6.2 La demande d’énergie par secteur

EN

Les mêmes données sur la demande d’énergie peuvent être représentées en fonction du secteur économique (figure 6.3). Dans les scénarios menant à la carboneutralité, la variation globale de la demande d’énergie par secteur est clairement liée aux objectifs à long terme, et ce, même en 2030, ce qui souligne l’importance de réaliser des réductions précoces pour atteindre les objectifs les plus stricts. À plus long terme, ce contraste entre les scénarios menant à la carboneutralité et le scénario de référence s’accentue, car les premiers reposent principalement sur une augmentation de la productivité énergétique. Il est important de noter encore une fois qu’il ne faut pas croire que cette augmentation de la productivité énergétique entraînera une réduction proportionnelle de la prestation des services énergétiques. Il faut plutôt comprendre que la demande sera satisfaite grâce à des sources d’énergie à faibles émissions de carbone qui sont plus efficaces, et notamment l’électricité. L’expansion spectaculaire de l’utilisation des pompes à chaleur servant au chauffage des locaux dans le secteur du bâtiment en est un bon exemple. Celles-ci s’avèrent en effet beaucoup plus efficaces que la combinaison de technologies de chauffage que l’on utilise actuellement.

Sans surprise, l’évolution intersectorielle relative de la demande d’énergie dans les scénarios REF et TC30 suit de près les tendances historiques récentes. On observe en particulier une croissance continue de l’importance relative, et absolue, du secteur du transport. Entre 2016 et 2030, la part de la demande d’énergie de ce secteur passe de 37 % à 42 %, puis à 43 % dans tous les scénarios, et atteint même un pourcentage qui est légèrement supérieur dans les scénarios CN. Cette part augmente à 46 % dans le scénario REF d’ici 2060, alors qu’elle plafonne à 39 % dans le scénario TC30 avant de chuter, grâce aux efforts de réduction des émissions de GES, à un minimum de 34 % à 36 % d’ici 2040 dans le scénario CN45, d’ici 2050 dans le scénario CN50 et d’ici 2060 dans le scénario CN60. Dans les deux premiers scénarios CN, il est intéressant de noter que la part de la demande d’énergie commence à augmenter après avoir atteint un creux; elle passe ainsi d’environ 34 % à 36 % en 2060 pour le scénario CN45, et ce, afin de tenir compte de la croissance attendue de la demande de transport. Cela indique que l’on peut obtenir des gains similaires à ceux découlant de l’électrification à mesure que la demande de services augmente parallèlement à la croissance de la population et du PIB.

Figure 6.3 – Consommation finale d’énergie par secteur #

L’évolution des profils énergétiques de chaque secteur est analysée ci-dessous à la lumière de ces résultats.

6.2.1 Les secteurs résidentiel et commercial

Selon les divers scénarios, les profils des secteurs résidentiel et commercial (figure 6.4) montreront déjà en 2030 des différences notables en matière de bouquet énergétique. Ces différences s’amenuiseront au cours de la décennie suivante, car tous les scénarios CN prévoient la décarbonisation rapide de ces secteurs, surtout grâce à l’électrification et à l’utilisation de pompes à chaleur, ce qui entraînera une augmentation générale de la productivité énergétique. Les scénarios REF et TC30 présentent une évolution très semblable au cours des prochaines décennies. Par exemple, la demande totale d’énergie dans le scénario TC30 sera, à son maximum, inférieure de 4 % à celle du scénario REF sur l’ensemble de la période, avec un bouquet énergétique identique qui montre une réduction un peu plus rapide de l’utilisation des combustibles fossiles au détriment de l’électrification d’ici 2040, ainsi qu’une baisse de 25 % dans l’utilisation du gaz. Toutefois, la demande de gaz en 2060 équivaut encore à 58 % de ce qu’elle était en 2016.

