de +°C par rapport à l'ère préindustrielle. Or Christophe McGlade et Paul Ekins, chercheurs à l'University College de Londres (UCL), soulignent dans la revue Nature que pour aboutir à ce résultat, il faudrait que globalement, les pays s'abstiennent d'extraire un tiers des réserves de pétrole, la moitié des réserves de gaz et plus de 80 % du charbon disponibles dans le sous-sol mondial, d'ici à 2050. Les chercheurs montrent ainsi, pays par pays, que cela concerne l'essentiel des immenses réserves de charbon qui se trouvent en Chine, en Russie, en Inde et aux États-Unis. Au Moyen-Orient, cela suppose d'abandonner l'idée d'extraire 60 % du gaz et de ne pas toucher à environ 260 milliards de barils de pétrole, l'équivalent de toutes les réserves de l'Arabie saoudite. Il faudrait enfin oublier toute velléité d'exploiter les réserves d'énergies fossiles découvertes en Arctique et s'interdire d'accroître l'exploitation du pétrole non conventionnel (schiste bitumineux, huile de schisteetc.)[43].

L'Agence internationale de l'énergie avait déjà préconisé, en 2012, de laisser dans le sol plus des deux tiers des réserves prouvées de combustibles fossiles, car notre consommation, d'ici à 2050, ne devra pas représenter plus d'un tiers des réserves prouvées de combustibles fossiles afin de ne pas dépasser les +°C de réchauffement global maximal d'ici la fin du siècle[44]. Dans une étude de 2009, le Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung démontrait qu'il ne fallait pas émettre plus de 565 gigatonnes de CO2 d'ici à 2050 pour avoir quatre chances sur cinq de ne pas dépasser la barre fatidique des +°C[45]. Or, la combustion de toutes les réserves prouvées de pétrole, charbon et gaz de la planète engendrerait 2 795 gigatonnes de CO2, soit cinq fois plus. Selon ces données, ce sont donc 80 % des réserves d'énergies fossiles actuelles qui ne doivent pas être extraites.

Notes et références

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Références

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  • (de) Agence fédérale pour les sciences de la terre et les matières premières, BGR Energiestudie 2021 - Daten und Entwicklungen der deutschen und globalen Energieversorgung [« Données et évolutions de l'approvisionnement allemand et mondial »], , 175 p. (lire en ligne [PDF])
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  2. a b c et d p. 62
  3. a et b p. 90
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  4. a et b p. 44
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  7. a b et c p. 16
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  13. p. 33
  14. a et b p. 46
  15. p. 8
  16. p. 52
  17. a et b p. 53
  18. p. 12
  1. tab.GHG-FC
  2. tab.CO2-POP
  3. tab.GHG FC-Coal
  4. tab.GHG FC-Oil
  5. tab.GHG FC-Gas
  6. tab.SECTOR
  7. tab.SECTOREH

Autres références :

  1. (en) 2010 Survey of Energy Resources, page 408, Conseil mondial de l'énergie, 2010.
  2. a et b (en) Climate Change 2014 - Chapter 7 : Energy Systems (page 526), GIEC, novembre 2014.
  3. a et b (en) Supply of Uranium - Uranium availability, Association nucléaire mondiale, mis à jour en décembre 2020.
  4. a et b (en) Supply of Uranium - Reactor fuel requirements, Association nucléaire mondiale, mis à jour en décembre 2020.
  5. a et b Thorium, site de l'Association nucléaire mondiale, mis à jour en février 2017.
  6. (en) Hydropower Special Market Report, AIE, juin 2021, p. 8 : environ 50 % du potentiel hydroélectrique mondial reste encore inexploité.
  7. Évaluation du potentiel éolien technique mobilisable réalisée en 2003 par le Conseil consultatif allemand sur le changement global (WBGU).
  8. (en) Food and Agriculture Organization of the United Nations, Energy conversion by photosynthetic organisms.
  9. a b c d e f g h i et j (en) Energy Statistics Data Browser : World - Balances 2021, Agence internationale de l'énergie, 23 décembre 2023.
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  11. « Les combustibles de la réaction de fusion », sur ITER (consulté le ).
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  13. Futura, « Énergie renouvelable », sur Futura (consulté le ).
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  16. « Renewables 2021 : Global Status Report » [PDF], sur ren21.net, Figure 2 page 33.
  17. (en) « Renewables 2020 : Global Status Report » [PDF], sur ren21.net, p. 32, figure 1.
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  20. Tristan Gaudiaut, « Infographie: Le charbon reste massivement utilisé pour produire de l'électricité », sur Statista Daily Data, (consulté le ).
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  23. (en) Nuclear Share of Electricity Generation in 2022, AIEA - PRIS, mis à jour le 26 décembre 2023.
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  27. Enrique Moreira, « Les pays émergents vont faire exploser la demande d'électricité », Les Échos, .
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  45. Nous devons laisser deux tiers des énergies fossiles dans le sol, Le Monde, 15 novembre 2012.

Voir aussi

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Bibliographie

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Articles connexes

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Liens externes

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