le Pic de production du charbon est prévu pour 2020

Publié le par makhnovitch

 
Une étude vient de remettre en question les croyances traditionnelles sur les perspectives  d'exploitation du charbon pour le siècle à venir. Cette remise en question est d'une importance cruciale dans un contexte de déclin de la production de pétrole et de gaz. De plus, cela entraine d'autres questionnements sur la production future d'électricité étant donné que le charbon est surtout utilisé pour la production d'électricité. Enfin, cette étude montre que nous sommes maintenant face à une crise énergétique globale pour les deux prochaines décennies dont on commence à peine à mesurer l'ampleur.

Implication du pic du charbon

La convergence des pics de production du pétrole, du gaz et du charbon sur une période de 20 ans entre 2005 et 2025 est potentiellement explosive et va probablement provoquer l'effondrement de notre Civilisation.

Nous étudierons aussi prochainement la question de l'énergie nucléaire et des possibilités d'exploitation de l'uranium à l'horizon 2030. Ici aussi, Les perspectives ne sont pas aussi encourageantes que ce que le lobbie du nucléaire veut nous faire croire...

Aussi, les quatres énergies, le pétrole, le gaz naturel, le charbon et l'énergie nucléaire à base d'uranium, menacent de décliner dans les 20 prochaines années. Ces énergies représentent  86,7% de l'énergie primaire utilisée dans le monde
en 2004.

Ceci signifie que nous pouvons maintenant prévoir qu'un pic de production de l'ensemble des énergies primaires produites sur la planète va se produire dans les 20 prochaines années. En 2004, on peut voir que nous produisions 11059 Millions de tonnes équivalent pétrole d'énergies primaires. A combien en serons nous au moment du pic des énergies?

Comme vous pouvez le voir dans le graphique ci-dessous publié dans le document de l'AIE "Key World Energy Statistics 2006" téléchargeable gratuitement sur le site de l'AIE, la part des énergies fossiles et de l'énergie nucléaire est considérable.  En terme d'énergie primaire, le pétrole occupe 34,2%, le charbon 25,1%, le gaz naturel 20,9%, l'énergie nucléaire 6,5%.
Aussi, la question de savoir quelles vont réellement être les possibilités de production des énergies fossiles dans les deux prochaines décennies est d'une importance vitale. Malgré l'importance de cette question, les données auxquelles nous avons accès sont très pauvres et souvent fantaisistes. 

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L'énergie hydroélectrique a une part de 2,2% et les combustibles issus de la biomasse 10,6%. Ceux-ci forment la principale source d'énergie des pays pauvres  pour cuisiner et se chauffer. Les énergies renouvelables "technologiques" telles le solaire, l'éolien, la géothermie n'occupent en 2004 que 0,4% de l'énergie primaire consommée dans la monde.

On ne peut espérer sérieusement que les énergies renouvelables, correspondant donc à 13,4% de l'énergie primaire produite dans le monde en 2004, puissent compenser le déclin des énergies fossiles.

En effet, la pression sur la biomasse est déjà très importante (la surface couverte par les forêts diminue à une vitesse impressionnante dans les pays tropicaux).

L'énergie hydroélectrique ne pourra pas croitre et pourrait même diminuer du fait de l'asséchement des cours d'eau.

Les énergies renouvelables "technologiques" peuvent prendre de l'importance mais leur part relative est trop faible (0,4%) pour envisager qu'elles puissent remplacer les énergies fossiles. De plus, elles coûtent relativement chères bien que leurs coûts de fabrication tendent à baisser. Elles ne peuvent produire que de l'électricité mais de manière intermittente. De plus, leurs prix va augmenter avec l'inflation provoquée par la hausse des prix des énergies fossiles et par la forte demande pour ces énergies dans un proche avenir. Aussi, celles-ci ne resteront accessibles qu'à une partie de la population. Enfin, la technologie, les matières premières et la "filière" économique de ces énergies nécessitent la persistence de la structure économique basée sur les énergies fossiles.

