9.2 La bioénergie

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9.2.1 Les principales utilisations

Comme le montre la figure 9.2, l’utilisation de la biomasse s’accroît de manière importante dans tous les scénarios, y compris les scénarios REF et TC30 où elle augmente respectivement de 77 % et 104 % d’ici 2060. Cette utilisation est cependant plus modeste que celle prévue dans les scénarios menant à la carboneutralité où elle fait plus que quadrupler. Dans un premier temps, la production de biocarburants s’accroît dans tous les scénarios; elle atteint toutefois rapidement une limite dans les scénarios CN qui prévoient, après 2030, une augmentation très limitée de cette production. Au lieu de cela, la consommation supplémentaire de biomasse sert principalement à deux usages, soit les productions d’hydrogène et d’électricité à partir de la BECSC, qui constituent au moins 73 % du total en 2060. Dans le cas de l’électricité, cela signifie que, même si la quantité de biomasse utilisée pour sa production représente une faible proportion du total, son rôle est essentiel dans les trajectoires menant à la carboneutralité en raison du volume important d’émissions négatives obtenu grâce aux centrales alimentées à la biomasse associée au CSC.   

Figure 9.2 – Consommation de biomasse selon l’usage #

En fait, comme la combustion de la biomasse transformée génère des émissions de GES et qu’il existe d’autres sources d’énergie alternatives à faibles émissions de carbone, son utilisation optimale en termes de coûts sert à soutenir l’atteinte des objectifs de carboneutralité. À court terme, la biomasse peut servir à remplacer les autres carburants dans des secteurs coûteux à décarboner, notamment celui du transport. Cependant, au-delà du court terme, l’utilisation de la biomasse demeure surtout associée à la possibilité de produire de l’électricité et de l’hydrogène en même temps que des émissions négatives grâce à la BECSC dans des domaines d’utilisation spécifiques qui sont particulièrement adaptés à cet usage ou pour lesquels les autres technologies sont trop coûteuses ou n’existent pas encore.

9.2.2 Analyse de sensibilité 

En ce qui concerne la BECSC, la principale contrainte qui limite l’utilisation de la biomasse après 2030 est la disponibilité de cette ressource, une donnée qui est cartographiée par le modèle à partir d’une revue des recherches et publications consacrées à ce sujet. Comme une large fourchette de chiffres ont été publiés autour de la moyenne, et afin d’examiner les implications de cette contrainte, une analyse de sensibilité respectant le scénario CN50 a été réalisée à l’aide des deux scénarios contraints suivants : 

  • Le scénario BioMin dans lequel la quantité de biomasse (par ex. les résidus forestiers et agricoles) disponible pour la production d’énergie est réduite de moitié.
  • Le scénario BioMax dans lequel la quantité de biomasse (par ex. les résidus forestiers et agricoles) disponible pour la production d’énergie est doublée.

Les résultats montrent quelques changements dans les modes de consommation finale. Dans l’ensemble, le scénario BioMin présente des niveaux de consommation similaires à ceux du scénario CN50 en 2030, mais prévoit en 2050 une baisse de ceux-ci de l’ordre de 11 %. Dans le scénario BioMax, la consommation de biomasse en 2030 est supérieure de 13 % aux prévisions du scénario CN50, mais elle n’augmente pas davantage et diminue même de 5 % par rapport à ce niveau en 2050 et 2060. Bien que la possibilité d’utiliser davantage de biomasse contribue à court terme à réduire les émissions, lorsque l’on se rapproche de la carboneutralité, les émissions restantes générées par sa combustion deviennent trop importantes pour pouvoir être compatibles avec l’objectif d’émissions nettes nulles.  

Lorsque l’on examine la consommation de biomasse par secteur, aucun des scénarios ne montre une quelconque évolution dans le secteur du bâtiment. Dans le secteur industriel, les changements sont également très limités, le plus marquant d’entre eux étant une diminution de 8 % de la biomasse utilisée en 2050 dans le scénario BioMin par rapport au scénario CN50. 

Dans le secteur du transport cependant, les divers scénarios ont généré des différences significatives. Dans le scénario BioMin, la consommation de biomasse en 2030 correspond aux prévisions du scénario CN50, mais elle est inférieure de 10 % à celles-ci en 2050, ce qui illustre à nouveau l’importance de la contrainte sur la disponibilité de la biomasse à plus long terme dans le scénario BioMin. Dans le scénario BioMax, les changements sont considérables par rapport au scénario CN50 et consistent en une augmentation de la consommation de biomasse de l’ordre de 50 % en 2030 et de 45 % en 2050. 

Le constat de cette différence invite à effectuer un examen plus approfondi du secteur du transport afin de déterminer où ces changements se produisent. En ce qui concerne le transport de passagers, le scénario BioMax montre en 2030 une consommation de biocarburants 19 % supérieure à celle prévue dans le scénario CN50, et celle-ci est presque multipliée par 5 en 2050. En d’autres termes, la plupart des changements en matière de transport de passagers ont lieu à plus long terme. En ce qui a trait au transport de marchandises, les prévisions du scénario BioMin sont identiques à celles du scénario CN50 en 2030, mais inférieures de 20 % à ces dernières en 2050. Par rapport au scénario CN50 cependant, le scénario BioMax montre une augmentation de la consommation de biocarburants de 38 % en 2030 et de 100 % en 2050. Le transport de marchandises est par conséquent beaucoup plus sensible que le transport de passagers à la possibilité d’utiliser davantage de biocarburants, et ce, autant à court qu’à long terme. 

