La ville sous contrainte carbone : présentation des résultats de l’étude EPE-IDDRI, Claire TUTENUIT

Interventions

La ville sous contrainte carbone : présentation des résultats de l’étude EPE-IDDRI

par Claire TUTENUIT

Les 1, 2 et 3 avril 2009, à Copenhague

EPE est une association d’une quarantaine de grandes entreprises de tous secteurs qui travaillent ensemble depuis 1992 sur les questions d’environnement. Le changement climatique est évidemment un sujet majeur dans tous les travaux que nous avons faits. Nous avons travaillé sur les systèmes de quotas et sur le bâtiment. Nous avons travaillé aussi sur une question qui était très préoccupante pour les entreprises. Est-ce que mettre une contrainte carbone pour arriver à réduire les émissions mondiales au niveau qui est souhaitable, signifie qu’il faut revenir à la hutte et à la bougie ? Qu’est-ce qui reste pour les industries ? Un développement est-il encore possible ?

Nous avons fait une étude qui a duré plus de trois ans, en collaboration avec l’Iddri qui est l’Institut pour le développement durable et les relations internationales. Nous avons fait travailler trois laboratoires d’économétrie qui sont le Cired, le Lépii et l’Enerdata. Nous avons également fait travailler les entreprises membres. Les grands fournisseurs de matériaux et les grands fournisseurs ont donné les informations qui ont été mises dans ces modèles qui sont basés sur des informations relatives aux élasticités et aux technologies qui viennent vraiment des entreprises.

Les objectifs étaient d’identifier le niveau de contrainte carbone qui est nécessaire pour stabiliser les émissions de CO2 au niveau de 450 PPM recommandé par le Giec, de comprendre comment les secteurs industriels réagiraient et quels seraient les enjeux, de comprendre comment les économies réagiraient, quels seraient les niveaux de croissance espérés et surtout, pour ce qui nous intéresse ce matin, d’explorer si des options de développement différentes du modèle traditionnel de développement de l’OCDE, pouvaient donner le même résultat, avec une contrainte carbone moins pénible. La contrainte carbone est modélisée comme un signal prix. On ne pouvait pas préjuger de savoir s’ils s’agissaient des marchés de quotas, des taxes, voire des règlementations. C’est donc un niveau de contrainte carbone équivalent à un prix.

Le scénario de référence est le scénario en l’absence de contrainte carbone, selon les prévisions actuelles. Le scénario vert est un peu l’input de cette modélisation. On a modélisé les émissions pour arriver à 450 PPM en 2100. Les modèles climatiques montrent que pour y arriver, il faut que le pic soit atteint avant 2020 et que la baisse commence avant 2020. Les échelles sont en tonnes de carbone. La courbe verte correspond à 15 milliards de tonnes de CO2 en 2050. C’est l’input qu’on a mis dans le modèle pour voir comment on arrivait à contraindre l’économie mondiale dans ce niveau d’émission.

On a fait trois scénarios et d’autres variantes dont je ne parlerai pas aujourd’hui :
•    Un scénario de référence qui est la contrainte carbone actuelle, soit un faible niveau sur les industries en Europe et peu de contraintes carbone dans le reste du monde ;
•    Un scénario de stabilisation où on met simplement un prix du carbone dans toutes les économies mondiales et on regarde comment les flux et les croissances s’ajustent ;
•    Un scénario qui pose la question suivante : est-ce qu’on peut trouver des politiques, des mesures et des modes de développement un peu différents qui permettraient d’avoir un prix du carbone moins pénible ? Les chercheurs ont essayé de trouver des politiques et des mesures appropriées, notamment sur le développement urbain.

Dans le business as usual, il y a un gros climate impasse. En 2007 et début 2008, on a connu un développement très rapide des pays émergents et une très rapide expansion urbaine, avec peu de contraintes carbone. La croissance mondiale est très importante puisqu’en 2050, on a multiplié le PIB mondial par 3,2, avec la Chine et l’Inde qui progressent beaucoup plus vite. La consommation totale d’énergie primaire est multipliée par deux, mais elle est très largement basée sur le pétrole et sur le charbon qui est l’énergie la moins chère aujourd’hui. Le pétrole commence à être une limite à la croissance, mais le prix a monté suffisamment pour que l’on sache transformer du carbone en pétrole. On n’est donc pas limité par les ressources naturelles, mais davantage par le coût de transformation du charbon et du pétrole. On multiplie le transport routier par 2,6, fret et personnes. On a atteint un niveau tout à fait insoutenable de 57 milliards de tonnes d’émission de CO2. Ce scénario est a plus six degrés ; il est vraisemblablement totalement invivable, en tout cas invivable pour l’après 2050.

