Réserves et ressources d'énergie fossile

le climat du 21^ème siècle, et bien au-delà, va dépendre, en fonction de ce que l'on sait sur l'influence des Gaz à Effet de Serre (GES), des teneurs de ces derniers dans l'atmosphère.

Ces gaz sont principalement le CO2, le CH4, le NO2, l'ozone (O3).

La teneur en CO2 de l'atmosphère dépend de ce qui y entre et de ce qui en sort.

Nous laisserons de côté la problématique du cycle de carbone pour nous intéresser à la partie anthropique de "ce qui y entre".

Dans cette article, seule la partie "émissions de CO2 par utilisation de l'énergie fossile", sera envisagée.

Dans un souci de simplification et pour ne pas alourdir la démonstration de façon inutile, nous supposerons que le CO2 émis par d'autres activités industrielles et en dehors du processus de combustion, comme la fabrication du ciment, par exemple, est négligeable.

La quantité de CO2 qui sera réellement dans l'atmosphère en 2100 n'est évidemment pas connue.

Le GIEC (IPCC en anglais) a élaboré un certain nombre de scénarios d'émission, les SRES, que nous ne détaillerons pas ici.

Grossièrement, ces scénarios sont subdivisés en 4 familles: A1, A2, B1, B2.

Nous ne nous intéresserons qu' à la famille A1 que  le résumé français des SRES décrit ainsi:

" Le canevas et la famille de scénarios A1 décrivent un monde futur dans lequel la croissance économique sera très rapide, la population mondiale atteindra un maximum au milieu du siècle pour décliner ensuite et de nouvelles technologies plus efficaces seront introduites rapidement. Les principaux thèmes sous-jacents sont la convergence entre régions, le renforcement des capacités et des interactions culturelles et sociales accrues, avec une réduction substantielle des différences régionales dans le revenu par habitant. La famille de scénarios A1 se scinde en trois groupes qui décrivent des directions possibles de l'évolution technologique dans le système énergétique. Les trois groupes A1 se distinguent par leur accent technologique : forte intensité de combustibles fossiles (A1FI), sources d'énergie autres que fossiles (A1T) et équilibre entre les sources (A1B)."

et en particulier le scénario A1FI qui comme son nom l'indique signifie de la famille A1 et Fossil Intensive.

A1FI n'est pas, comme on peut l'entendre souvent, un scénario "dément" ou "irréaliste".

voici quelques unes de ses caractéristiques, la référence étant l'année 1990.

la population mondiale se stabilise à 8.7 milliards vers 2050 pour décroître ensuite à 7.1 milliards en 2100.

Le PIB mondial monte de 3% par an (nous sommes actuellement à une croissance supérieure)

Le coefficient de revenu entre pays riches et pays pauvres( ou en développement) passe de 16.1 à 1.5.

la consommation d'énergie primaire augmente de 1.6% /an.

La part du charbon passe de 24 à 30%, ce n'est donc pas le "king-coal" scénario.

La part du non-carbone (en gros le renouvelable + nucléaire) passe de 18 à 31 %, ce qui témoigne d'un effort significatif dans ces domaines.

C'est donc un scénario presque "raisonnable", en tous cas plutôt BAU (Business As Usual), puisqu'il suppose l'adoption d'une croissance comparable à ce que nous vivons au cours de cette première décennie, voire même un peu inférieure.

Mais y a-t-il assez d'énergie fossile pour satisfaire son appétit, gargantuesque, malgré tout?

2 réserves et ressources

J'ai identifié, dans le maquis d'informations à ce sujet, trois organismes me semblant sérieux.

qui nous livre les données les plus "up-to-date" (2006) que j'ai pu trouvées.

l' IPCC 2001 (TAR) dont les données datent de 1999-2000

le WEA (World Energy Assessment) avec des données de 2000.

"Reserves: Quantities that can be profitably recovered from a mineral deposit with

current technology

Resources: Detected quantities that cannot be profitably recovered with current

technology but might be recoverable in the future, as well as quantities

that are geologically possible but yet to find."

les réserves sont les quantités qui peuvent être extraites avec profitabilité d'un dépôt minéral avec la technologie existante

les ressources sont des quantités détectées qui ne peuvent pas être extraites avec profitabilité avec la technologie existante, mais pourraient être récupérables dans le futur ainsi que les quantités qui sont géologiquement possibles mais pas encore trouvées.

voici ce que donne le tableau récapitulatif du BGR en unités GtC

notons que, dans les ressources, apparaissent 241 GtC d'hydrates de méthane.

soit une petite part du stock en place évalué à 5000 GtC en fourchette basse.

les hydrates n'apparaissent que comme "ressources ou occurrences additionnelles" dans les autres bases.

