Actu
13/05/2020

Transition énergétique mondiale : vers de nouvelles dépendances ? Le projet ANR GENERATE

La diffusion des énergies renouvelables (ENR) au niveau international pourrait exacerber les pressions sur les ressources essentielles au développement des technologies bas-carbone, affecter les pays producteurs d’énergies fossiles, et complexifier la géopolitique énergétique actuelle. En vue d’analyser de manière prospective les trajectoires possibles, le projet ANR GENERATE (2017-2020) a étudié la criticité de matériaux clés, les dépôts de brevets pour cartographier les pays leaders dans le secteur des ENR, et enfin les conséquences économiques et géopolitiques pour les pays producteurs d’hydrocarbures.

Evolution de la demande en matériaux stratégiques à l’horizon 2050

Les chercheurs du projet GENERATE ont tout d’abord reconstitué les chaînes de valeur de matériaux essentiels à la transition : cobalt, cuivre, lithium, nickel et terres rares, pour évaluer à l’aide du modèle TIAM-IFPEN leurs demandes selon deux scénarios climatiques (limitation du réchauffement climatique à +4°C et à +2°C en 2100). La demande, modélisée à l’horizon 2050, a été comparée aux ressources connues en 2010 pour déterminer un indicateur de criticité (soit l’évaluation des risques liés à la production, l’utilisation ou la gestion de fin de vie d’une matière première).

Les scénarios montrent une criticité élevée pour le cobalt et, de façon surprenante pour le cuivre en 2050 : plus de 90 % des ressources aujourd’hui connues pourraient être consommées.

Ce chiffre devra être relativisé selon l’évolution des réserves et leur niveau réel en 2050. Le secteur des ENR représente par ailleurs moins du tiers de la consommation globale de cuivre. La criticité potentielle future de ce matériau pourrait provenir de sa forte utilisation dans d’autres secteurs pris en compte dans la modélisation (biens de consommation, industrie et construction). De plus, l’accès à l’eau pour les différents procédés de production des technologies des ENR pourrait jouer un rôle primordial dans les années à venir. Enfin, certains pays producteurs ou spécialisés dans le raffinage des métaux, tels que le Chili, la Chine ou l’Argentine, pourraient détenir un pouvoir de marché important à l’horizon 2050.

Une forte spécialisation technologique des pays Asie dans le secteur des ENR

Qui sont les leaders actuels des technologies des ENR ? Les chercheurs ont analysé sur la période 2002-2014 les données d’acquisitions de brevets auprès des cinq plus grands offices de propriété intellectuelle (USPTO, EPO, JPO, SIPO et KIPO) pour rendre compte des tendances mondiales. Une accélération de l’innovation dans les technologies des ENR est observée au début des années 2000, fortement corrélée au prix du pétrole. Cela souligne l’influence dont disposent les pays producteurs d’hydrocarbures sur la transition énergétique, qui en s’accordant sur une baisse des prix peuvent impacter à la baisse l’innovation bas-carbone par exemple.

Ces dernières décennies ont également été marquées par l’émergence de nouveaux acteurs sur les marchés des ENR, notamment en Asie. La Corée du Sud et Taïwan se sont fortement spécialisés dans les technologies du solaire photovoltaïque tandis que la Chine s’est spécialisée dans les technologies de l’éolien, des biocarburants, des énergies des mers et des courants, et dans une moindre mesure du solaire PV. La spécialisation de la Chine a été amorcée dès les années 1990 puis fortement encouragée en 2005 dans le cadre d’une politique de soutien au déploiement des ENR, avant de se maintenir. L’ensemble asiatique représente aujourd’hui près de 52% des brevets ENR, dont 29% pour la Chine. Si les Etats-Unis, l’Europe et le Japon conservent encore un avantage technologique, ils pourraient être concurrencés à l’avenir.

Vulnérabilité, résilience et potentiel d’intégration des pays exportateurs d’hydrocarbures


Pour plus de 25 pays, les exportations de pétrole et de gaz représentent aujourd’hui plus de 40% de leurs recettes budgétaires totales. Quel devenir alors pour les modèles économiques des pays producteurs ? Des interrogations subsistent concernant les revenus futurs qu’ils pourront tirer de ces exportations. En effet, la demande en hydrocarbures reste soumise à l’évolution de la croissance mondiale, en particulier des pays émergents dont le rythme diminue pour certains (Chine, Inde), et aux dynamiques du secteur des transports (selon la diffusion des véhicules électriques par exemple). Elle dépend aussi de la mise en œuvre des politiques de lutte contre le changement climatique.

Les chercheurs ont mené une analyse bibliographique et statistique d’indicateurs mesurant la vulnérabilité et la résilience des pays exportateurs, soit leur exposition et leur faculté d’atténuation ou d’adaptation à une diminution des revenus liés aux hydrocarbures. Ils ont de plus évalué leur potentiel d’intégration dans les dynamiques créées par la transition énergétique mondiale (notamment l’innovation technologique et les ressources minérales nécessaires). Contrairement aux idées reçues, les « grands » pays exportateurs tels que les pays du Golfe et la Russie ne sont pas les plus vulnérables et pourraient tirer profit de la transition s’ils prennent dès à présent des orientations stratégiques. Certains « petits » pays exportateurs, principalement situés en Afrique sub-saharienne, seraient en revanche plus vulnérables à un ralentissement de la demande en hydrocarbures.

Les chercheurs poursuivront plus spécifiquement leurs travaux sur l’importance du facteur eau dans la transition énergétique. Ils envisagent notamment de coupler leur modèle technico-économique avec un modèle de représentation des capacités hydriques mondiales, pour déterminer continent par continent le stress hydrique imposé par les technologies bas-carbone. Les aspects économiques du recyclage des matériaux stratégiques seront également approfondis dans le cadre d’une thèse. Financé par l’Agence nationale de la recherche (ANR), le projet GENERATE regroupait deux partenaires : IFPEN - IFP Energies nouvelles, et l’IRIS - Institut de Relations Internationales et Stratégiques.

Quelques références :

  • Hache, E., Seck, G.S., Simoën, M., Bonnet, C., Carcanague S., (2019), "Critical raw materials and transportation sector electrification: A detailed bottom-up analysis in world transport", Applied Energy, 40, pp.6-25.
  • Bonnet, C., Hache, E., Seck, G.S., Simoën, M., Carcanague S., (2019), "Who’s winning the low-carbon innovationrace? An assessment of countries’ leadership in renewable energy technologies. International Economics, July 2019.

En savoir plus :

Vers une géopolitique de l’énergie plus complexe ? IFPEN, janvier 2019

Publication des résultats de l’étude GENERATE sur la criticité du cuivre dans la transition énergétique, IFPEN, juillet 2019

Cuivre : quel avenir pour ce métal essentiel à la transition énergétique ? The Conversation, juillet 2019