Scénarios de forte réduction des émissions de gaz à effet de serre à l'horizon 2050. Rapport final.

Sesp, Axenne

Description

- Synthèse et analyse des différentes études existantes : analyse du contexte et des principaux enjeux en matière de réduction des émissions de GES ; analyse d’études et de rapports permettant d’obtenir des informations récentes relatives aux mesures à étudier ; réalisation d’entretiens auprès d’experts ; synthétisation et hiérarchisation grossière des mesures en fonction de leur efficacité, de leur potentiel de développement et de leur facilité de mise en oeuvre
- Quantification et plan d’actions : élaboration des hypothèses de scénarios ; calcul des émissions et des coûts de réduction de ces émissions.
- Elaboration des documents de synthèse et recommandations.
Paris. http://temis.documentation.developpement-durable.gouv.fr/document.xsp?id=Temis-0061749

Sujets

• Environnement
• Ressources et consommation énergétiques mondiales
• Coût
• Économie d'énergie
• Énergie
• Politique énergétique
• Scénario

Informations

• Publié par: temis-developpement-durable
• Publié le: 01 janvier 2007
• Nombre de lectures: 4
• Licence : En savoir +
  Paternité, pas d'utilisation commerciale, partage des conditions initiales à l'identique
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 1 Mo

Extrait

         

 

Scénarios deforteréduction desémissions de GES à l’horizon 2050 

RapportFinal  14 septembre2007 

   

   

  Maître d'ouvrage :     Ministère desTransports,del’Equipement,   duTourisme et dela Mer  Secrétariat Général Direction des Affaires Economiques etInternationales  ServiceEconomie, Statistique et Prospective    

   

   

   

   

Réalisation:Groupement  AXENNE/ TML/ ECOFYS 

 

 

Table des matières

Table des matières...................................................................................................................................................................................................2  Liste des tableaux....................................................................................................................................................................................................6  Liste des graphiques................................................................................................................................................................................................9  Contexte et objectifs de l’étude.............................................................................................................................................................................11  Contexte et objectifs de l’étude.............................................................................................................................................................................11  Limites méthodologiques......................................................................................................................................................................................12  Déroulement de l’étude.........................................................................................................................................................................................13  Synthèse des résultats de la Phase 1.....................................................................................................................................................................14  Objectifs spécifiques et modes de réalisation...................................................................................................................................................14  Les mesures analysées......................................................................................................................................................................................15  Transports.....................................................................................................................................................................................................15  Résidentiel / tertiaire.....................................................................................................................................................................................23  Analyse et hiérarchisation des mesures............................................................................................................................................................30  Notes de cadrage...........................................................................................................................................................................................30  Hiérarchisation des mesures.........................................................................................................................................................................32  Présentation méthodologique de l’étape de modélisation.....................................................................................................................................34  Objectifs et cadrage général..............................................................................................................................................................................34  Présentation des modèles utilisés......................................................................................................................................................................35  Le modèle TREMOVE pour le transport...................................................................................................................................................... 35 Le modèle BEAM.........................................................................................................................................................................................40  Différences d’approche et mise en cohérence des modèles..........................................................................................................................41  Limites de l’exercice.....................................................................................................................................................................................43  Données communes d’input / Cadrage des scénarios tendanciels .................................................................................................................... 46 SCENARIOS  T NAPSROTR ......................................................................................................................................................................................... 51 Calibrage du scénario tendanciel..........................................................................................................................................................................52  Volume de transport......................................................................................................................................................................................52  Projets d’infrastructure de transport..............................................................................................................................................................53 

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Biocarburants................................................................................................................................................................................................53  Emissions unitaires des véhicules (scénario 2 CGPC).................................................................................................................................54  Mesures et scénarios considérés...........................................................................................................................................................................56  Amélioration de l’efficacité énergétique..........................................................................................................................................................58  Les mesures...................................................................................................................................................................................................58  Explicitation et commentaires.......................................................................................................................................................................59  Maîtrise de la demande.....................................................................................................................................................................................64  Les mesures...................................................................................................................................................................................................64  Explicitation et commentaires.......................................................................................................................................................................65  Carburant (2020-2050)......................................................................................................................................................................................72  Les mesures...................................................................................................................................................................................................72  Explicitation et commentaires.......................................................................................................................................................................72  Résultats modélisation..........................................................................................................................................................................................78  Modélisation détaillée 2010-2020.....................................................................................................................................................................78  Les mesures détaillées pour la période 2010-2020.......................................................................................................................................78  Simulation 1: Amélioration de l’efficacité énergétique par des mesures techniques ................................................................................... 81 Simulation 2 : Péage généralisé basé sur une internalisation des coûts externes.........................................................................................84  Simulation 3 : Taxes carburant.....................................................................................................................................................................88  Simulation 4 : Subvention transport public..................................................................................................................................................92  Simulation 5 : Augmentation de la part de biocarburants.............................................................................................................................95  Conclusions pour la période 2010-2020.......................................................................................................................................................98  Modélisation simplifiée 2020-2050................................................................................................................................................................103  Rappel de l’approche..................................................................................................................................................................................103  Les effets des mesures dans les différents scénarios..................................................................................................................................104  Conclusion sur la période 2010-2050.........................................................................................................................................................112  Quelles mesures pour l’action publique ?...........................................................................................................................................................115  Les mesures de maîtrise de la demande..........................................................................................................................................................116  Les mesures technologiques- Amélioration de l’efficacité des véhicules......................................................................................................117  L’utilisation de nouvelles sources d’énergies.................................................................................................................................................118  Travailler sur un changement des valeurs et des préférences.........................................................................................................................119  S ENCSI OAR R LNTIESIDEE - TERIETRAI ..................120 .................................................................................................................................................