Ceci dit le fait de négliger les hydrates comme source d'énergie possible du 21 ème siècle n'est pas très pertinent lorsqu'on connaît les programmes de recherche effectués notamment par les Japonais et les Américains.

Programmes prêts à être accélérés, lorsque le besoin réel se fera plus pressant.

"Proved oil reserves, for example, are defined as "those quantities which geological and engineering information indicates with reasonable certainty can be recovered in the future from known reservoirs under existing economic and operating conditions" (BP, 1996). Thus, reserves can increase with exploration (new or better information), engineering advances (better economic and operating conditions), and higher prices (better economic conditions). In essence, reserves are "replenished" by shifting volumes from the resource into the reserve category. Reserves can also be depleted through production and can decrease with lower prices.

For SRES the fossil resource categorization used is reserves, resources, and additional occurrences. The definition of BP (1996) was adopted for reserves. Resources are those hydrocarbon occurrences with uncertain geologic assurance or that lack economic attractiveness. Finally, all other hydrocarbons that do not fall within the reserve and resource categories are aggregated in the category "additional occurrences" (i.e., occurrences that have a high degree of geologic uncertainty, are not recoverable with current or foreseeable technology, or are economically unwarranted at present)."

la définition des réserves de pétrole, donnée par BP 1996, est généralisée à l'ensemble des réserves de fossile.

les réserves sont donc les quantités dont les informations géologiques et d'engineering indiquent avec une certitude raisonnable qu'elles pourront être extraites, dans le futur, des réservoirs connus sous les conditions économiques et opérationnelles du moment.

les ressources sont des occurrences géologiquement incertaines et économiquement peu attractives.

Toutes les autres catégories tombent dans la rubrique "occurrences additionnelles" c'est-à-dire des occurrences qui, avec un haut degré d'incertitude géologique , ne sont pas récupérables avec la technologie actuelle ou telle qu'on peut la prévoir à présent, ou sont économiquement injustifiées.

Il est à noter la rubrique "conventionnel restant à découvrir" non présente dans les autres bases de cet article.

Cette rubrique est, dans le contexte qui nous occupe, à placer dans les "ressources" ce qui porte ces dernières à 2548+318 = 2866 GtC

le tableau de Mc Kelvey (fig1), pourtant très ancien, donne une bonne représentation des ressources en général.

les ressources qui figureront dans le tableau récapitulatif sont définies comme:

"réserves à découvrir ou ressources à développer en tant que réserves"

2.4 récapitulatif des réserves et ressources pour les 3 organismes.

Concernant les réserves, il est important de noter que les valeurs de l'IPCC et du WEA, datent des années 1990 à 2000.

Il est donc normal de constater une certaine baisse entre ces valeurs et celle du BGR qui date de 2006.

Si on considère une consommation moyenne de 7 GtC/an pendant environ 10 ans cela fait une baisse de 70 GtC.

Mais on constate aussi qu'il n'y a pas eu de transfert entre ressources et réserves.

Les émissions du scénario A1FI, en couleur rouge, l'un des plus durs des scénarios du GIEC, ont été ajoutées à ce graphe.

la hauteur du scénario, pour BGR, a été baissé pour tenir compte du C déjà mis à l'atmosphère entre 1990 et 2006.

Si les émissions sont supérieures aux réserves prouvées (en bleu) d'un facteur 2 à 2.4, elles semblent par contre dérisoires face aux ressources (violet).

Les occurrences additionnelles pour IPCC et WEA n'on pas été prises en compte mais leur niveau , voir tableaux, est supérieur d'un facteur 10 à ces émissions.

Le problème majeur qu'il reste à résoudre, est celui du passage des ressources aux réserves.

Cela exige un travail énorme, par des équipes multi-disciplinaires, de prospective, à la fois sur le terrain et dans les bureaux d'études.

Pour fixer les idées, j'ai choisi de présenter deux fractions possibles des ressources passant en réserves et donc consommables, pour ce 21 ème siècle, à savoir 25 et 50%.

