Combien de CO₂ les énergies renouvelables émettent-elles ?

Toutes les filières énergétiques émettent des gaz à effet de serre. Les énergies renouvelables émettent indirectement du CO2 mais nettement moins que la combustion des agents énergétiques fossiles (charbon, essence, diesel, gaz naturel). Toutefois, la technologie de capture et de séquestration du CO2 pourrait, à terme, changer la donne.

Chaque kWh d’énergie que nous consommons contribue au réchauffement climatique, car toutes les filières énergétiques relâchent dans l’air des gaz à effet de serre (essentiellement du CO2), directement ou indirectement. Mais certaines en émettent beaucoup plus que d’autres. Les émissions occasionnées par les agents fossiles se produisent essentiellement lors de leur combustion dans les moteurs, les chaudières, les centrales électriques, les cimenteries, etc. Les énergies renouvelables émettent également des gaz à effet de serre, mais principalement lors de la fabrication, du transport, de l’installation et du démantèlement des équipements nécessaires (éoliennes, panneaux solaires, etc.).

Pour comparer la contribution des filières énergétiques au réchauffement climatique, on comptabilise leurs émissions en grammes de CO2 par kWh d’énergie fournie ^[Plus précisément en grammes de « CO2 équivalent » (CO2eq), ce qui permet de prendre en compte les autres gaz à effet de serre également émis (oxydes d’azote, méthane, etc.). Le mazout présente une «intensité carbone » de 330 grammes de CO2-équivalent par kWh (330 gCO2eq/kWh).]. Prenons l’exemple du chauffage au mazout : l’extraction, le transport, le raffinage et la combustion du mazout nécessaire pour fournir un kWh de chaleur occasionnent l’émission dans l’atmosphère de 330 grammes de CO2-équivalent. On dit alors que le mazout présente une « intensité carbone » de 330 grammes de CO2-équivalent par kWh (330 g/CO2éq/kWh ou en abrégé: 330 g). Ce montant se décompose comme suit : 24 g émis lors de l’extraction du pétrole brut, 10 g lors de son transport, 18 g lors de sa transformation en raffinerie, et 278 g lors de sa combustion dans une chaudière, soit 84 % des émissions de la filière. Avec ses 330 g, le mazout présente un très mauvais bilan comparé aux alternatives disponibles pour le chauffage : 270 g pour le gaz naturel, 130 g pour le chauffage électrique direct, 40 g pour la pompe à chaleur, et 20 g pour le bois [→ voir figure ci-dessous].

Des variations tout aussi considérables existent entre les différentes filières de production d’électricité. Les centrales électriques au charbon sont de loin les pires pour les émissions de gaz à effet de serre : 1000 g par kWh ! C’est plus du double que l’électricité produite à partir du gaz naturel : 400 g. Les énergies renouvelables présentent un bilan nettement meilleur : 40-90 g pour le solaire photovoltaïque (selon la technologie utilisée), 15-25 g pour l’éolien (selon le type d’éolienne), et moins de 10 g pour l’hydroélectricité. L’électricité nucléaire présente également un bilan CO2 très favorable, de l’ordre de 10 g par kWh pour la filière utilisée en Suisse, même si une grande incertitude plane sur ce chiffre [→ Q17].

Qu’en est-il des carburants pour les transports ? L’essence et le diesel émettent quasiment la même quantité de CO2-équivalent par kWh d’énergie fournie : 329 g pour l’essence, 317 g pour le diesel. Le gaz naturel utilisé comme carburant en émet environ 30 % de moins : 223 g. Les biocarburants présentent un bilan contrasté, car leur capacité à modérer le réchauffement climatique varie énormément d’un produit à l’autre. Les biocarburants liquides, dits de « 1re génération » (provenant de plantes nourricières comme le maïs, le colza, etc.), émettent 70-90 g pour le bioéthanol, et 140-200 g pour le biodiesel. Certains de ces biocarburants n’offrent donc qu’un potentiel limité de réduction des émissions de gaz à effet de serre, tout en étant très controversés en termes d’impact social et environnemental. Pour ces raisons, la Suisse n’en consomme que très peu [→ Q56]. Les biocarburants de 2e et de 3e génération, issus notamment de biomasses ligneuses (bois, herbes, etc.) ou d’algues, devraient générer des émissions de gaz à effet de serre nettement plus faibles, de l’ordre de 50-100 g. Mais ces chiffres prometteurs restent à confirmer. Par ailleurs, il faudra attendre au moins 2020 pour que ces nouveaux biocarburants soient commercialisés à grande échelle.

Le biogaz, utilisé comme biocarburant dans les véhicules à gaz [→ Q33].

Au final, les énergies renouvelables émettent entre 5 et 30 fois moins de gaz à effet de serre que les filières basées sur des agents fossiles [→ voir figure ci-dessous]. Cela dit, on peut envisager de capter puis de séquestrer le CO2 généré lors de la combustion des combustibles fossiles [→ Q91]. Si on y parvient de manière fiable et à des coûts acceptables, certaines filières fossiles pourraient devenir aussi faiblement émettrices de CO2 que les énergies renouvelables.