Une tribune sur la place du charbon dans l’énergie mondiale, en deux parties, signée Jean-Jacques Nieuviaert, président de la Société d’Etudes et de Prospective Energétique (SEPE). Rendez-vous le 23 mai 2023 pour la seconde partie.

A – Le charbon, le pestiféré énergétique

Le charbon, à qui nous devons la révolution industrielle et, actuellement, une part majeure de la production mondiale de l’électricité, est devenu le nouveau pestiféré énergétique de tous les activistes climatiques, qui aspirent à sa disparition rapide.

Mais curieusement, si on interroge le public français, et plus particulièrement les jeunes, il est probable qu’ils n’imaginent même pas que le charbon puisse poser un problème, tant il y a longtemps qu’il a disparu du scope énergétique national.

Et pourtant le charbon pose bien un sérieux problème. Dans le contexte de la lutte contre le réchauffement climatique, son usage génère le plus mauvais niveau d’émission de CO2 de l’ensemble des énergie fossiles. Il est ainsi responsable de 39 % des émissions mondiales totales de CO2, contre seulement 30 % pour le pétrole et 12 % pour le gaz¹. Ces 39 % sont à mettre en rapport avec un poids énergétique de 28,1 %, proche des 21,6 % du poids du gaz naturel, alors qu’il émet en gros trois plus de CO2.

Et la situation n’est pas en voie d’amélioration. Selon le rapport de l’AIE du 2 mars 2023, les émissions mondiales de CO2 liées à l’énergie se sont élevées à 36,8 Gt en 2022, soit une hausse de + 0,9 %, contre + 6 % entre 2020 et 2021. Et dans ce cadre, les émissions liées au charbon ont augmenté de + 1,6 %. Et l’Asie est la zone où les émissions ont le plus augmenté, soit + 4,2 %, toujours à cause du charbon, même si, curieusement, celles de la Chine sont restées stables du fait des restrictions dues au Covid.

Dans le cadre de la production d’électricité, les ratios moyens sont également sans appel :

• Lignite² : 1 230 Kg CO2eq / MWh
• Charbon : 986 Kg CO2eq / MWh
• Fioul : 777 Kg CO2eq / MWh
• Bioénergies : 494 Kg CO2eq / MWh
• Gaz naturel : 429 Kg CO2eq / MWh

Pour produire un MWh, le charbon émet deux fois plus de CO2 que le gaz naturel (et ceci sans tenir compte de surcroit des suies, des NOx, des SOx et des particules), et le lignite trois fois plus.

Il est donc incontestable que l’usage du charbon ne peut que contribuer à l’aggravation du réchauffement climatique lié aux émissions de GES.

B – Mais au niveau mondial le charbon se porte bien

Mais malgré cette fâcheuse caractéristique l’usage du charbon n’est pas en train de reculer, bien au contraire.

Dans son rapport « Coal 2022 » publié en janvier 2023, l’AIE a calculé la répartition mondiale de la consommation de charbon :

En Mt (AIE) :

Cette statistique montre d’abord que sa consommation a été multipliée par deux en vingt ans, et qu’à moyen terme elle va continuer à croitre. Ensuite elle montre clairement que l’enjeu de la consommation de charbon ne se situe plus au niveau du tandem historique de la révolution industrielle, à savoir des USA³ et de l’UE, dont la part est passée de 36 % à 12 % en vingt ans, et devrait tomber à 9 % en 2025.

C’est sur le bloc Chine + Inde + Autres pays d’Asie que repose maintenant l’enjeu charbonnier, puisqu’il pèse 78 % de la consommation mondiale, contre 47 % il y a vingt ans, et qu’il devrait atteindre 81 % en 2025.

Pour qualifier le poids de cet enjeu, il suffit de constater qu’entre 1830 et 1970, on a extrait en France 4,5 Mds tonnes de charbon (dont 3 Mds tonnes au XXème siècle), ce qui ne représente qu’une seule année de la consommation actuelle de la Chine !

En dehors de l’industrie métallurgique et de l’industrie chimique, le principal usage du charbon réside dans l’alimentation des centrales électriques. Ainsi, selon le rapport d’avril 2022 de Global Energy Monitor, il y a actuellement dans le monde plus de 2 400 centrales à charbon, réparties dans 79 pays, pour une capacité totale de de 2 074 GW. Et ce rapport indique qu’en 2022 le parc mondial de centrales à charbon en activité a encore augmenté de 20 GW en 2022 (46 GW de nouvelles unités et 26 GW de mise hors service).

