Scénarios prospectifs énergie-climat-air

Le Vendredi 3 septembre 2021

Pour répondre aux obligations internationales et européennes et éclairer le débat national, le Ministère de la Transition Écologique élabore régulièrement des scénarios prospectifs énergie-climat-air.

Ces projections sont réalisées à partir d’un ensemble particulier d’hypothèses sur les évolutions technologiques, le contexte économique (notamment les prix de l’énergie) ainsi que sur les politiques et des mesures favorables à la transition énergétique représentées dans les différents scénarios. 

Certains scénarios élaborés sont « tendanciels » et ne reflètent que les mesures déjà adoptées. D’autres, supposant l’adoption de mesures supplémentaires à l’avenir, illustrent des trajectoires compatibles avec des objectifs ambitieux comme l’atteinte de la neutralité carbone à l’horizon 2050 ou d’autres objectifs inscrits dans le code de l’Énergie. Leur élaboration est collective, repose sur différents modèles et vise à informer le débat public de façon transparente. Des tests de sensibilité, des évaluations des impacts unitaires de certaines mesures et une analyse des impacts macro-économiques les complètent généralement.

Pourquoi des scénarios énergie-climat-air ?

Le Ministère de la Transition Écologique réalise des « Scénarios prospectifs énergie-climat-air » pour que la France soit en mesure de répondre à ses obligations européennes et internationales et pour éclairer le débat et la décision publics.

Engagements européens

La France, dans le cadre de ses engagements européens, doit fournir des projections à vingt ans de ses émissions de gaz à effet de serre (GES), dans le cadre du rapport d'avancement national intégré en matière d'énergie et de climat (exigence du règlement européen 2018/1999 sur la gouvernance de l'union de l'énergie et de l'action pour le climat), et ce, au 15 mars, tous les deux ans (années impaires). Ce rapport permet notamment d’évaluer les progrès réalisés par les États-Membres vers leurs objectifs climat et énergie définis dans leurs Plans Nationaux Intégrés Energie-Climat (PNIEC).

Engagements internationaux

Au niveau international, des projections de consommations d’énergie et d’émissions de GES sont à rapporter périodiquement auprès de différentes institutions.

La France soumet un rapport bisannuel tous les deux ans et une communication nationale tous les quatre ans pour remplir les exigences l’accord de Paris et de la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (CCNUCC).

Concernant la demande d’énergie, la France est soumise à une obligation de communication d’un scénario de référence « à caractère tendanciel » à l’Agence internationale de l’énergie (AIE) à l’occasion des revues en profondeur de la politique énergétique française tous les 4 ans ainsi qu’à un rapportage annuel auprès de l’AIE.

Ces rapports servent aux institutions concernées, européennes ou internationales, pour agréger les trajectoires énergie climat air et ainsi analyser si les objectifs européens ou internationaux sont en voie ou non d’être atteints.

Éclairer la décision publique

À l’échelon national, l’élaboration de scénarios permet d’associer la société civile, des modélisateurs et des experts ministériels et sectoriels. La construction d’un scénario ainsi que ses résultats éclairent la décision publique.

Ces scénarios servent ensuite de référence pour l’élaboration de la stratégie française pour l’énergie et le climat, en particulier pour des documents programmatiques comme la Stratégie Nationale Bas Carbone ou la Programmation Pluriannuelle de l’Energie au niveau national, ou le Plan National Intégré Energie Climat au niveau européen.

Comment les scénarios énergie-climat-air sont-ils élaborés ?

L’exercice d’élaboration des scénarios est piloté par la Direction générale de l’énergie et du climat, en lien avec le Commissariat général au développement durable et les autres directions du ministère. Le ministère collabore également avec l’Ademe et les autres ministères concernés (notamment chargés de l’économie et l’agriculture), et peut recourir à des prestataires extérieurs (bureaux d’étude).

Chaque exercice de prospective, d’une durée d’environ 12 mois, fournit des projections sur la consommation d’énergie, les émissions de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques, associées à un scénario donné. Deux scénarios principaux sont en général construits : un dit « avec mesures existantes » (AME), qui reflète l’impact des politiques et mesures adoptées jusqu’à une certaine date passée, et un scénario « avec mesures supplémentaires » (AMS), qui traduit l’impact de nouvelles mesures qui seraient mises en œuvre dans le futur de manière à atteindre un certain objectif.

