La problématique du Changement climatique

Alain Castinel 11 octobre 2007

La problématique du Changement climatique

La problématique du Changement Climatique - Alain Castinel 11 octobre 20072

Comment voyons nous que le climat change?Quelle en est la cause?Pouvons nous prévoir le climat futur et les conséquences des changements?

1) Les questions de la communauté scientifique..

La problématique du Changement Climatique - Alain Castinel 11 octobre 20073 Source: ACIA, Impacts of a Warming Arctic, Climate Impact Assessment Report, Cambridge University Press, 2004

Un indicateur avancé : la fonte des glaces de mer en été…

Données satellites depuis 1979, ces deux images montrent la régression de la banquise arctique. La glace polaire atteint son minimum annuel au mois de septembre.

en septembre 1979 … et en septembre 2003

Surface de la banquise arctique


L’intégration de ces données produit un signal fort..

Variation sur mille ans de la température globale en °C, le zéro de référence correspondant à la période 1961-1990

1 000 1 200 1 400 1 600 1 800 2 000

- 1.0

-0.5

0.0

0.5

HÉMISPHÈRE NORD

Données provenant de thermomètres (en rouge), de cerclesde croissance des arbres, de coraux, de carottes

glaciaires et d’enregistrements historiques (en bleu)


La hausse des températures est de plus en plus rapide..


Une interférence dans le cycle naturel du carbone…

Echangesnaturels150 Gt / y

Forêt ~ 600 GtSol ~ 2000 Gt

Océan peu profond ~ 1000 Gt

Atmosphère ~ 730 Gt + 3.2 Gt / y

Aquifèreprofond

Activitéshumaines6.3 Gt / y

océanprofond

~ 40000 Gt

1.70 Gt / y

3 Gt / y

1.6 Gt / y1.6 Gt / y

Importance du temps de réponse : émissions < 1 an, séquestration en surface (sol – forêt – mers) < 100 ansséquestration en océan profond > 100 ans

Accumulation


Puit de Carbone

En moyenne, océan et végétation absorbent 50% des émissions anthropogéniques… à l’origine du facteur 4.


Le reste du CO2 d’origine fossile s’accumule dans l’atmosphère…


Climat : un système dynamique intégrant atmosphère – océan, biosphère et continents glaciaires avec des temps de réponse différents

CHANGEMENT CLIMATIQUE – EFFET DE SERREUn couplage ancien entre teneur en CO2 et température moyenne…


Le rôle essentiel du soleil : les cycles astronomiques de Milankovitch)

1. Les glaciations du Pleistocène sont associées à des variations saisonnières de l’ensoleillement issues des lentes variations de l’orbite terrestre

2. Les variations à cycle court de l’ensoleillement (cycles de 11 ans par ex) ne représentent que 0,1% de variation de la constante solaire à comparer à un effet de serre anthropique de 2% (2,4 W/m2)

Excentricité # 100 000 ans

Obliquité # 41 000 ans

Précession des équinoxes # 22 000 ans


Pour comprendre et prévoir, on utilise des modèles de plus en plus élaborés et performants..


Observations et simulation des précipitations pour un trimestre en 2007.

On dispose ainsi d’une terre numérique pour tester des hypothèses sur les évolutions climat…


Le forçage humain actuel du climat est maintenant considéré comme quasi certain…


Les prévisions pour le siècle, un réchauffement global mais inégal..

Source GIEC AR4 2007


Moyenne inter modèle annuelle de la variation des précipitations en 2100.Source GIEC 2007

Plus de sécheresses, plus d’inondations?


Le CO2 augmente l’acidité de l’océan . Des impacts négatifs sur les récifs coralliens, le plancton et la chaîne alimentaire. Impact possible sur le cycle du carboneLe CO2 est nécessaire à la croissance des plantes mais la productivité peut être réduite . Limitations également de la disponibilité de fertilisants et de minéraux azotés.

Acidification des eaux de surface des mers…


Des conséquences pour les populations qui croissent avec le déséquilibre …


Comment stabiliser le climat futur à un niveau acceptable?


Des scénario à basse concentration pour rester en dessous de +2°C


Le réchauffement actuel provient principalement des émissions de GESdes précédentes décennies…


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1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 5 10 15 20 25 30 35 40Source : AIE

Consommation d’énergie par habitant (tep)

PIB par habitant (k$2000 PPP)

(1960-2003 pour OECD, 1971-2003 non-OECD, 1992-2003 Russie)

MONDE

EUROPE

JAPON

USAUSA

INDE

CHINE

TAIWANCOREE

HONG KONG

Ex--URSS

RUSSIE 1992

2) Le lien énergie et développement…des responsabilités différenciées…

CANADA


L’Asie est en fort développement industriel !


Et 2 milliards d’individus n’ont pas accès à l’électricité !


Scénario de référence de l’AIE :Croissance de la demande énergétique mondiale

La demande augmente de 50% (source AIE mars 2007)


Le scénario de référence :une forte croissance des émissions de CO2

La moitié de la croissance provient de nouvelles centralesprincipalement au charbon (Chine, Inde, ..)

Source AIE mars 2007


Les émissions de CO2 augmenteront plus rapidement dans les pays en voie de dévelopement, surpassant celles des pays développés dès 2012. AIE Nov 2006

Croissance forte des émissions de CO2 des pays en développement..(Chine, Inde, Brésil, ..)


Principalement dans les secteurs du transport et de la génération électrique..

Ce sont les émissions CO2 de la génération électrique et du transport qui ont la croissance la plus importante.