En fait, le développement de ces énergies arrive trop tard. Il aurait été intelligent d'écouter le Club de Rome et les auteurs du livre "Limit To Growth" au début des années 70 et de développer de manière exponentielle ces énergies dès les années 70 et 80 avec une politique de réduction massive de la consommation énergétique dans les pays du Nord en abandonnant le dogme de la croissance économique et le libéralisme. Les énergies renouvelables technologiques occuperaient
aujourd'hui une part relative beaucoup plus importante dans l'ensemble des énergies primaires (environ 20%). La consommation des énergies fossiles auraient fortement baissé depuis les années 70 et le pic de production des énergies fossiles aurait pu être repoussé de quelques décennies permettant de preparer la transition en douceur et sereinement. L'immense difficulté de cette transition réside surtout dans le changement structurel de la société, dans la profonde mutation des comportements et des rythmes de vie mais plus encore la difficile mutation de la manière de voir le monde et notre insertion dans un écosystème dont la survie de tout les être vivants de cette planète dépend. Tout ceci prend du temps, beaucoup de temps si l'on veut que la transition se passe en douceur.  Il faut à mon avis plusieurs générations.

Cette transition en douceur était encore possible si celle-ci avait débuté au cours des années 70-80 à marché forcée et sans perdre de temps. Aujourd'hui, notre addiction aux énergies fossiles se répand dans le monde entier et nous n'avons rien préparé pour faire face au déclin imminent et rapide de leur production.

" Coal, Resources and Future Production"

Introduction


Ce rapport intitulé " Coal, Resources and Future Production", a été commandé en Allemagne à un groupe d'experts et de scientifiques, Energy Watch Group. Ce rapport est sorti en mars 2007. Energy Watch Group a été initié par un membre du parlement allemand, Hans-Josef Fell.

Le but de ce groupe est de faire des recherches sur les possibilités de production d'énergie au niveau mondial ainsi que sur les possibilités de satisfaire la demande.

Ce papier de 47 pages, rédigé en anglais, est le second de
Energy Watch Group. Le premier papier de Energy watch Group, est sorti en novembre 2006 et concernait justement l'énergie nucléaire et les possibilités d'utilisation de cette énergie à l'horizon 2030. De même, nous reviendrons sur ce rapport plus tard car les conclusions du rapport sont aussi stupéfiantes que sur le charbon.

Les chercheurs de ce groupe sont dirigés par deux membres de Ludwig Bölkow Systemtechnik GmbH, Dr. Werner Zittel et Jörg Schindler. Ils sont accompagnés par Dr. Harry Lehmann du World Council for Renewable Energy et  Stefan Peter du Institute for Sustainable Solutions and Innovations.

Le Ludwig Bölkow Systemtechnik GmbH est une organisation de consultation sur l'énergie et la technologie. Cette organisation participe à ASPO Allemagne.

Le rapport commence par un résumé des conclusions du rapport et commence par dire que la croyance traditionnelle est que le charbon se trouve encore en abondance sur Terre et qu'il n'est pas envisagé de problèmes d'approvisionnement durant le siècle que vient de commencer. Il serait envisagé sérieusement pour remplacer les énergies déclinantes du pétrole et du gaz et cela causerait beaucoup d'horreur devant les conséquences d'une utilisation massive du charbon pendant ce siècle en termes de pollution et de changement climatique. Les auteurs posent alors la question suivante :  mais combien reste-t-il réellement de charbon?

Le but du papier est donc d'avoir une vue globale des reserves de charbon dans le monde et de la production passée et à venir.

Définitions

Commençons par définir les différentes sortes de charbon.

Il y a quatres sortes de charbon dans le monde. On peut les définir par les différences de quantités d'énergie que chacun de ces charbons contient :

Anthracite:                                30 MJ/kg 
Charbon Bitumineux :            18.8–29.3 MJ/kg 
Charbon Subbitumineux :      8.3–25 MJ/kg 
Lignite:                                      5.5–14.3 MJ/kg

Ainsi, 1 kg d'anthracite contient autant d'énergie qu'environ 3 kg de lignite.

Souvent, l'anthracite et le charbon bitumineux sont regroupés sous le terme générique de charbon maigre (Hard Coal) et le charbon subbitumineux et la lignite sous le terme de charbon gras (Brown Coal).