D’ici 2030 cependant, les scénarios CN50 et CN45 prévoient que la demande totale d’énergie chutera de 13 % à 15 % par rapport au scénario REF. La même année, la demande totale d’énergie du scénario TC30 ne devrait baisser que de 1 %, et celle du scénario CN60 de 9 %. D’ici 2040, les trois scénarios CN montrent une augmentation de la productivité énergétique de l’ordre de 18 % à 20 % par rapport au scénario REF pour la même année; tous les scénarios convergent vers une augmentation de la productivité énergétique de l’ordre de 22 % d’ici 2050.

Dans tous les scénarios, cette augmentation de la productivité s’accompagne d’une baisse rapide de l’utilisation des combustibles fossiles, y compris le gaz naturel, au profit de l’électricité. En 2030, la demande de gaz naturel chutera de 3 % à 5 % dans les scénarios REF et TC30 par rapport à 2016, et de 14 % à 32 % dans les scénarios CN. Cette évolution devrait s’accélérer au cours de la décennie suivante. Même dans le scénario REF, la demande chutera de plus de 10 % d’ici 2040 par rapport à 2016; la réduction atteindra respectivement 46 %, 68 % et 70 % dans les scénarios CN60, CN50 et CN45. Dans ces mêmes scénarios, la demande de gaz naturel en 2050 ne représentera que 4 % à 8 % de ce qu’elle était en 2016.

La prédominance de l’électricité dans ces secteurs est notoire. Dans les scénarios CN, l’électricité représente plus de 95 % de la consommation totale d’énergie en 2050 et en 2060, ce qui nécessite l’abandon presque total du gaz naturel et de la biomasse comme source d’énergie pour ces secteurs. De plus, dans tous les scénarios, et en particulier dans ceux menant à la carboneutralité, les résultats ne présentent qu’une faible part d’électricité décentralisée.

Figure 6.4 – Consommation finale d’énergie dans les secteurs résidentiel et commercial #

Observations générales :

  • Les projections montrent que le gaz naturel n’est pas une énergie de transition pour le chauffage des bâtiments puisque son utilisation totale diminue dans tous les scénarios et jusqu’à 50 % et 70 % d’ici 2040 dans les scénarios menant à la carboneutralité.
  • Comme le montre le scénario TC30, la tarification du carbone n’est pas suffisante à elle seule pour initier la transition vers l’électricité d’ici 2030. En fait, ce scénario ne fait pas efficacement la promotion de l’électrification, car les avantages de celle-ci en matière de coûts ne suffisent pas à compenser l’investissement initial nécessaire pour remplacer les combustibles fossiles par l’électricité.

6.2.2 Les secteurs industriel et agricole

Dans les scénarios menant à la carboneutralité, les résultats pour le secteur industriel (figure 6.5) montrent également une augmentation de l’utilisation de l’électricité et de l’hydrogène en 2050 et 2060 au détriment du gaz naturel et, dans une moindre mesure, du charbon et du coke. Bien que la tarification du carbone comprise dans le scénario TC30 soit suffisante pour apporter des changements semblables pour le charbon et le coke, elle ne modifie pas de manière significative l’utilisation du gaz naturel par rapport au scénario REF. Entre 2030 et 2060, la consommation de gaz naturel dans le scénario TC30 ne se retrouve inférieure que de 15 % par rapport au scénario REF. Tous les scénarios CN présentent clairement une demande énergétique globale inférieure à celle du scénario REF, ce qui illustre bien l’importance de la contribution de l’efficacité énergétique directe et indirecte, obtenue principalement par l’électrification, dans le cadre des efforts de réduction des émissions de GES à long terme. Ils soulignent également les impacts des objectifs de carboneutralité sur la production de combustibles fossiles, indiquant qu’ils contribuent à une réduction globale de la demande d’énergie dans le secteur industriel.

En fait, par rapport au scénario REF, les projections pour 2030 de tous les scénarios CN montrent une consommation d’énergie inférieure pour toutes les sources d’énergie à l’exception des biocarburants. Ils présentent ainsi une baisse de la consommation d’électricité de l’ordre de 15 % et une réduction de 25 % à 35 % de la consommation de combustibles fossiles. Le ralentissement rapide du secteur de la production de combustibles fossiles est abordé au chapitre 7.