Cette prospective et les projections qui en résultent ne sont pas des prévisions du futur, mais des outils pour comprendre les futurs possibles, et en quoi ils dépendent de l’adoption plus ou moins poussée d’une batterie de mesures favorables à l’efficacité énergétique, au développement des énergies renouvelables, etc.

Lors de ces exercices de scénarisation prospective, l’utilisation de modèles techniques et économiques garantit la cohérence quantitative (physique et énergétique) des états du monde futur que l’on représente.

Scénario "avec mesures existantes" 2021

Le scénario AME 2021 évalue à l’horizon 2050 l’impact de l’ensemble des politiques et mesures mises en place jusqu’au 31 décembre 2019 sur la consommation d’énergie et les gaz à effet de serre. Il constitue en cela une mise à jour du précédent scénario « avec mesures existantes » qui datait de 2018, et n’intégrait que les politiques et mesures adoptées jusqu’au 31 juillet 2017.

Plusieurs modifications ont été apportées au scénario AME 2021 :

  • La dernière version de l’AME prévoyait une trajectoire croissante de la composante carbone de la TICPE en accord avec la LTECV (100€/tCO2 en 2030). Cette nouvelle version garde la composante carbone stable au niveau de 2018 (44,6€/tCO2).
  • De nouvelles mesures, en particulier celles issues des lois LEC / LOM / EGALIM / ALUR ont été intégrées (mais pas les lois AGEC, climat et résilience, ni le plan de relance - le scénario ne devant intégrer que les mesures en place jusqu’à fin 2019).
  • Les paramètres de cadrage (population, prévisions de croissance du PIB, prix des énergies, etc.) ont été revus en accord avec les recommandations de la Commission européenne du fait notamment des impacts de la crise sanitaire liée au COVID-19.

Ce scénario a été co-construit par des experts des ministères de la transition écologique, de l’économie, et de l’agriculture, ainsi que ceux de l’ADEME et du CITEPA.

Dans le scénario AME 2021, les émissions baissent fortement en 2020 du fait de l’impact de la crise sanitaire. Le rebond attendu en 2021-2022 n’est pas visible dans les sorties du fait du pas de temps de 5 ans de la modélisation. Par la suite, la tendance d’émissions est similaire à celle de l’AME 2018, mais avec un décalage important d’environ -50MtCO2eq. Cela permet de se rapprocher de la trajectoire AMS à 2030, sans toutefois l’atteindre, avec un écart restant de l’ordre de 55Mt. L’AME 2021 atteint ainsi une réduction de 33% en 2030 comparé à 1990. En revanche, le rythme de décroissance des émissions dans la période post-2030 reste très faible par rapport à ce qui est attendu en AMS, ce qui est logique compte tenu des mesures prises en compte.

Cette trajectoire permet d’atteindre le second budget carbone (2019-2023), ainsi que la première période de l’ESR (2021-2025). L’objectif LULUCF 2021-2025 n’est en revanche pas tenu, ni les objectifs ultérieurs (budgets carbone et ESR), indiquant un besoin de politiques et mesures supplémentaires. Une partie de ces mesures se matérialise d’ailleurs déjà dans celles postérieures à 2019 qui n’ont pas été prises en compte dans cet exercice (plan de relance, loi climat résilience, etc.).

Les principales hypothèses ainsi que les principaux résultats issus des travaux de modélisation sont disponibles dans la synthèse du scénario.

Scénarios énergie-climat-air 2018-2019

Deux scénarios principaux ont été construits à l’horizon 2050 :

  • un scénario « avec mesures existantes », dit AME, contenant toutes les mesures mises en œuvre en France avant le 1er juillet 2017,
  • un scénario « avec mesures supplémentaires », dit AMS visant à respecter les objectifs énergétiques et climatiques de la France, en particulier l’atteinte de la neutralité carbone à l’horizon 2050.

Ces scénarios ont été co-construits par des experts ministériels et sectoriels. Par ailleurs, la société civile, rassemblée au sein d’un comité d’information et d’orientation, a été informée et consultée tout au long de l’exercice.