Définitions des réserves prouvées en place :  Ce sont les ressources qui restent à exploiter dans les gisements découverts et connus qui ont été recensées de manière précises et qui sont sensés être exploitables dans les conditions économiques actuelles avec la technologie d'aujourd'hui.

Définitions des réserves prouvées extractables selon le World Energy Council (WEC):
ce sont les réserves qui font parti des réserves prouvées en place qui peuvent être extraites des gisements à présent et dans le futur dans les conditions économiques actuelles avec la technologie d'aujourd'hui.

Définitions des ressources selon le WEC : Les ressources correspondent aux réserves prouvées auxquelles on ajoutent les quantités estimées dans des extensions inexplorées de gisement actuellement en exploitation, des quantités de charbon dans des gisements non découverts dans des zones connus pour contenir des gisements de charbon et ayant des conditions géologiques favorables pour contenir des gisements de charbon. Les quantités de charbon spéculatives ne sont pas comptabilisés dans les ressources.

L'évolution des réserves de charbon

Le premier résultat de cette analyse est de constater qu'il reste beaucoup moins de charbon sur Terre que ce que l'on peut penser.

Premièrement, les données auxquelles on peut avoir accès sont de piètres qualités et il n'y a aucun moyen de pouvoir vérifier leurs exactitudes.

Par contre, si l'on regarde l'historique des données concernant les réserves, on constate une baisse continuelle des estimations des réserves dans le monde depuis au moins 20 ans et parfois de manière dramatique.

Le changement le plus impressionnant concerne justement l'Allemagne qui a supprimé 99% de ses réserves de charbon maigre (Hard Coal) en 2004. Auparavant estimé à 23 milliards tonnes, ses réserves ont été ramenées à 0,183 milliards de tonnes. L'Administration allemande n'a publié aucune explication alors même que la question de la production de charbon en Allemagne était posée en débat public. Le World Energy Council notait dans son rapport "2004 Survey of  Energy Resources" que "les précédentes estimations des réserves de charbon en Allemagne (c'est à dire de 1996 à 1999) contenaient de ressources spéculatives qui ne sont maintenant plus pris en compte." Aussi, cela signifie que des quantités de charbon alors classées auparavant comme "prouvées" ont été ramenées au rang de "spéculatives".

De même, les réserves de lignite en Allemagne ont été divisés par 7 en 2004, c'est à dire qu'ils ont fait disparaitre 85% des réserves de lignite de 2003. Comme l'Allemagne est le premier producteur de lignite au monde, cette nouvelle estimation devrait susciter une certaine inquiétude...

La Pologne a aussi baissé drastiquement ses réserves de charbon. Ainsi, en 1998, la Pologne a baissé ses réserves de charbon maigre (Hard Coal : charbon bitumineux et anthracite) de 29 milliards de tonnes en 1997 à 12 milliards de tonnes en 1998, ce qui corespond à une baisse de 60% de ses réserves charbon maigre. Ses réserves de charbon gras ( Brown Coal : charbon subbitumineux et lignite) passent de 13 milliards de tonnes en 1997 à 2,2 milliards de tonnes en 1998 puis à 1,86 milliards de tonnes en 2001 puis à 0 en 2004. La Pologne n'a officiellement plus aucune réserve de charbon gras en 2004 alors même que ses réserves se montaient à 13 milliards de tonnes en 1997!

Pour certains pays, les réserves sont restés inchangées depuis de longues années comme le Vietnam qui n'a pas modifié ses réserves depuis 40 ans.  Plus important, la Chine  n'a pas modifié les chiffres officiels de ses réserves depuis 1992 alors même que la production cumulative depuis 1992 se montent à 20% de ces réserves.

Les auteurs du rapport continuent en disant que, malgré la pauvreté des données concernant les réserves de charbon dans le monde, une étude à partir de ces données sera très utile et permettra d'établir les projections les plus optimistes sur les courbes de production à venir étant entendu que les chiffres actuels des réserves sont considérés comme surestimés.

