La transition vers une société énergétique à faibles émissions de carbone nécessitera davantage de sources d'énergie renouvelables que les estimations précédentes si les niveaux actuels de consommation d'énergie par habitant et les modes de vie doivent être maintenus. C'est l'une des principales conclusions d'une étude récemment publiée dans Énergie naturelle par Lewis King et Jeroen van den Bergh de l'Institut des sciences et technologies environnementales de l'Universitat Autònoma de Barcelona (ICTA-UAB).
Suite à l'Accord de Paris, plusieurs scénarios de transition énergétique globale ont été présentés. Alors que ceux-ci ont tendance à être analysés en termes d'énergie brute, les auteurs de l'étude considèrent la nécessité de calculer les besoins énergétiques en distinguant l'énergie brute (énergie totale produite) et l'énergie nette (énergie brute moins l'énergie utilisée pour la produire). Ils ont également pris en compte le retour sur investissement énergétique (EROI), qui représente la quantité d'énergie utile produite pour chaque unité d'apport d'énergie dans le processus d'obtention de cette énergie. Plus l'EROI d'une source d'énergie est faible, plus il faut d'énergie pour produire une énergie donnée, résultant en moins d'énergie nette disponible pour la consommation. Selon les chercheurs, le charbon et l'hydroélectricité ont des EROI élevés, tandis que l'énergie nucléaire, le pétrole et le gaz ont des EROI moyens, et les énergies solaire et éolienne se caractérisent par des EROI moyens à faibles.
Le niveau EROI est important pour l'économie d'une société, bien-être et mode de vie. Une fois que les besoins de consommation de base (« essentiels ») tels que la nourriture et l'eau sont satisfaits, les économies à faible EROI disposeraient de moins de la moitié de l'énergie nette des économies à forte EROI disponible pour la consommation et la production de tous les biens et services « non essentiels ». Cela aurait des implications importantes pour les modes de vie, et limiter la capacité d'investir de l'énergie pour atteindre une croissance économique future.
Ainsi, face à un scénario futur basé sur les énergies renouvelables (avec des taux d'EROI bas), les chercheurs indiquent que l'énergie nette par habitant est susceptible de diminuer à l'avenir entre 24% et 31% par rapport aux niveaux de 2014, à moins que des investissements substantiels ne soient faits dans l'efficacité énergétique.
« Pour maintenir l'énergie nette par habitant aux niveaux actuels, les sources d'énergie renouvelables devraient croître à un rythme deux à trois fois supérieur aux projections actuelles, " déclare Lewis King. Les résultats indiquent en outre une priorisation dans l'élimination progressive des combustibles fossiles, à savoir d'abord le charbon, puis le pétrole et enfin le gaz. Ceci peut être réalisé en mettant en place un prix du carbone, ce qui découragerait davantage l'utilisation du charbon que du pétrole, et le pétrole plus que le gaz.
Pour améliorer les modes de vie, une société à faible EROI a trois options :augmenter la production brute d'énergie, améliorer l'efficacité énergétique de l'utilisation finale dans la production et la consommation, ou améliorer considérablement l'EROI moyen grâce à des améliorations technologiques et à des investissements dans des sources d'énergie à EROI plus élevé. « Le défi d'une transition rapide vers une énergie bas carbone est donc double :rester dans le budget carbone associé aux objectifs de changement climatique acceptés (réchauffement de 2 °C) tout en continuant à fournir de l'énergie nette pour les besoins d'une société mondiale en pleine croissance, " dit le professeur van den Bergh.
King et van den Bergh ont développé un modèle EROI dynamique pour analyser l'énergie nette fournie à la société, considérant à la fois les coûts d'exploitation et d'investissement. De plus, les auteurs proposent un indicateur de retour énergétique sur le carbone (EROC), une métrique d'énergie nette par tCO2, pour aider à maximiser l'énergie nette potentielle du bilan carbone de 2 °C. Cela permettrait de comparer les performances de différentes sources d'énergie sous la contrainte d'un objectif de changement climatique. Selon l'indicateur EROC, parmi les énergies fossiles les schistes bitumineux et les sables bitumineux sont de très mauvais choix en termes de risques climatiques, alors que le gaz naturel avec CSC (captage et stockage du carbone) s'en sort le mieux, nettement mieux que le charbon avec CSC, et performant plus de 10 fois mieux que les schistes bitumineux et les sables bitumineux.
