Rapport

Recherche, sciences, techniques - Ressources naturelles, énergie, environnement

Energy Technology Perspectives 2020

Par

Energy Technology Perspectives 2020
AIE (Agence internationale de l’énergie) , « Energy Technology Perspectives 2020 », AIE / OCDE, 2020.

Depuis 2006, l’Agence internationale de l’énergie (AIE) publie régulièrement le rapport Energy Technology Perspectives (ETP), qui identifie les technologies clefs dans les domaines de la production, du stockage et de la distribution d’énergie, et conseille les gouvernements sur les politiques à adopter pour les développer. L’ETP 2020 s’intéresse aux besoins en innovation nécessaires pour atteindre les objectifs climatiques de l’accord de Paris de 2015. Selon l’AIE, l’innovation est le moteur de l’atténuation du changement climatique, son rythme doit s’accélérer. L’efficacité énergétique et les énergies renouvelables sont des solutions fondamentales mais non suffisantes, et d’autres technologies sont nécessaires. Une attention particulière est portée aux secteurs pour lesquels la décarbonation est difficile car ne bénéficiant pas encore de solution technologique à des coûts acceptables : les industries lourdes et le transport longue distance.

Dans une première partie, le rapport décrit le processus d’innovation. Une découverte scientifique doit passer par quatre étapes, une fois sortie du laboratoire, pour devenir une innovation : prototype, démonstrateur, adoption précoce, maturité. Le processus est très long (historiquement entre 20 et 80 ans) et son issue incertaine, ce qui rend les investissements risqués. Selon l’AIE, les quatre piliers d’un système d’innovation efficace sont : des ressources allouées importantes, une gestion efficace des connaissances (brevets, publications, circulation des connaissances), un marché attractif, un soutien sociopolitique.

Dans une deuxième partie, les auteurs décrivent l’état actuel de la recherche et de l’innovation dans le domaine de l’énergie propre, c’est-à-dire l’énergie produite via des technologies bas carbone qui émettent peu ou pas de CO2 ou autres polluants : les énergies renouvelables, le nucléaire, les procédés de captage, stockage et valorisation du carbone (Carbon Capture, Utilization and Storage en anglais, CCUS), l’hydrogène bas carbone, l’électrification, l’amélioration de l’efficacité énergétique, les bioénergies. L’AIE a développé des méthodologies pour suivre l’évolution d’indicateurs basés sur les quatre piliers de l’innovation cités plus haut. Le constat principal de l’agence est que les secteurs qui n’ont pas encore de solution de décarbonation commercialement viable (industries lourdes du ciment, du fer et de l’acier) sont aussi ceux qui dépensent le moins en recherche-développement. De plus, l’attractivité relative des marchés des énergies propres est inférieure à celle d’autres secteurs technologiques comme les biotechnologies ou les technologies de l’information et de la communication.

Dans le troisième chapitre, les auteurs utilisent un scénario de développement durable (SDD) pour évaluer les besoins en innovation dans le domaine de l’énergie propre permettant d’atteindre l’objectif zéro émission nette en 2070. Ce scénario est comparé à un scénario de référence échafaudé à partir des stratégies énergétiques nationales les plus récentes. L’innovation est au centre du SDD : les politiques de soutien à l’innovation y sont fortes, les synergies entre les secteurs importantes, la circulation des connaissances facilitée. Les auteurs ont examiné près de 400 technologies de la chaîne de valeur de l’énergie propre et les ont classées en fonction de leur degré de maturité. Ils ont estimé leur temps de développement, depuis le prototype jusqu’à la commercialisation, en se conformant aux tendances historiques observées pour des technologies qui ont abouti (le photovoltaïque, les batteries lithium-ion, les LED), soit entre 20 et 80 ans. Il ressort de ce travail que les technologies clefs pour la décarbonation du secteur sont l’électrification (transport, bâtiments, industrie), l’utilisation de procédés de CCUS, l’hydrogène bas carbone et la bioénergie. Près de 35 % des réductions d’émissions de CO2 en 2070 reposent sur des technologies qui ne sont aujourd’hui qu’au stade de prototype ou de démonstrateur dans le SDD, comparé au scénario de référence. Les besoins en investissements annuels moyens dans les technologies aujourd’hui au stade de prototype ou de démonstrateurs devraient être de 350 milliards de dollars US d’ici 2040 et d’environ 3 000 milliards en 2060. Les auteurs insistent sur l’importance des transferts de technologies d’un domaine à un autre et donc sur la nécessité des synergies entre secteurs.

Dans un quatrième chapitre, deux variantes du SDD sont proposées. La variante avec une innovation plus rapide (Faster Innovation Case, FIC) permet de réfléchir aux besoins nécessaires pour atteindre l’objectif « zéro émission nette » dès 2050. À l’inverse, la variante avec une innovation réduite (Reduced Innovation Case, RIC) explore les risques associés à une diminution des activités d’innovation due à la crise de la Covid-19 : même si l’effet de la crise sanitaire actuelle sur l’innovation est incertain, les risques sont élevés et les auteurs ont souhaité, tout au long du rapport, alerter sur les potentiels effets négatifs de cette crise sur les rythmes et les politiques d’innovation. Dans la variante FIC, les technologies d’énergie propre qui sont aujourd’hui au stade de prototype ou de démonstrateur devront arriver sur le marché deux fois plus rapidement que dans le scénario SDD de base. Les besoins en hydrogène et en électricité augmentent considérablement. Dans la variante RIC, les effets de retards de développement de technologies, et plus particulièrement les pompes à chaleur et les véhicules terrestres électriques, sont estimés. Ces retards entraînent des émissions de CO2 supplémentaires par rapport au scénario SDD et des coûts d’investissement plus importants.

Dans le dernier chapitre, les auteurs identifient cinq principes qui permettraient de diminuer les cycles d’innovation et d’atteindre l’objectif de neutralité carbone : sélectionner et donner la priorité aux technologies les plus adaptées, tout en suivant de près leur progression et en communiquant la stratégie au grand public, allouer plus de ressources (publiques et privées) à la recherche-développement, s’assurer que toute la chaîne de valeur est prise en considération, construire les infrastructures appropriées et enfin travailler en coopération avec l’international.

Ce rapport remet bien en perspective les échelles de temps : s’il faut 20 à 80 ans pour développer totalement une innovation et si l’objectif est la neutralité carbone en 2070, alors les décisions doivent être prises dès maintenant. Cependant, il faut aussi prendre soin d’anticiper les externalités négatives inhérentes à toute innovation scientifique ou technologique. La problématique de la hausse de la demande d’électricité, par exemple, n’est pas discutée dans ce rapport. De plus, la technologie ne doit pas apparaître comme la solution miracle aux problèmes du réchauffement climatique : d’autres actions doivent être menées, comme par exemple la modification des modes de consommation.

Site web
https://www.iea.org/reports/energy-technology-perspectives-2020

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