Voici un premier tableau où l'on peut voir l'évolution des réserves officielles de charbon maigres des principaux producteurs dans le monde. 

tableauhardcoalreserves.gif On peut constater que seul l'Inde a connu une augmentation de ses réserves depuis 1987. L'Australie a vu ses réserves augmenter jusqu'en 1998 puis après trois années de stabilité, ses réserves ont baissé une première fois en 2000 puis une nouvelle fois en 2004. Entre 1999 et 2004, ses réserves ont baissé de 8700 Millions de tonnes, ou 18%.

Les plus importantes baisses concernent l'Allemagne, la Grande-Bretagne et la Pologne.

Voyons un graphique qui montre la baisse des réserves de charbon maigre.

hardcoalreserves.gif

Regardons l'évolution des réserves de charbon gras. 

tableaubrowncoalreserves.gifOn peut voir des changements très importants des réserves en grande-Bretagne, en Pologne mais aussi en Indonésie ou les réserves sont multipliées par 15 en 1992 puis divisé par 7 en 1998.

Le graphique suivant permet de voir plus clairement la baisse des réserves de charbon gras depuis 1991.

lignitecoalreserve.gif

De manière globale, mis à part l'Inde et l'Australie, les réserves mondiales de charbon maigre ont baissé de 35% de 1987 à 2005. Avec l'Inde et l'Australie, la baisse est de 15%.
Les révisions à la hausse des réserves en Inde sont considérables. Mais c'est le seul pays dont les réserves ont augmenté de cette manière dans le monde.

Si l'on parle de ressources, la baisse au niveau mondiale est de 50% de 1980 à 2005. En effet, les ressources étaient de 10000 milliards de tonnes en 1980. En 2005, elles ne sont plus que 4500 milliards de tonnes. A chaque nouvelle estimation, il y a eu une baisse conséquente de l'estimation des ressources. cela est attribué à une meilleur connaissance des informations sur les ressources. Il est tout à fait possible que les ressources seront encore revues à la baisse.

Les ressources n'ont jamais été reclassifié en réserves sur cette période en dépit de l'augmentation des prix posant des questions sur la réalité de ces ressources.

Selon le WEC, les réserves prouvées extractables à fin 2002 se montaient à 479 Milliards de tonnes d'anthracite et de bitumineux, à 272 milliards de subbitumineux et à 158 milliards de lignite.

Voici un graphique montrant l'évolution des estimations des ressources mondiales. l'anomalie de 1993 correspond au fait les ressources de l'ex-URSS ont été intégré à l'Europe cette année là alors qu'elles étaient normalement intégré à l'Asie.

L'unité de mesure est le btce ou Billion Ton C
oal Equivalent ou milliards de tonnes équivalent Charbon. 1 btce = 833 Mtoe (million de tonnes équivalent pétrole).

historycoalressources.gif


6 pays concentrent les réserves et la production de charbon

85% des réserves de charbon sont concentrés dans 6 pays avec par ordre décroissant : les USA, la Russie, l'Inde, la Chine, l'Australie et l'Afrique du Sud. Les USA possédent le tiers de réserves mondiales et est le second producteur. La Chine possèdent la moitié des réserves des USA mais est de loin le premier producteur de charbon. Par conséquent, l'évolution de la production de charbon dans ces deux pays va influer de manière décisive sur la courbe de production mondiale.

Niveau production, le premier producteur est la Chine. Le second producteur, les USA produisent la moitié de celle de la Chine. Le troisième producteur, l'Australie produit mois de la moitié de la production des USA. Ensuite viennent l'Inde, l'Afrique du Sud et la Russie. Ces 6 pays produisent 80% de la production mondiale de charbon.

Côté consommation, 85% du charbon est consommé localement et seulement 15% est exporté.

L'Australie est le principal exportateur (40% des exportations mondiales; Ensuite viennent l'Afrique du Sud, la Colombie, la Chine et la Russie.

Voici un tableau permettant de voir les principaux acteurs du marché du charbon dans le monde :

tableauacteurs.gif

Voici un autre graphique où l'on peut voir la courbe de production ainsi que les réserves des pays.