Dans le scénario suivant, on fait une politique climatique au niveau mondial en appliquant un prix du carbone. On doit rentrer l’hypothèse de la forme de la courbe et on regarde jusqu’où il faut la faire monter. On constate qu’on arrive à maîtriser les émissions de CO2 avec un prix du carbone qui augmente régulièrement et qui monte très haut, à 350 euros la tonne de CO2, ce qui correspond à un euro par litre d’essence en plus des niveaux actuels. Ce n’est donc pas complètement impensable puisque la TIPP est déjà presque à ce niveau en Europe, mais ce montant vient s’ajouter à ce qui existe déjà. C’est très pénible pour des pays qui sont plutôt en train de subventionner l’essence, comme c’est souvent le cas dans les pays émergents. On arrive à maîtriser les émissions de CO2. On le fait en mobilisant considérablement l’efficacité énergétique. Bien que les émissions aient baissé, la consommation d’énergie primaire augmente d’environ 25 %. On a décarboné la consommation d’énergie. On le fait essentiellement en mobilisant le nucléaire, les énergies renouvelables et la capture et le stockage souterrain du carbone. L’efficacité énergétique de l’économie est très fortement accrue puisque la quantité d’énergie par unité de PIB a baissé de 40 % par rapport à la situation actuelle. On a par ailleurs un effet très limité sur le PNB mondial. On maintient donc la croissance. Il y a un petit effet : on l’augmente de 327 % au lieu de l’augmenter de 356 %. On est un peu à la limite de sensibilité du modèle. En fait, on voit qu’on arrive à retrouver une croissance. Quand on regarde d’un peu plus près, on constate des effets de transition sur la Chine, l’Inde et les pays émergents, mais en réalité, ils se développent. Au début, ils ont un coût d’investissement un peu supérieur pour leur développement, mais ils ont ensuite une croissance qui est décarbonée plus tôt que la nôtre et in fine, leur croissance est sur de meilleures bases et est plutôt stimulée dans la deuxième partie de la période. Ce scénario ST1 est globalement rassurant, dans la mesure où il montre que l’on peut maîtriser les émissions de CO2 sans renoncer à la croissance.

Néanmoins, 400 euros la tonne est un prix élevé qui méritait d’avoir une réflexion plus poussée pour savoir si on pouvait faire autrement en ayant un mode de développement différent et en orientant les économies de façon différente. C’est pour cette raison que nous avons fait le scénario ST2 où on a la même courbe de réduction des émissions à 15 milliards de tonnes en 2050, mais avec des politiques un peu plus orientées vers le développement durable. Les chercheurs ont eu beaucoup de mal à trouver les bonnes hypothèses pour dire ce que signifiait se développer différemment. Ils ont quand même réussi à trouver en constatant que dans le scénario ST1, le mode de consommation n’est pas très différent de celui d’aujourd’hui. Les gens ont changé de technologie, les voitures ne sont plus les mêmes, mais les villes ne sont pas très différentes. Le mécanisme de prix ne suffit pas à faire changer les fondamentaux du modèle de croissance. Ils ont cherché à travailler sur des infrastructures, sur la structure urbaine, la localisation des activités, les modes de transport et la production des modes de génération d’énergie (énergie centralisée, versus énergie centralisée qui est le modèle actuel).

Ils ont identifié deux modes de développement, deux paradigmes urbains : la ville étalée, le spread development où les densités sont très faibles, à la fois de personnes et de voitures par habitant et un modèle de ville dense où les densités urbaines sont de plus de 10 000 habitants au km2 avec peu de voitures (200 pour 1 000 habitants). Ils ont essayé de modéliser les consommations énergétiques et les consommations de matériaux de ces deux types de ville. Dans les deux cas, le mode de génération d’énergie est cohérent. Dans le cas de la ville très étalée, il y a une génération d’énergie sur la maison elle-même, avec du photovoltaïque et de la géothermie étalés. Dans le cas de la ville dense, au contraire, on construit la ville de façon à l’alimenter en énergie, soit à partir de charbon et de CCS, soit avec de l’électricité d’origines diverses, nucléaire ou autres. Ils ont fait l’hypothèse que dans toute l’urbanisation supplémentaire future, la contrainte carbone allait être anticipée par des politiques et mesures qui vont interdire les villes intermédiaires, qui vont faire de la ville soit très dense soit très étalée, avec ce mode économe en énergie imposé dans chaque type de ville.