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Calibrage du scénario tendanciel........................................................................................................................................................................121  Données sur le parc.........................................................................................................................................................................................121  Données sur les coûts......................................................................................................................................................................................126  Explicitation des coûts tels que pris en compte dans le modèle.................................................................................................................126  Détail des coûts...........................................................................................................................................................................................129  Mesures et scénarios considérés.........................................................................................................................................................................134  Scénario baseline............................................................................................................................................................................................134  Simulations Facteur 4 : mesures et scénarios.................................................................................................................................................135  Mesures.......................................................................................................................................................................................................135  Scénarios.....................................................................................................................................................................................................136  Scénario spécifique “Solar”........................................................................6 13............................................................................................... Scénarios sur le bâti..................................1.....83 ............................................................................................................................................. Résultats..............................................................................................................................................................................................................140  Evolution des consommations d’énergie........................................................................................................................................................140  Evolution des émissions de GES (MteqCO2).................................................................................................................................................143  Pour un facteur d’émissions 180 gCO2/kWh.............................................................................................................................................143  Pour un facteur d’émissions 536 gCO2/kWh.............................................................................................................................................146  Evolution de la performance moyenne du parc sur le plan des consommations ............................................................................................ 149 Impacts en termes de dépense énergétique.....................................................................................................................................................151  Evolution des prix par énergie finale (cent/kWh).......................................................................................................................................151  Evolution de la dépense totale liée aux consommations de chauffage et d’eau chaude ............................................................................. 152 Evolution des coûts additionnels des mesures d’amélioration énergétique................................................................................................154  Evolution du coût total des mesures d’amélioration énergétique des bâtiments........................................................................................156  Evolution du coût annualisé d’investissement lié aux coûts additionnels .................................................................................................. 158 Evolution du coût final (investissement annualisé – économies d’énergies) liés aux coûts additionnels .................................................. 160 Evolution du coût final total (investissement annualisé – économies d’énergies) liés aux coûts additionnels sur 2006-2050.................. 163 Traduction des coûts au niveau individuel : le cas des maisons individuelles...........................................................................................166  Quelles mesures pour l’action publique ?...........................................................................................................................................................167  Contraintes......................................................................................................................................................................................................168  Performance thermique du bâti...................................................................................................................................................................168  Rythme de rénovation.................................................................................................................................................................................169 

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Diffusion des énergies renouvelables et de matériels performants.............................................................................................................171  Incitation.........................................................................................................................................................................................................172  Performance thermique du bâti...................................................................................................................................................................172  Diffusion des énergies renouvelables et de matériels performants.............................................................................................................175  Soutien à la recherche.................................................................................................................................................................................177  Des questions clés encore en suspens.............................................................................................................................................................178  S YNTHESE ET RECOMMANDATIONS ...183 ................................................................................................................................................................... Synthèse des résultats par scénario.....................................................................................................................................................................184  Les voies proposées vers un Facteur 4........................................................................................................................................................184  La hiérarchisation des actions.............................................................................................................................................................................186  Les interdits.................................................................................................................................................................................................187  Les incontournables....................................................................................................................................................................................187  Les ruptures technologiques / économiques...............................................................................................................................................188  Les grandes lignes d’un plan d’actions...............................................................................................................................................................189  Cadrage général..........................................................................................................................................................................................189  Transport.....................................................................................................................................................................................................190  Résidentiel-tertiaire.....................................................................................................................................................................................191  Bibliographie.......................................................................................................................................................................................................192  ANNEXES..........................................................................................................................................................................................................197  Matrices de hiérarchisation des mesures issues de la phase 1........................................................................................................................198  Transports...................................................................................................................................................................................................198  Résidentiel / tertiaire...................................................................................................................................................................................199  Valeurs externes utilisées dans le modèle TREMOVE..............................................................................................................................200  Quelques élasticités du modèle.......................................................................................................................................................................202  Review of TREMOVE elasticities..............................................................................................................................................................204  General results............................................................................................................................................................................................205  Comparisons between TREMOVE and literature values...........................................................................................................................211  References...................................................................................................................................................................................................213 