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On peut voir sur ce graphique que la Chine a un taux de déplétion de 1,9% par an, c'est à dire qu'elle extrait chaque année 1,9% de ses réserves, ou un rapport R/P de 50 ans. Ce taux est très supérieur aux autres pays et induit un pic de production plus sèvère pour la Chine que pour les autres pays. Etant donné l'importance de la production chinoise dans le monde, il est fort probable que le pic de production de la Chine entraine le pic de production mondial du charbon.

Les Etats Unis sont les seconds producteurs mondiaux. Leurs réserves sont très importantes et correspondent à 30% des réserves mondiales. Leur rapport R/P est de 200 ans. Cependant, il est fort probable qu'une partie des réserves des USA  ne soient jamais extraite car une grande partie est de faible qualité et contient beaucoup de soufre. On peut signaler des contraintes de production.

La productivité par mineur a augmenté jusqu'en 2000 puis s'est mise à baisser depuis lors.

la production de charbon bitumineux a déjà piqué au cours des années 90 et se trouve actuellement en déclin.

Les USA sont passés récemment du statut d'exportateur à celui d'importateur de charbon.

La production totale de charbon augmente encore en volume aux USA grâce à la croissance de la production de charbon subbitumineux au Woyming. cependant, en terme énergétique, la production totale de charbon a déjà piqué aux USA en 1998 car le charbon subbitumineux contient beaucoup moins d'énergie pour la même quantité extraite que le charbon bitumineux.

la Production dans des Etats qui annoncent des réserves importantes tels que dans les Appalaches et l'IIlinois a déjà piqué et va décliner. Aussi, il est très probable que ces volumes de réserves ne soient jamais exploités.

Les projections des courbes de production

Ce sont les projections que les auteurs de ce rapport ont pu établir à partir des données des réserves existantes aujourd'hui. Ils ont donc produit des courbes logistiques pour chaque pays producteur. Ils ne prennent pas en compte les restrictions qui pourraient venir des décisions politiques concernant la qualité du charbon et des limitations sur la pollution ou le réchauffement climatique. Les résultats ont été additionnés dans les graphiques suivants avec les différentes sortes de charbon.

Le premier graphique est une projection de la production mondiale de pétrole maigre (anthracite et charbon bitumineux) et de charbon subbitumineux. Il est prévu que le pic soit atteint en 2020 et que la production commence à décliner au cours des années 2020.  

Le comportement de la production de la Chine et des USA aura une importance déterminante et surtout sa production de charbon subbitumineux dans Woyming. Les autres producteurs tels l'Inde en Asie du Sud (South Asia), l'Australie ( OCDE Pacific), l'Afrique du Sud (Africa) et les producteurs de l'ex-URSS (Russie, Kazakhstan et Ukraine) joueront un rôle de première importance. On peut noter que la production de charbon en Europe et dans l'Asie de l'Est va s'amenuiser rapidement. Aussi, les acteurs de la production future de charbon seront de moins en moins nombreux ( 6 principaux producteurs).

L'Australie et l'ex-URSS ont de grandes quantités de charbon gras (subbitumineux et lignites) qui ne sont pas exportable en raison de leur faible teneur énergétique. Cependant, l'Australie possède encore d'assez grande quantités de charbon de haute qualité énergétique pour conserver sa place de premier exportateur de charbon.

Le taux de déclin général de la production mondial est limité par les grandes quantités de charbon subbitumineux que l'ex-URSS prétend avoir mais il n'est pas du tout certain que ces réserves soient un jour traduites en termes de quantités produites. Des doutes subsistent sur la qualité des chiffres sur les réserves de l'ex-URSS puisque ceux-ci n'ont pas changé depuis 1998. Il est ainsi très probable que le déclin général de la production mondial de charbon soit beaucoup plus élevé que sur cette courbe. 

