Défi climatique
Énergie et économie : entre choix publics et incitations du marché

L’énergie est un bien de « consommation finale » qui permet aux individus de se chauffer, de se déplacer, de s’éclairer ou de faire fonctionner des équipements ménagers divers qui vont de l’ordinateur au lave-linge. C’est aussi un bien dit de « consommation intermédiaire » lorsqu’elle est utilisée au cours du processus de production pour fabriquer d’autres biens et services.

Les flux d’énergie consommée par un pays au cours d’une année sont comptabilisés au sein du bilan énergétique. Cette énergie peut être produite localement ou importée. Elle peut être obtenue par prélèvement sur un stock de ressources (charbon, pétrole, gaz, uranium, biomasse) ou produite par un flux (hydraulique, solaire, éolien). Cette énergie est tantôt qualifiée de « renouvelable » si la quantité consommée durant l’année ne réduit pas la quantité disponible pour les années suivantes soit parce qu’il s’agit d’un flux (hydraulique, solaire ou éolien), soit parce que le stock de départ a été reconstitué (biomasse prélevée sur une forêt qui a été replantée), tantôt de « non renouvelable » si le prélèvement se fait sur un stock fini qui à terme risque de s’épuiser (cas du charbon, du lignite ou des hydrocarbures).

L’unité légale reconnue sur le plan international est le joule, qui correspond au travail fourni par une force d’un newton dont le point d’application se déplace d’un mètre dans la direction de la force (c’est en pratique le travail fourni pour soulever une pomme d’un mètre). Mais les économistes utilisent plus volontiers une unité beaucoup plus évocatrice : la tonne d’équivalent-pétrole (tep) dont le pouvoir calorifique est par convention fixé à 42 GJ (gigajoules). On peut comptabiliser les diverses formes d’énergie en monnaie (le dollar par exemple) ; on peut aussi le faire sur la base de coefficients dits d’équivalence en ramenant tout à une énergie de référence, le pétrole en général, ce que certains contestent d’ailleurs car ces coefficients sont souvent choisis de façon conventionnelle donc controversée. En France, comme dans de nombreux pays, la méthode retenue est celle de l’AIE (Agence Internationale de l’Énergie).

Par convention une tonne de houille équivaut à 0,619 tep, un stère de bois à 0,147 tep, 1 MWh (mégawattheure) PCS de gaz naturel à 0,077 tep. Le problème se complique lorsque l’on comptabilise les diverses formes d’électricité. Le pouvoir calorifique d’1 MWh équivaut à 3,6 GJ soit 3,6/42 = 0,086 tep. C’est le coefficient retenu pour toutes les formes d’électricité (thermique charbon, fioul, gaz, hydraulique, photovoltaïque, éolien) sauf pour le nucléaire (et accessoirement la géothermie). L’électricité d’origine nucléaire est comptabilisée selon la méthode dite de « l’équivalence à la production », c’est-à-dire sur la base de la quantité de pétrole qu’il aurait fallu utiliser pour produire la même quantité d’électricité, ce qui donne en recourant à un rendement théorique de conversion égal à 33 %, 1 MWh = 0,086/0,33 = 0,260606 tep. (cf. DATALAB, Ministère de l’Environnement et de l’Énergie, 2017). Ainsi la quantité d’énergie primaire nécessaire pour produire 1 MWh varie selon les énergies. Cela a pour conséquence de surévaluer le poids du nucléaire dans le bilan primaire.

En pratique, il existe plusieurs concepts d’énergie.

L’énergie primaire est constituée par l’énergie disponible à l’état brut, avant toute transformation, et telle qu’elle est saisie à l’entrée du système énergétique.

L’énergie finale est constituée par l’énergie utilisée pour satisfaire les besoins, généralement vendue sur un marché, et le plus souvent après transformation de l’énergie primaire en énergies secondaires (produits pétroliers, pellets de charbon, électricité). À noter que l’électricité consommée peut être soit d’origine primaire (nucléaire, solaire, éolienne, hydraulique), soit d’origine secondaire si elle est produite dans une centrale thermique utilisant du charbon, du fioul ou du gaz. Il faut éviter de comptabiliser deux fois la même chose, le pétrole lorsqu’il est importé et l’électricité fabriquée dans une centrale thermique avec une partie de ce pétrole une fois transformé en fioul. Toute transformation engendrant des pertes (principe de Carnot), la quantité d’énergie finale d’un pays est nécessairement inférieure à sa quantité d’énergie primaire produite ou importée (la somme des pertes avoisine souvent 30 % du bilan primaire).

L’énergie utile est constituée par l’énergie réellement disponible à la sortie des équipements utilisateurs d’énergie mais, faute de connaître le parc des équipements, leur taux d’utilisation et leur rendement, on ne dispose pas de comptabilité en termes de flux d’énergie utile.