 

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Liste des tableaux

  Tableau 1 : Evolution des émissions de GES en France.......................................................................................................................................11  Tableau 2 : Mesures dans le secteur des transports61 ............................................................................................................................................ Tableau 3: Mesures dans le secteur du bâtiment..................................................................................................................................................23  Tableau 4: Mesures prioritaires transports............................................................................................................................................................32  Tableau 5 Mesures prioritaires résidentiel-tertiaire..............................................................................................................................................33  Tableau 6:Baseline 2004 Climat actualisé, émissions format CCNUCC) (Plan............................................4. 6................................................. Tableau 7: Périodes considérée de mise en œuvre des mesures...........................................................................................................................57  Tableau 8 : Mesures techniques simulées dans l’exercice....................................................................................................................................58  Tableau 9 : Les mesures ayant trait à une maîtrise de la demande.......................................................................................................................64  Tableau 10 : Récapitulatif des coûts marginaux externes sociaux, pkm – tkm (€) ............................................................................................ 66 Tableau 11 : Taxes additionnelles pour les zones urbaine en heure de pointe (€ par pkm-tkm).......................................................................... 67 Tableau 12 : La composition des prix du diesel...................................................................................................................................................68  Tableau 13: Mesures relatives au carburant..........................................................................................................................................................72  Tableau 14: Avantages et désavantages des différents types de carburants................................................................6 .7....................................... Tableau 15 : Evaluation de l’hydrogène et de l’électricité comme carburant pour quelques dimensions............................................................ 77 Tableau 16 : Description schématique des mesures compris dans l’amélioration de l’efficacité énergétique jusqu’en 2020............................ 81 Tableau 17 : Chiffres clés en 2020 de la simulation mesures techniques, tonnes, (CO2 en million de tonnes), million d’euros, €/tonne .......... 82 Tableau 18 : Description schématique du péage généralisé.................................................................................................................................84  Tableau 19: Chiffres clés en 2020 de la simulation péage généralisé, tonnes, (CO2   en million de tonnes), million d’euros, €/tonne).............. 85 Tableau 20 : Changements relatifs dans les volumes de transport en 2020 suite à l’introduction d’un péage généralisé ................................... 87 Tableau 21: Description schématique des taxes sur le carburant.........................................................................................................................88  Tableau 22 : Les chiffres clés en 2020 de la simulation taxe carburant, tonnes, (CO2 en million de tonnes), million d’euros, €/tonne) ........... 89 Tableau 23 : Effets sur le volume de transport de la taxe supplémentaire sur le carburant..................................................................................91  Tableau 24 : Description schématique des subsides pour le transport public.......................................................................................................92  Tableau 25: Les chiffres clés en 2020 de la simulation subside transport public, tonnes, (CO2 en million de tonnes), million d’euros, €/tonne) ...............................................................................................................................................................................................................................93  Tableau 26: Evolution des km passagers..............................................................................................................................................................94  Tableau 27 : Description schématique d’une augmentation de la part des biocarburants .................................................................................... 95