Dans ces conditions, considérer que le règlement du problème posé par l’usage du charbon passe par des décisions américaines ou européennes relève du fantasme. Seule l’Asie pourra y parvenir et elle le fera quand elle aura trouvé les moyens de substitutions adéquats, qui lui assureront une énergie fiable, abondante et financièrement accessible pour nourrir et permettre le développement d’une population de près de 4 milliards d’individus, soit la moitié de la population mondiale.⁴

C– La marginalisation du charbon en occident reste laborieuse

Or il va être d’autant plus difficile de demander à l’Asie de faire un effort gigantesque que les grands pays industriels, qui sont pourtant dans une situation beaucoup plus favorables, ne montrent guère l’exemple sur leur capacité à se débarrasser radicalement du charbon, particulièrement depuis le début du conflit ukrainien.

Les USA

Les USA, ont pris le relais de la Grande-Bretagne après la révolution industrielle, en tant que plus gros consommateur mondial. La capacité maximum des centrales du pays a été atteinte en 2011 avec 318 GW, et il en reste maintenant 201 GW. Mais, dans son rapport préliminaire sur l’inventaire mensuel des producteurs d’électricité publié le 7 novembre 2022, l’US-EIA⁵ a indiqué que 23 % de cette capacité de production étaient prêts à être mis hors service. En 2022, les USA ont été en tête pour les fermetures de centrales avec 13,5 GW, et selon l’agence, la concurrence des centrales au gaz naturel et des ressources renouvelables, telles que le solaire et l’éolien, continue de rendre la production au charbon de moins en moins rentable.

Aucune nouvelle centrale électrique au charbon n’a été ajoutée au parc américain depuis 2013, et il n’est pas prévu d’en ajouter à l’avenir. L’US-EIA a indiqué que les propriétaires et les exploitants de centrales électriques prévoient de mettre hors service 85 GW de la capacité de production au charbon actuellement en service d’ici à 2035. Toutefois, cela laisserait encore 116 GW de capacité de production au charbon en ligne dans 13 ans, la plupart des unités les plus anciennes, les petites et les moins efficaces ayant été retirées du réseau.

Le charbon a donc perdu sa première place face au gaz naturel, et ne représente plus que 19,5 % contre 39,8 % pour le gaz. Mais il devance toujours le nucléaire (18,2 %), le bloc éolien + PV (14,6 %) et l’hydraulique (7,9 %)⁶. En 2024, si l’on inclut l’hydroélectricité, les énergies renouvelables devraient atteindre 26 % de la production totale, tandis que le charbon ne représenterait plus alors que 17 %.

L’Union européenne

La part du charbon dans l’énergie brute utilisée par l’UE 27 n’est plus que de 11,5 %, loin derrière le pétrole (36,3 %) et le gaz naturel (22,3 %). Mais dans le domaine de la production d’électricité, il occupe encore la troisième place avec 16 %, derrière le nucléaire (22 %) et le gaz (20 %), mais devant l’éolien (15 %), l’hydraulique (10 %) et le solaire (7,3 %)⁷.

Ce qui est le plus gênant, d’après un rapport du think-tank Ember sur les émissions de carbone dans l’UE, publié le 8 avril, c’est que les dix plus gros émetteurs européens de CO2 sont des centrales à lignite (8) et à charbon (2). Sept sont allemandes, deux polonaises et une tchèque. La plus importante d’entre-elles, Bełchatów (Pologne) émet en un an 33,0 MtCO2, soit près de deux fois les émissions totales moyennes du parc électrique français. En 2021, les émissions liées au charbon et au lignite ont augmenté de + 17 % en Europe, une première depuis 2015, soit 62 Mt de CO2 de plus qu’en 2020, dont 49 Mt provenant d’Allemagne et de Pologne.

L’Allemagne

L’Allemagne, grande donneuse de leçon écologique, a donc toujours recours de façon significative à la houille pour son électricité et pour son industrie. Pire encore, c’est quasiment maintenant le seul pays au monde qui utilise du lignite. Ainsi, sur les 726 Mt CO2eq émises par le parc électrique de l’UE, l’Allemagne en émet à elle seule 230 Mt, soit 32 % (dont 117 Mt à partir du lignite)⁸.

Faut-il rappeler qu’il y moins de trente ans, en 1997 l’Allemagne produisait 30,8 % de son électricité sans émettre de CO2, grâce à un parc nucléaire dont elle vient pourtant d’arrêter définitivement les trois dernières unités le 15 avril 2023 ?