La modélisation de la demande d’énergie et des émissions de gaz à effet de serre (GES), ainsi que l’évaluation macroéconomique ont été réalisées par un groupement de prestataires :

  • Enerdata : modélisation du secteur industrie et modélisation du bouclage offre/demande du système énergétique national ;
  • CITEPA : expertise et modélisation des émissions de GES, des polluants atmosphériques et des émissions non énergétiques (procédés industriels, gaz fluorés, agriculture, déchets et utilisation des terres, changement d’affectation des terres et foresterie) ;
  • Cired : évaluation des impacts macro-économiques des scénarios avec le modèle IMACLIM.

Le Commissariat général au développement durable a été associé pour la modélisation des secteurs tertiaire (modèle tertiaire), transports (modèle MODEV) ainsi que pour la modélisation macro-économique (modèle 3ME).

L’Ademe a également été associée pour la modélisation des secteurs résidentiel (modèle MENFIS), agriculture (modèle CLIM’AGRI) ainsi que pour la modélisation macro-économique (modèle 3ME).

Le scénario AMS illustre un chemin d’atteinte de la neutralité carbone à l’horizon 2050. C’est le scénario de référence des projets de révision de la Stratégie nationale bas carbone (SNBC) et de la Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE). Il propose une combinaison de différents leviers sectoriels permettant d’être en phase avec les objectifs énergétiques et climatiques de la France aux horizons 2025, 2030 et 2050.

Il intègre, par exemple, l’atteinte de l’objectif de réduction de 40 % des émissions de GES en 2030 par rapport à 1990, et illustre une façon de porter à 32 % la part des énergies renouvelables en 2030.

C’est la trajectoire d’émissions de GES de l’AMS qui a permis de déterminer les budgets carbone, plafonds d’émissions définis par période de 5 ans jusqu’en 2033 dans la Stratégie nationale bas carbone.

C’est également la trajectoire de consommation d’énergie par secteur et par source d’énergie de l’AMS qui a été retenue dans la Programmation pluriannuelle de l'énergie.

Les principales hypothèses ainsi que les principaux résultats issus des travaux de modélisation sont disponibles dans la synthèse du scénario.

Scénarios énergie-climat-air 2014-2015

L’exercice de prospective réalisé en 2014-15 avait intégré dans la modélisation, à l’instar des deux précédents, les dimensions énergie, climat et air.

Deux scénarios principaux avaient été construits à l’horizon 2035 :

  • un scénario « avec mesures existantes », dit AME, contenant toutes les mesures mises en œuvre en France avant le 1er janvier 2014,
  • un scénario « avec mesures supplémentaires n°2 », dit AMS2. Deux variantes de l’AMS2 ont été élaborées lors de l’exercice de prospective.

Les résultats du scénario AME ont permis à la France de respecter l’obligation de rapportage auprès de la Commission européenne (règlement n°525/2013) :

  • d’une trajectoire d’émissions de GES « avec mesures existantes » (donc sans mesures additionnelles, c’est-à-dire une trajectoire tendancielle) ;
  • d’évaluations d’impacts sur les émissions de GES évitées grâce à la mise en œuvre de politiques et de mesures.

Le scénario AMS2 illustrait un chemin d’atteinte des objectifs fixés par la loi n°2015-992 du 17 août 2015 relative à la transition énergétique pour la croissance verte. C’était le scénario de référence de la Stratégie nationale bas carbone (SNBC). Il proposait une combinaison de différents leviers sectoriels (mesures, technologies, comportements) permettant d’être en phase avec les objectifs énergétiques et de réduction des émissions de GES de la France.

Des analyses complémentaires avaient été menées sur ces scénarios :

  • Environ 70 tests de sensibilité illustrent la robustesse et la dépendance des résultats obtenus à certaines grandes variables déterminantes comme le taux de croissance du PIB, l’évolution du prix des énergies fossiles, le niveau de la composante carbone de la TICPE, etc.
  • Les impacts macro-économiques, sur le PIB, l’emploi, le commerce, etc., ont été étudiés spécifiquement à l’aide de deux modèles (NEMESIS et 3ME). Les principaux résultats apparaissent dans la synthèse.