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Tableau 28 : Les chiffres clés en 2020 de la simulation subside transport public, tonnes, (CO2 en million de tonnes), million d’euros, €/tonne) ...............................................................................................................................................................................................................................96  Tableau 29: Evolution de quelques variables clés pour les différents simulations, 2020 (million de km, €/tonne) .......................................... 100 Tableau 30 : Récapitulatif de la modélisation simplifié pour la période 2020-2050 avec quelques indicateurs pour 2050. ............................ 105 Tableau 31: Evolution du secteur du bâtiment...................................................................................................................................................121  Tableau 32 : Structure du parc de bâtiments.......................................................................................................................................................121  Tableau 33 : Mix énergétique.............................................................................................................................................................................122  Tableau 34 : Coefficients de transmission thermique.........................................................................................................................................122  Tableau 35 : Investissement d’isolation..............................................................................................................................................................129  Tableau 36 : Investissement fenêtres..................................................................................................................................................................129  Tableau 37 : Investissement Systèmes de chauffage - Existant..........................................................................................................................130  Tableau 38 : Investissement système de chauffage - neuf..................................................................................................................................130  Tableau 39: Evolution prix des combustibles 2006-2050...................................................................................................................................131  Tableau 41 : Mix initial Résidentiel-tertiaire......................................................................................................................................................133  Tableau 42 : Valeurs observées – chauffage pour les maisons individuelles en région parisienne....................................................................150  Tableau 43 : Emissions de référence..................................................................................................................................................................184  Tableau 44 : Emissions du secteur transports.....................................................................................................................................................184  Tableau 45 : Emissions du secteur Résidentiel-tertiaire.....................................................................................................................................185  Tableau 46 : Valeurs du modèle TREMOVE.....................................................................................................................................................200  Tableau 47: Comparaison des valeurs-temps TREMOVE et Boiteux (euro/heure/personne) ........................................................................... 201 Tableau 48 : Elasticités détaillées pour 2020 par rapport à une augmentation du carburant de 47% ................................................................ 203 Table 49: Elasticities of demand with respect to fuel price per litre..................................................................................................................205  Table 50: Elasticities of demand with respect to income...................................................................................................................................206  Table 51: Price elasticities of the number of car driver trips..............................................................................................................................206  Table 52: Price elasticities of vehicle-km by car................................................................................................................................................207  Table 53: Price elasticities of car trips for different socio-economic categories................................................................................................207  Table 54: Demand elasticities of public transport with respect to fares ............................................................................................................. 208 Table 55: Fare and service level demand elasticities..........................................................................................................................................208  Table 56: Bus elasticities disaggregated by trip purpose.................................................................................................................................... 208 Table 57: Public Transport price elasticities for different countries...................................................................................................................209  Table 58: Train elasticities disaggregated by trip purpose.................................................................................................................................209 

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Table 59: Air elasticities disaggregated by trip purpose.....................................................................................................................................209  Table 60: Demand elasticities of road freight with respect to total cost.............................................................................................................210  Table 61: Demand elasticities of road and rail freight with respect to total cost................................................................................................210  Table 62: Cost elasticity values from literature and TREMOVE model for passengers transport..................................................................... 212 Table 63: Cost elasticity values from literature and TREMOVE model for freight transport ........................................................................... 212

 

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Liste des graphiques

  Graph 1 : Schéma simplifié du modèle TREMOVE............................................................................................................................................37  Graph 2 : Différences de temporalité entre les secteurs.......................................................................................................................................42  Graph 3 : Comparaison des prix du brut...............................................................................................................................................................48  Graph 5 : Evolution des pkm dans la baseline......................................................................................................................................................52  Graph 6 : Evolution des tkm dans la baseline.......................................................................................................................................................53  Graph 7 : Illustration d’une courbe d’apprentissage.............................................................................................................................................60  Graph 8 : Evolution des émissions des GES, effet des biocarburants intégré pour les différentes simulations...................................................99  Graph 9 : Quelques données clés pour les différentes mesures sur la période 2010-2020.................................................................................102  Graph 10 : Evolution des émissions de CO2 (million de tonnes CO2) pour les trois scénarios ........................................................................ 109 Graph 11 : Evolution du coût monétaire cumulé pour le scénario intermédiaire ............................................................................................... 111 Graph 12 : Récapitulatif des simulations............................................................................................................................................................112  Graph 13 : Evolution des coûts en million d’euro entre 2010 et 2050, socio économique entre 2010 et 2020 et monétaire entre 2020 et 2050 .............................................................................................................................................................................................................................113  Graph 14 : Structure du parc par catégories de bâtiment et par tranche d’ancienneté (Millions m²).............................................................. 123 Graph 15 : Coefficients de transmission thermique du parc actuel – enveloppe des bâtiments.........................................................................124  Graph 16 : Coefficients de transmission thermique du parc actuel – fenêtres....................................................................................................125  Graph 17 : Evolution du mix énergétique pour la production d’eau chaude......................................................................................................136  Graph 18 : Evolution de l’utilisation d’énergie finale pour le chauffage, stock de bâtiments en France (TWh) ............................................... 140 Graph 19 : Scénarios d'évolution des consommations de chauffage des résidences principales françaises (énergie finale) ............................. 142 Graph 20 : Evolution des émissions de CO2 dans le stock de bâtiments en France – facteur de 180 gCO2e/kWh .......................................... 143 Graph 21 : Emissions totales évitées sur la période 2006-2050 par rapport au scénario de référence – facteur de 180g CO2/kWh.............. 145 Graph 22 : Evolution des émissions de CO2 dans le stock de bâtiments en France – facteur de 536g CO2/kWh ............................................ 146 Graph 23:Emissions totales évitées sur la période 2006-2050 par rapport au scénario de référence- facteur de 536 gCO2/kWh................ 148 Graph 24 : Evolution de l’utilisation moyenne d’énergie finale pour le chauffage par m² dans le stock de bâtiments en France (TWh)......... 149

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