À l’horizon 2040 cependant, les différences qui existent entre les divers scénarios CN indiquent que le secteur industriel subira une transformation plus profonde. Dans les scénarios CN50 et CN45, cette transformation entraînera une utilisation accrue de l’électricité et de l’hydrogène, alors que dans le scénario CN60, elle se fera au détriment du gaz naturel. Ces différences s’amenuisent d’ici 2050 alors que tous les scénarios CN montrent pour le secteur industriel des modèles de consommation d’énergie très similaires et dominés par l’électricité, la bioénergie et l’hydrogène. La part de ces énergies demeure relativement constante dans le temps, atteignant environ 53 % dans le scénario REF, et environ 60 % entre 2030 et 2060 dans le scénario TC30. Dans les scénarios CN50 et CN45, cette part passe d’un pourcentage important de 55 % en 2016 à 84 % en 2050; elle demeure stable par la suite, en laissant aux combustibles fossiles une part de 15 %.

Sans entrer dans des détails plus spécifiques, qui seront abordés au chapitre 8, l’étude de ces tendances suggère que certaines applications ne peuvent pas être facilement électrifiées à l’aide des technologies actuelles, et ce, autant en raison des coûts que de la disponibilité des substituts technologiques1. Pour réaliser des gains importants dans ce secteur, il faudra effectuer des percées dans le développement de nouvelles technologies et de nouveaux procédés dont les coûts sont difficiles à évaluer. Comme nous l’avons évoqué au paragraphe précédent, la composition du bouquet énergétique utilisé dans ce secteur entraîne la persistance d’une quantité importante d’émissions. Celles-ci peuvent cependant être largement compensées par des mesures d’optimisation, comprenant l’installation de technologies de captage du carbone dans les usines, même si l’incertitude entourant ces technologies nous invite à les considérer avec précaution. Le captage des émissions est un sujet qui sera abordé dans les chapitres 8 et 12 de manière plus détaillée.

Figure 6.5 – Consommation finale d’énergie dans le secteur industriel #

Figure 6.6 – Consommation finale d’énergie dans le secteur agricole #

La consommation d’énergie dans le secteur agricole comprend le chauffage et l’éclairage des locaux, mais exclut les transports et le fonctionnement des machines qui sont classés dans le secteur du transport. Cette consommation repose presque exclusivement sur l’électricité dans tous les scénarios d’ici 2040, y compris les scénarios REF et TC30, en accord avec la production de chaleur dans les autres secteurs (figure 6.6). Alors que les scénarios REF et TC30 prévoient que l’électricité comblera 75 % de toute la demande d’énergie d’ici 2040, pour le scénario TC30 l’utilisation du pétrole disparaît presque complètement d’ici 2030, laissant le gaz naturel répondre aux 25 % de la demande d’énergie qui reste.

Fait intéressant à constater, la trajectoire optimale des coûts dans le scénario CN60 suggère que l’utilisation du gaz naturel pourrait s’accroître durant une courte période, soit vers 2030, avant de disparaître d’ici 2040. Néanmoins, tous les scénarios CN prévoient que l’électricité répondra à plus de 85 % de la demande d’énergie d’ici 2040, et même à 95 % de celle-ci d’ici 2050, ce qui reste étant comblé par les combustibles fossiles. Il faut cependant noter que, même si la principale source d’énergie de ce secteur est l’électricité à faibles émissions, il produit une quantité importante d’émissions restantes provenant de sources non énergétiques. Ce point est abordé au chapitre 8.