En ce qui concerne le transport aérien, le scénario BioMin prévoit une légère baisse de la consommation de biocarburants en 2030 et, en 2050, des niveaux inférieurs de 20 % à ceux du scénario CN50. Pour sa part, le scénario BioMax présente des niveaux de consommation qui, par rapport à ceux du scénario CN50, sont presque multipliés par 10 en 2030 et par 11 en 2050, même si cette consommation ne représente qu’une très petite partie de l’énergie totale utilisée dans ce secteur, soit 1 % en 2030 et 5 % en 2050. 

Le calendrier des changements est différent dans les autres sous-secteurs des transports. Les transports ferroviaire et maritime utilisent 40 % plus de biomasse en 2030 dans les scénarios contraints que dans le scénario CN50, mais les niveaux de consommation en 2050 sont identiques dans les différents scénarios. Une tendance similaire s’observe dans le transport hors route. Cela suggère que, dans ces sous-secteurs, la disponibilité d’une quantité supplémentaire de biomasse est utile pour soutenir les efforts de réduction des émissions de GES à court terme, mais dans une moindre mesure à long terme.   

Un examen de l’utilisation globale de la biomasse (figure 9.3) fournit un angle de vue différent sur cet accroissement de la consommation. Dans le scénario BioMax, l’augmentation de la consommation de biomasse en 2030 et 2040 concerne principalement les biocarburants et le gaz naturel, lesquels connaissent une augmentation respective de 80 % et 200 % en 2040 par rapport au scénario CN50. L’impact du scénario BioMin se fait surtout sentir en 2050 et 2060, où la consommation de biocarburants et de gaz naturel renouvelable est respectivement réduite de 20 % et 72 % par rapport au scénario CN50. Comme il est indiqué ci-dessus, le scénario BioMax voit ces deux usages diminuer après 2040, car les émissions restantes produites par la combustion de ces carburants constituent alors un problème important.

Figure 9.3 – Usages de la biomasse #

Un dernier point crucial concerne l’impact que ces contraintes alternatives sur la quantité de biomasse disponible ont sur les activités d’émissions négatives, à savoir la production d’électricité et d’hydrogène à partir de la BECSC. Compte tenu du fait que l’industrie et la production d’énergie à partir de la BECSC ont besoin d’émissions négatives pour atteindre la carboneutralité, la quantité de biomasse disponible peut jouer un rôle clé à la fois en ce qui concerne le choix du type de technologie de captage des émissions utilisée et la nécessité de recourir à l’EDA. Le volume d’électricité produit à partir de la BECSC diffère des prévisions du scénario CN50 depuis 2040, ce volume étant inférieur dans le scénario BioMin et supérieur dans le scénario BioMax, comme prévu en raison de la contrainte imposée sur la disponibilité de la biomasse dans chaque scénario. La production d’hydrogène, quant à elle, est semblable dans les trois scénarios. En 2050, les différences de niveaux de production d’électricité à partir de la BECSC se maintiennent et la production d’hydrogène suit alors la même tendance, selon le scénario BioMin ou BioMax. 

Par conséquent, les changements touchant la structure des émissions sont dans l’ensemble limités sur le court terme, mais ils deviennent importants en 2050 (figure 9.4). Dans le scénario BioMin, le besoin de recourir à l’EDA est plus grand car la possibilité de produire des émissions négatives grâce à la BECSC est plus faible. Dans le scénario BioMax, il n’est pas nécessaire de recourir à l’EDA et le volume des émissions négatives est encore plus considérable, s’élevant à 165 Mt d’équivalent CO2 par rapport aux 125 Mt du scénario CN50; cela permet de conserver un plus grand volume d’émissions restantes provenant d’autres secteurs, notamment de celui du transport. La situation est la même en 2060.

Figure 9.4 – Émissions selon le secteur #

Note : dans ce graphique, la production d’hydrogène à partir de la BECSC est incluse dans la combustion industrielle

Observations générales :

  • Dans les trajectoires menant à la carboneutralité, la quantité de biomasse disponible affecte principalement le secteur du transport et celui de la production d’électricité et d’hydrogène à partir de la BECSC, tout en ayant un impact direct sur la possibilité d’obtenir des émissions négatives.
  • Dans le secteur du transport, l’augmentation du volume de biomasse disponible n’a pas le même impact dans tous les sous-secteurs. Le transport de passagers est surtout affecté à plus long terme, alors que les transports ferroviaire, maritime et hors route ne le sont qu’à court terme; le transport de marchandises, quant à lui, est affecté en tout temps par le niveau de disponibilité de la biomasse.
  • La disponibilité d’une plus grande quantité de biomasse entraîne une plus grande utilisation de la BECSC, ce qui réduit la nécessité de recourir à l’EDA lorsque l’on se rapproche de la carboneutralité; l’inverse est aussi vrai dans une perspective d’avenir où la quantité de biomasse disponible serait plus restreinte, ce qui souligne la nécessité d’être prudent dans la gestion de cette ressource.
  • Dans une perspective systémique, une plus grande disponibilité de la biomasse favorise une utilisation accrue des biocarburants dans les transports, ce qui nécessite alors le captage et le stockage d’un plus gros volume d’émissions, une opération réalisée en utilisant davantage de biomasse pour produire de l’électricité à partir de la BECSC.