De ce fait, le 4 janvier, Agora Energiewende, dans son dernier rapport, a calculé que l’Allemagne avait émis 761 MtCO2eq en 2022 (c’est-à-dire 2,5 fois les émissions françaises), soit 5 Mt de trop par rapport à son objectif légal pour 2022, et ceci malgré une année exceptionnelle pour les renouvelables. Ce paradoxe provient d’un manque d’efforts dans le bâtiment et les transports, mais surtout du recours accru aux centrales à charbon et à lignite, à cause du problème d’approvisionnement en gaz généré par le crise ukrainienne. La production électrique à base de lignite a ainsi augmenté de + 5,4 % et celle à partir du charbon de + 21,4 %, ce qui a entrainé des émissions supplémentaires de 15,8 Mt de CO2 en 2022⁹.

Le Royaume-Uni

Le Royaume-Uni a réussi à presque se débarrasser du charbon, la sortie complète étant prévue pour octobre 2024, ceci en conservant, contrairement à l’Allemagne, le nucléaire, mais en s’appuyant aussi sur le gaz, car le solaire est peu productif dans les îles britanniques et l’éolien peut y faire l’objet de « pannes brutales » appelées « Wind droughts ». Mais suite à la crise ukrainienne, le gouvernement a quand même demandé aux opérateurs des trois dernières unités de les maintenir en état de soutenir le réseau pour éviter les coupures.

La France

La France, elle, est un bon élève en la matière, car, grâce à son investissement massif dans le nucléaire dans les années 70/80, elle a pu abandonner la quasi-totalité de son parc de centrales à charbon et à fioul. Et pourtant elle a bien du mal à se séparer de ses deux derniers GW (1 816 MW), ce qui montre que le charbon reste incontournable pour assurer l’équilibre d’un système électrique qui est confronté aux inconvénients générés par l’intermittence des énergies solaires ou éoliennes.

De ce fait les centrales à charbon françaises ont émis 23 Mt CO2eq en 2021, soit 10 % des émissions de leurs équivalentes allemandes. Actuellement il faut donc dix ans au parc français pour émettre autant que ce que le parc allemand émet sur une seule année !

Mais quelque soient les efforts des USA ou de l’UE pour limiter leurs consommations de charbon, et nonobstant les contradictions climatiques qui caractérisent leurs politiques énergétiques respectives, le problème réel se situe, comme nous l’avons vu plus haut, ailleurs, c’est-à-dire en Asie.

D – En Asie l’essor du charbon va se poursuivre au moins à moyen terme

En Asie, il faut évidemment commencer par examiner la politique énergétique de la Chine.

La Chine

La Chine dispose actuellement du plus grand parc mondial de centrales à charbon, avec plus de 1 300 GW de capacité installée, et son développement est loin d’être achevé. Le 27 février, un rapport du CREA¹⁰ et du Global Energy Monitor (GEM) a précisé que le gouvernement chinois avait approuvé des permis pour 106 GW de nouvelles capacités de centrales au charbon en 2022. Selon le rapport, cette nouvelle capacité est répartie sur 82 sites en Chine, avec un total de 168 unités, et représente quatre fois le montant de nouvelles capacités au charbon autorisées par rapport à 2021¹¹. Ainsi, la Chine continue d’être l’exception flagrante au déclin mondial actuel du développement des centrales au charbon, car elle tire environ 60 % de son électricité de centrales au charbon. Au moins 50 GW ont été mis en chantier en 2022, et les 60 GW restants devraient l’être prochainement. Et le pays prévoit d’ajouter encore 70 GW de capacité alimentée au charbon et au gaz naturel en 2023, et jusqu’à 270 GW d’ici 2025. En outre, l’utilisation du charbon pour produire du gaz et des produits chimiques est en augmentation. Ainsi, alors que la part du charbon dans le mix énergétique primaire et la production d’électricité diminue, la quantité absolue de charbon consommée par la Chine continue d’augmenter.

Ceci s’explique par le fait que la Chine a subi plusieurs pannes d’électricité en septembre 2021 en raison de la pénurie de charbon et, en 2022, du fait de la sécheresse qui a également réduit la production d’hydroélectricité. Les responsables ont donc déclaré que la production d’électricité à partir du charbon était essentielle pour le fonctionnement de l’économie du pays, et pour assurer sa sécurité énergétique, avec une demande d’électricité en hausse de 6 % en 2023, contre + 3,6 % entre 2021 et 2022.

En conséquence, selon des rapports du CREA et de GEM, la Chine a construit, ou est en train de développer depuis 2016, une capacité de production d’électricité utilisant le charbon, plus de trois fois supérieure à celle du reste du monde réuni.