Observations générales :

  • L’évolution du profil de la demande énergétique aura un impact sur la production d’énergie, ce qui contribuera à faire diminuer rapidement la demande de combustibles fossiles dans le secteur industriel.
  • La demande énergétique du secteur industriel est déjà dominée par l’électricité et la bioénergie, ce qui suggère que, contrairement au secteur du bâtiment, il y a peu de solutions de facilité.
  • L’électrification de la production de chaleur dans le secteur de l’agriculture peut être réalisée à un coût concurrentiel. Elle peut cependant devoir nécessiter une attention particulière et la mise en œuvre de programmes qui soient adaptés, car la chaleur est utilisée à différentes fins dont certaines, telles que le séchage des récoltes, demandent une puissance électrique considérable. L’utilisation de la bioénergie produite localement, qui n’est pas prise en compte à cette échelle dans le modèle, pourrait certainement servir de complément pour la consommation d’électricité dans ce secteur.

6.2.3 Le secteur du transport

Le secteur du transport présente la plus grande différence en matière de demande énergétique entre les scénarios CN et les scénarios REF et TC30 (figure 6.3). La manière dont cette demande d’énergie sera comblée varie selon les scénarios, et ce même à l’horizon 2050, suggérant ainsi que certaines transformations entraîneront des coûts plus élevés et que les besoins énergétiques de ce secteur seront satisfaits par un ensemble de technologies plus diversifié. En outre, il convient également de tenir compte des incertitudes importantes entourant les solutions technologiques qui sont encore à l’étape du développement (figure 6.7).

Figure 6.7 – Consommation finale d’énergie du secteur du transport #

Le scénario REF adopte un point de vue très conservateur en ce qui concerne la transformation du secteur du transport. Dans ce scénario, l’utilisation de l’électricité demeure marginale au milieu du siècle et la consommation d’essence et de diesel continue d’augmenter jusqu’en 2030. Si le scénario TC30 ne suffit pas pour arrêter la croissance de la consommation de diesel, il favorise cependant une électrification du secteur plus importante, mais lente, qui entraîne une réduction de 55 % de la consommation d’essence d’ici 2050, ce qui souligne le coût élevé que nécessite une transformation en profondeur de ce secteur. Il s’agit d’une différence importante par rapport aux résultats de nos Perspectives précédentes qui indiquaient une réduction de la demande d’essence et de diesel, et ce, même dans le scénario de statu quo. Cet écart provient en grande partie de projections qui sont plus prudentes que celles émises en 2018 en ce qui concerne l’amélioration de l’efficacité des moteurs à essence et diesel, ce qui se traduit par la consommation d’une plus grande quantité de carburant pour répondre à la demande.

Tous les scénarios ne montrent qu’une faible pénétration de l’électricité dans le secteur du transport d’ici 2030, la part de l’électricité étant même inférieure à 3 % dans le scénario CN45. Pour les trajectoires CN cependant, l’électrification s’intensifie rapidement après 2030 et propose des scénarios beaucoup plus divergents à partir de 2040. Le coût inférieur de la bioénergie et les règlements en vigueur en matière de mélanges des combustibles aideront les biocarburants à apporter une contribution rapide et importante à la décarbonisation de ce secteur avant 2030 (une augmentation de 175 % dans les scénarios CN45 et CN50, et de 232 % dans le scénario TC30). Les problèmes de disponibilité de la biomasse et les plus faibles réductions des émissions de GES sur une base de cycle de vie limiteront toutefois l’expansion de la bioénergie à plus long terme. De plus, après 2030, la majeure partie de l’augmentation de l’utilisation de la bioénergie concerne les carburants pour le transport hors route, une catégorie qui comprend les véhicules agricoles et le transport sur site dans les secteurs commercial et industriel, où le coût de l’électrification est plus élevé.

Le bouquet énergétique de l’ensemble du secteur présenté à la figure 6.7 cache le fait qu’il existe des variations importantes selon la catégorie de véhicule et le mode de transport. En matière de transport de passagers, la part des camions légers augmente considérablement dans le parc automobile au détriment des voitures. Cette tendance ralentit la décarbonisation de ce sous-secteur (figure 6.8), puisque l’électrification des camions légers ne se développe qu’après 2030 en raison de ses coûts plus élevés, alors que dans les scénarios CN45 et CN50, au moins 35 % des voitures sont électrifiées d’ici 2030.