On a donc fait tourner le modèle avec ces contraintes et on constate qu’on arrive à avoir un modèle urbain à bas carbone avec un nombre de maisons croissant. On arrive à avoir un panel de maisons. On sait que les inerties sont considérables dans la structure urbaine. On constate qu’en 2050, on a réussi à convertir environ la moitié du parc urbain puisque les bâtiments standards représentent moins de la moitié du parc total des maisons, le reste étant soit des maisons basse énergie, soit des maisons très basse énergie qui sont faites selon des standards très différents. Il y a donc un renouvellement accéléré. On constate également que la surface construite a augmenté considérablement. Il est intéressant de voir que le nombre de mètres carrés par logement a augmenté également, ce qui veut dire que les gens ne sont pas concentrés dans une ville invivable. On suit un modèle qui est une aspiration assez générale à avoir plus de place par personne dans les logements. On constate que la consommation d’énergie par tête qui est restée à 0,3 pendant très longtemps, baisse par tonne équivalent pétrole jusqu’à 0,2, mais la consommation par logement a baissé quant à elle de moitié, ce qui correspond à la plus grande surface par personne. On arrive globalement à un modèle de développement qui respecte l’aspiration générale à avoir plus de confort. On a plus de place par personne dans les logements, mais l’efficacité énergétique a suffi à obtenir les résultats souhaités.

La comparaison des résultats de mobilité entre les différents scénarios. La mobilité était pratiquement préservée dans le premier scenario, avec une contrainte carbone forte. Dans le second scénario, même avec un euro supplémentaire par litre d’essence dans le monde, le parc de voitures s’adapte et on arrive à préserver la mobilité actuelle. Le nombre de kilomètres par passager est quasiment constant. Dans le cas de la ville différente, on réduit significativement le nombre de kilomètres parce qu’il y a un moindre besoin de mobilité. Ce n’est pas une question de prix, mais la ville est construite de façon à ce que les gens aient moins besoin de mobilité. Le nombre de kilomètres par passager en voiture est donc plus faible, tout comme le nombre de véhicules. L’efficacité des moteurs est tout à fait bouleversée. Le scénario de référence montre déjà une efficacité meilleure. Dans le scénario ST1 et ST2, on voit qu’on travaille de plus en plus sur l’efficacité des moteurs. Le parc de véhicules change très significativement, en particulier dans le cas du scénario ST2 où la proportion de véhicules hybrides ou électriques peut être beaucoup plus forte puisque nous sommes dans une ville très dense qui a une production d’électricité décentralisée. Dans ce cas, la voiture électrique est beaucoup plus acceptable qu’elle ne l’est dans le modèle actuel où on a de grandes distances à faire. Voilà donc les transformations que l’on peut constater en termes de mobilité.

Dans le modèle ST2, on cherchait à savoir s’il était possible de concevoir un mode de développement urbain qui fasse qu’on n’ait plus besoin de contrainte carbone. On n’en a un peu moins besoin puisque la contrainte carbone baisse de 12 %. On en a quand même encore largement besoin. On n’arrive donc pas à faire des modèles de développement qui réduisent les émissions sans mettre une contrainte carbone forte ou alors on ne sait pas inventer les hypothèses. C’est ce que montre ce modèle. L’un des résultats intéressants dans ce modèle urbain différent est l’effet produit sur les pays émergents ou en développement. S’ils commencent à avoir des politiques urbaines qui ne copient pas les villes de l’OCDE, mais qui rentrent dans l’un des deux schémas, soit ville dense avec un moindre besoin de mobilité, soit ville très étalée avec une production d’électricité non carbonée et décentralisée, on réduit significativement le coût de transition. Autrement dit, il faudrait qu’ils évitent de construire des villes d’un modèle OCDE qu’ils vont devoir décarboner ensuite ou réadapter. Dans ce cas, le coût de transition est évidemment très réduit. C’est l’un des résultats de l’étude qui peut être assez stimulant pour des groupes comme le vôtre. Oui, des choses nouvelles peuvent être faites dans les villes que l’on construit aujourd’hui. Il y a bien entendu un meilleur contrôle à long terme des émissions du transport et beaucoup plus d’énergie renouvelable dans le modèle de ville décentralisée. Dans les villes très denses, on ne voit pas une production décentralisée importante.

Par ailleurs, divers résultats conduisent à la conclusion que les producteurs de matériaux ont un rôle très important à jouer puisque la construction et la rénovation urbaines font appel à beaucoup de matériaux, que ce soit dans le renouvellement de parcs construits ou dans le renouvellement du parc de véhicules. Il n’y a pas moins de matériaux. Il peut y en avoir un peu moins, mais dans certains cas, il y en a même un peu plus, notamment si on arrive à décarboniser la production. Enfin, il y a un besoin d’efficacité énergétique où toutes les technologies vont devoir être mobilisées pour arriver à ces résultats, à la fois dans les bâtiments, dans les véhicules et dans les techniques de production d’électricité. Ces études qui ont été faites encouragent donc les urbanistes et architectes à aller plus loin dans les études de ces deux types de ville.