Mais ceci n’empêche pourtant pas la Chine de développer massivement les renouvelables, puisqu’elle prévoit de mettre en service 100 GW de nouvelles capacités solaires et de 65 GW d’énergie éolienne cette année¹². Le 13 février, la Chinese National Energy Administration a d’ailleurs déclaré que la production éolienne et solaire avait bondi de 21 % l’an dernier pour atteindre 1 190 TWh. Et, selon un rapport de Goldman Sachs, daté du 3 avril, la Chine devrait disposer de 3 300 GW d’énergie solaire et éolienne d’ici à 2030, soit près de trois fois son objectif initial de 1 200 GW d’énergie renouvelable pour la fin de la décennie. Ceci montre clairement que pour un pays confronté à une forte demande d’électricité le développement des renouvelables ne peut pas suffire à assurer l’équilibre offre/demande.

L’Inde

Selon l’AIE, la consommation de charbon de l’Inde a augmenté de + 14,2 % en 2021 à 959 Mt puis de + 7,1 % en 2022 pour atteindre 1 027 Mt. Mais la production locale a progressé moins vite d’où l’intérêt d’achats renforcés auprès de la Russie. En synthèse, l’AIE estime que la consommation de charbon de l’Inde a doublé depuis 2007, à un rythme annuel de + 6 %, et elle est bien partie pour être le moteur de la croissance de la demande mondiale de charbon, même si elle reste encore très éloignée de celle de la Chine qui en utilise quatre fois plus. En 2021, la consommation en énergie primaire de l’Inde reposait à 44 % sur le charbon, contre seulement 26 % pour le pétrole et 1 % pour les renouvelables intermittentes¹³. D’ailleurs, en mars 2023, pour la première fois de son histoire l’Inde a franchi la barrière des 100 Mt de charbon produites sur un mois avec 108 Mt.

Dans ce contexte, l’ambition du Premier Ministre de porter la part d’électricité renouvelable à 50 % en 2030, alors que le charbon pèse encore 73 %, apparait particulièrement ambitieuse malgré 60,4 GW de PV installés actuellement (soit plus que l’Allemagne). D’ailleurs, 25 GW de centrales à charbon sont actuellement en construction, et un total de 56 GW devraient être ajoutés d’ici à 2030, tandis qu’aucune des 172 centrales actuellement connectées au réseau, d’une capacité totale de 204 GW, n’est prévue pour être mise hors service. Et ce renforcement doit avoir lieux malgré l’objectif du pays de disposer de 500 GW de capacité de production d’énergie renouvelable d’ici à 2030. On retrouve ainsi la même logique qu’en Chine. Face à l’évolution de la demande, l’approche par les renouvelables ne peut suffire pour sécuriser le système électrique et il faut donc faire appel au charbon qui constitue une ressource stratégiquement maîtrisée, contrairement au gaz naturel.

Le Japon

Selon l’AIE, la capacité de production de charbon du Japon devrait augmenter, quoique modérément. pour un gain net d’environ 0,7 GW, les prix à terme indiquant que le charbon restera compétitif par rapport au gaz spot pour la production d’électricité jusqu’en 2025. Toutefois, le fait que le Japon donne suite ou non à son intention de prolonger la durée de vie de quatre de ses centrales nucléaires à 60 ans, pourrait déterminer la trajectoire future de l’énergie au charbon dans le pays.

La Corée du Sud

En Corée du Sud, où, comme au Japon, les utilities achètent du GNL dans le cadre de contrats à long terme, les coûts d’opportunité sont élevés et le charbon reste compétitif par rapport au gaz. En 2022, le pays a suspendu les fermetures temporaires de centrales au charbon pour remplacer la production plus coûteuse de gaz et il mettra en service en 2023 une nouvelle centrale au charbon « ultrasupercritique » de 2 GW à Anin. D’ici 2025, cependant, la production coréenne à partir du charbon devrait diminuer légèrement pour revenir à son niveau de 2022, malgré la mise en service d’une nouvelle centrale au charbon de 2 GW à Samcheok.

Les reste de l’Asie du Sud-Est

Quant au reste de l’Asie du Sud-est, il s’agit surtout de l’Indonésie, du Vietnam, de la Malaisie et des Philippines qui concentrent 90 % des 95,6 GW de capacités installées dans la zone. Bien que l’Indonésie et le Vietnam se soient engagés à suspendre le développement de l’énergie au charbon, l’AIE a noté que plusieurs nouvelles centrales au charbon ont été ouvertes à court terme. En 2022, l’Indonésie a mis en service la centrale de Batang (2 GW) et celle de Bukit Asam (1,2 GW), tandis que le Vietnam a ouvert la centrale de Ngho Son 2 (1,2 GW) et devrait mettre en service celle de Vung Ang 2 (1,2 GW) en 2025.

Rendez-vous le 23 mai 2023 pour la seconde partie !