Figure 6.8 – Consommation d’énergie par mode de transport de passagers #

La combinaison de technologies utilisées pour le transport de marchandises est plus variée. Alors que l’évolution des transports commerciaux légers et moyens est semblable à celle du transport de passagers, le transport lourd recourt à un ensemble plus diversifié de technologies, notamment l’hydrogène, les véhicules hybrides rechargeables au gaz naturel, les camions entièrement électriques et, dans une moindre mesure, les lignes caténaires et les véhicules hybrides diesel-électrique rechargeables (figure 6.8). Le portrait du transport de marchandises est radicalement différent dans les scénarios REF et TC30, où le seul changement prévu au fil du temps est une lente pénétration du gaz naturel aux côtés du diesel (figure 6.9).

Figure 6.9 – Satisfaction de la demande selon la technologie dans le secteur du transport de marchandises lourd #

D’autres sous-secteurs des transports présentent des résultats qui sont différents. Le transport aérien demeure largement alimenté par le carburant d’aviation, les biocarburants ne jouant qu’un rôle très secondaire dans les scénarios menant à la carboneutralité, et ce, en plus, surtout à partir de 2050. Le transport ferroviaire utilise d’abord les biocarburants pour commencer lentement à se décarboner, et accroît ensuite sa part de consommation d’hydrogène alors que l’on se rapproche de l’année cible pour l’atteinte de la carboneutralité. Pour les scénarios CN45 et CN50, l’hydrogène joue un rôle clé dans le transport ferroviaire et, en 2050, assure plus de 40 % de la consommation totale d’énergie de ce secteur. Au-delà de l’horizon 2050, ce rôle va s’accroissant et continue d’augmenter rapidement pour faire de l’hydrogène la principale source d’énergie en 2060 dans tous les scénarios menant à la carboneutralité. Enfin, le transport maritime se décarbone en augmentant sa consommation de biocarburants et d’hydrogène et, ce qui est plus important encore, en remplaçant l’essence et le diesel par le gaz naturel, l’électricité n’étant pas en mesure de constituer un substitut viable dans ce cas précis.

Vus dans leur ensemble, comme dans l’édition précédente de ces Perspectives, ces résultats illustrent bien l’importance cruciale de la transformation du secteur du transport pour la réduction des émissions de GES. Ils soulignent également la nécessité de mettre en œuvre des mesures décisives pour contribuer à l’atteinte des objectifs de réduction substantielle des GES. Les coûts élevés liés à la transformation de ce secteur constituent un problème qui est difficile à résoudre, car l’électrification est coûteuse et les biocarburants n’offrent que des avantages à court terme et sont limités en matière de réduction des émissions de GES. Il est important de noter que ces considérations en matière de coût affectent principalement le rythme de la transformation. Dans le cas du transport routier, la pénétration extensive de l’électricité est prévue dans tous les scénarios CN une fois que l’on aura atteint la carboneutralité. Par conséquent, l’évolution du coût de ces technologies dans certains sous-secteurs des transports pourrait accélérer leur rythme de transformation.

Observations générales :

  • L’électrification du secteur du transport prévue par les scénarios CN conduit à une réduction de 50 % de la demande totale d’énergie, ce qui montre la très faible efficacité des moteurs à combustion, laquelle est imputable aux lois de la thermodynamique.
  • La transformation du secteur du transport repose sur l’adoption d’un certain nombre de technologies électriques concurrentes qui ne sont pas encore disponibles sur le marché. Du fait de l’importance de la standardisation et du besoin d’infrastructures spécifiques de ces technologies (bornes de recharge, lignes caténaires, hydrogène), le rôle relatif qu’elles pourront éventuellement jouer sera surtout déterminé par les choix politiques qui seront faits plutôt que par leur coût.

Notes

1. Il convient de noter ici que cette observation ne s’applique qu’à l’utilisation de l’énergie dans le secteur industriel et ne concerne pas l’évolution des procédés industriels, lesquels seront abordés au chapitre 8.