worldhardcoalprod.gif
On peut voir dans le graphique suivant la courbe de production mondiale de lignite avec la même échelle que le graphique précédent permettant de mesurer l'importance relative de la lignite. On peut voir l'importance cruciale de l'Australie. Au cours du siècle à venir, il ne devrait rester que quatre principaux acteurs : l'OCDE Amérique du Nord (Canada, USA), l'Australie, l'ex-URSS, la Chine. Le pic devrait arriver plus tard au cours du siècle mais celui-ci ne sera guère plus haut qu'actuellement. C'est donc un long plateau auxquels nous devrions assister avec la production de lignite. Alors que l'Europe était le principal producteur de lignite jusqu'à maintenant, son importance relative va aller en s'amenuisant pour devenir nulle aux alentours de 2060. La lignite n'est pas transportable sur de longues distances du fait de sa faible teneur énergétique et sert principalement au chauffage domestique et à la production d'électricité.
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Enfin, voici la courbe de production qui comprend toutes les sortes de charbon.
Etant donné que ces charbons n'ont pas tous la même teneur énergétique, l'échelle a été remplacé par la tonne équivalent pétrole (toe)

Ainsi, 1 toe de bitumineux = 1,5 tonnes de bitumineux (pour la Chine, l'Asie du Sud et la Russie 1 toe bitumineux = 1,6 tonnes de bitumineux)
1 toe de subbitumineux = 2 tonnes de subbitumineux
1 toe de lignite = 3 tonnes de lignite

Sur ce graphique a été rajouté les courbes des deux scénarios du "World Energy Outlook 2006" de l'Agence Internationale de l'Energie, le "Reference case" et "l'alternative policy scenario". La demande issue du scénario de réference n'a aucun chance d'être approvisionné par les limitations de la production tandis que la demande issue de 
"l'alternative policy scenario"peut espérer être suffisamment approvisionné.
worldproduction.gifLes conclusions du rapport sont les suivantes :

- La courbe de production du plus important producteur de charbon, la Chine, détermine le pic de production mondial.

- Les courbes de production de la Chine, de l'Asie du Sud et de la Russie sont basées sur des données de faible qualité. Aussi, leurs courbes de production ont une grande probabilité d'être révues à la baisse.

- L'importance de la production régionale est aussi importante. En effet, certaines régions vont se trouver plus vite que d'autres avec des pénuries de pétrole et surtout de gaz naturel, moins transportable. Aussi, la production régionale de charbon va jouer un rôle majeur dans l'approvisionnement régional de certaines régions du monde. C'est encore plus vrai pour la lignite. Il se pourrait qu'une partie du charbon soit transformé en liquide dans certaines régions du monde pour pallier au manque d'approvisionnement de pétrole.


Makhnovitch.


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makhno 12/07/2007 01:20

L'énergie ne doit pas être vue selon les comptes de la production primaire mais davantage selon ceux de la consommation finale.Dans la production d'électricité, une vision "primaire" surestime les énergies thermiques (fossiles et nucléaire) au détriment des énergies hydrauliques (et marines), éoliennes et solaires.Pour une éolienne ou un panneau solaire photovoltaïque, l'énergie produite est à la fois finale et primaire.Pour un réacteur nucléaire, l'énergie produite se décompose en 33% d'électricité (énergie finale) et 67% de chaleur perdue,En dehors des tours aéro-réfrigérantes (avec perte d'eau vapeur), la chaleur perdue constitue une pollution thermique des fleuves (sans compter une pollution chimique appréciable).Pour une centrale au charbon ou au gaz, la perte est en général moins importante, par meilleur rendement ou par cogénération électricité-chaleur.Une étude sur le "peak uranium" : http://travail-chomage.site.voila.fr/energie/fin_uranium.htmLien pour l'uranium : http://www.lbst.de/publications/studies__e/2006/EWG-paper_1-06_Uranium-Resources-Nuclear-Energy_03DEC2006.pdfLien pour le charbon : http://www.lbst.de/publications/studies__e/2007/EWG-Coalreport_28_03_2007.pdfDans une étude de la Commission européenne, actualisée en 2005, l'électricité d'origine renouvelable dépassera celle d'origine nucléaire avant 2030 en Europe.Cette étude ne prend pourtant guére en compte la progression effective de l'éolien et du solaire photovoltaïque, bien supérieure aux estimations de la Commission.