Dans quasiment tous les cas, à quelques 100 Gt près pour l'IPCC, une fraction de 25% suffit pour assurer A1FI.

3 . est-il possible d'extraire la quantité totale nécessaire?

Dans l'état actuel des connaissances on ne peut être sûr que ces 25% seront extraites des ressources, mais cela me semble possible.

Possible, grâce au progrès technologique et à l'attractivité économique de plus en plus grande de ces ressources face à une énergie fossile "conventionnelle" qui se renchérit.

Actuellement, en ce début 2008, nous sommes encore, malgré un prix de pétrole de 100$/bl, dans un monde d'énergie abondante dont le coût total reste nettement à moins de 10% du PIB.

Pourquoi, dans ce monde, où on gère préférentiellement le court terme, aurait-on déjà entrepris l'effort technico-économique énorme, nécessaire à la prospection et à l'extraction du non-conventionnel?

Les raisonnements "pessimistes" actuels ne tiennent pas compte des possibilités techniques à venir, car ils ne les connaissent pas.

Ces raisonnements peuvent faire penser à ceux d'une personne savante de 1908, essayant de subodorer les progrès techniques des 100 années qui allaient suivre, comme par exemple l'énergie nucléaire (seulement 37 ans après Hiroshima et Nagasaki étaient rayées de la carte), les forages off-shore, l'informatique, l'Homme sur la Lune (61 ans après seulement) etc.

Et ce même si les "techniques" de prospective ont elles-mêmes évolué, on ne peut guère "voir" à plus de 20 ans.

Moi non plus d'ailleurs, et certainement encore moins que ces personnes savantes (de maintenant tout de même), je ne peux envisager ce développement ultérieur, mais force est de constater que, jusqu'à maintenant, les sciences et techniques nous ont permis d'exploiter les quantités de combustibles fossiles que nous souhaitions réellement exploiter.

Bien entendu ce raisonnement a ses limites, mais les limites réelles tangibles sont fixées par l'état des ressources et des occurrences additionnelles.

Le reste, à mon sens, est du bavardage, certes intéressant, mais du bavardage, si l'on ne participe pas de façon active à l'effort, tel que décrit plus haut, à entreprendre.

C'est pourquoi, je pense tout à fait possible les scénarios d'émissions les plus "durs" du GIEC, tels le scénario A1FI.

4 . conséquences de la réalisation du A1FI

Afin qu'il n'y ait pas méprise, je précise que lorsque j'ai parlé plus haut de "pessimisme" c'était au sujet des possibilités d'extraction d'énergie fossile du sous-sol, bien entendu.

Je ne suis pas favorable, évidemment, à ce que l'on réalise le A1FI, étant données ses conséquences environnementales redoutables, voire cataclysmiques.

Je ne verse cependant pas dans un catastrophisme, ni même un alarmisme, que se plaisent à dénoncer les sceptiques.

Ce scénario, je le rappelle, conduit à une "meilleure estimation" d'augmentation de la température globale de 4°C pour 2095 (fig 3) et pas loin de 6°C comme température d'équilibre, vers le fin du 22ème siècle.

La figure 4 montre la déclinaison de cette augmentation globale selon la latitude.

Par exemple, pour la France, et la Belgique, il faut multiplier la température globale par un facteur 1.5, ce qui nous mène à 6°C pour 2100 et 9°C pour 2200.

9°C c'est Stockholm comme Madrid maintenant, Bruxelles comme Rabat, Toulouse comme Le Caire (mais sans les pyramides!)

Pour l'Arctique c'est encore pire puisque le coefficient est de l'ordre de 1.8 pour les terres et 2 pour les océans.

Soit pour les terres de l'Arctique 7.2°C d'augmentation en 2100 et 10.8°C en 2200 et pour l'océan arctique pas loin de 8°C en 2100 et 12°C en 2200.

Inutile de dire qu'avant l'obtention de telles températures, quelques seuils connus ou inconnus, risquent fort d'être franchis.

Parmi ceux-ci, le seuil tant redouté de la déstabilisation des gisements de CH4 océaniques (chlatrates) et dans une moindre mesure du permafrost.

Je n'ai pas de chiffrage précis des conséquences possibles ou probables de la libération, plus ou moins rapide, de quantités de méthane aussi importantes dans l'atmosphère, et sur une Terre déjà passablement réchauffée.