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2 000

4 000

6 000

8 000

10 000

12 000

14 000

16 000

18 000

1990 2002 2010 2020 2030

mill

ion

tonn

es o

f CO

2

Power Generation Other Transformation Industry Transport Other Sectors

La rLa réépartition sectorielle des partition sectorielle des éémissions COmissions CO22 (rapport AIE 2004)(rapport AIE 2004)


Le Scénario alternatif de stabilisation des émissions …

L’amélioration de l’efficacité énergétique contribue pour 2/3 aux réductionsD’ici 2030 (scénario avec développement du captage stockage après 2030). Source Agence Internationale de l’Energie mars. 2007)


Au-delà de 2030 – des défis technologiques et économiques considérables

Source: Agence Internationale de l’Energie mars. 2007


la convention cadre des nations-unies sur le changement climatiqueArticle 2 « l’objectif ultime de la convention est de stabiliser les concentrations de GES a un niveau qui empêche toute perturbation anthropique dangereuse du système climatique dans un délaipermettant l’adaptation des écosystèmes, la protection de la ressource alimentaire et la poursuite d’un développement durable »La convention reconnaît une responsabilité commune mais différenciée entre l’OCDE et les autres états.Les gouvernements s’engagent à:- Rassembler et partager les informations (inventaires, Plans nationaux de lutte contre le changement climatique,, …)- Coopérer dans le développement, le transfert de technologies et l’adaptation aux impacts des changements climatiques

3) La réponse internationale : Rio (92-94)


Objectif national quantifié d’émissions pour les pays de l’ Annexe l (36 pays).Globalement – 5,2%, 2008-2012 vs 1990 pour 6 gaz CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCset SF6 . Activités : industries (yc énergie ), transport, tertiaire, agriculture et forestationUne organisation pour mesurer/contrôler l’ inventaire national des émissions au travers de registres nationaux communiquant entre eux (inclus CAFT)et sanctionner les « défauts d’observance » (restitution de 130% du manquant émissions-quotas au cours de la période suivante et impossibilité de vendre des quotas)

La création d’un marché mondial du carbone avec des mécanismes de flexibilité( crédits issus de projets de réduction d’émission de GES) entre pays ayant ratifié le Protocole ( 150pays) - Clean development mechanisms(CDM) ou mécanismes de developpement

propre(MDP) : art. 12. projets entre pays « de l’Annexe I » et pays « hors Annexe l »générant des CERs (réductions d’émissions certifiées), créés dans le pays après accord.)

- Joint Implementation (JI) ou mise en oeuvre conjointe (MOC)art. 6. projets entre pays « de l’Annexe l » générant des ERU (unité de réductions d’émissions)

La réponse internationale : le protocole de Kyoto (1997) mise en œuvre 16 février 2005


La Directive Européenne du Marchéd’émissions de CO2

Outil de mise en œuvre anticipée de Kyoto limité au seul CO2 pour la période 2005-2007 et revu pour la période 2012 +Participation: #11500 installations dans le secteur énergie et les installations de combustion > 20 MWhPlans Nationaux d’Allocations de Quota (PNAQ)

25 PNAQ approuvés par la Commission Européenne Monitoring, Reporting et Vérification (M.R.V.) des émissions, par les exploitants, sous la responsabilité des Etats,

Possibilité d’échanges des quotas à l’intérieur de l’UE via des registres nationauxEn cas de défaut de restitution de quotas en fin d’année, une pénalité non libératoire est appliquée de 40 €/t et 100 €/t respectivement pour les périodes 2005-2007 et 2008-2012.

…les principes

(Directive 2003/87/CE du 13 octobre 2003)


Périmètre relatif ETS en Europe

29

CERA_Template_MMDD04Source: Countries’ Third Communications to UNFCCC, CERA.30701-42/021804

Breakdown of EU 25 Emissions in 2001

5,000

MillionMetric

Tons

AllGreenhouse Gases

0

4,500

CO2 ETS

4,000

3,500

2,500

2,000

1,500

1,000

500

Non-CO2

CO2

ETS FiveParticipatingSectors

Non participatingSectors

Powerand Heat

OtherFour Sectors

3,000


CHANGEMENT CLIMATIQUE – EFFET DE SERREImpact pour nos activités 26 MtCO2/an de quotas alloués sur 39 sites ETS opérés et gérés +

22 non opérés, une internalisation dans nos budgets du coût des émissions de CO2

et un surcroît de Monitoring/reporting/vérificationLa tonne marginale de GES devient une valeur économique. Une

tonne de GES réduite en Afrique permet de compenser des émissions en Europe à travers les mécanismes CDM/JI

02468

101214161820222426283032

Jun-05

Aug-05

Oct-05

Dec-05

Feb-06

Apr-06

Jun-06

Aug-06

Oct-06

Dec-06

Feb-07

Apr-07

Jun-07

Aug-07

€/t

Dec 07 - EU ETS 1 Dec 08 - EU ETS 2 Spot


Ordres de grandeur des externalités pour le Groupe

Coûts potentiels associé au CO2 (à 20$/t CO2)58 MtCO2eq * 20 $/t = 1,16 G$/an soit (~ totalité coûts estimés

HSE)

Pour les huiles extra lourdes de l’ E&P:1 tCO2 par t huile, soit ~3 $/bep

Pour l’ électricité: 375 kgCO2/MWh, soit 7,5 $/MWh

Pour le Raffinage: 200 kgCO2/t raffinée, soit 4 $/t raffinée

Pour la Chimie :0,33 tCO2/t prod pétrochimie (définition large), soit 7$/t 1 tCO2/t styrène soit 20 $/t 2,8 CO2eq/t acide nitrique, soit 56 $//t

Pour les Clients pétroliers: 3 tCO2/tep soit 8,5 $/bep consomméou 6 c€/litre

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