Énergie et croissance du PIB. Vers une énergie décarbonée ?

Suite à nos différents articles sur les énergies renouvelables et l’empreinte carbone des énergies nous centrons notre attention ici sur l’articulation entre la production–consommation d’énergie et le produit intérieur brut (PIB). Cet étude conduit à la nécessité de passer à un système énergétique non carboné et à la remise en cause d’une croissance incontrôlée.

Premier article : La croissance, une affaire d’énergie.

Source : journal du CNRS https://lejournal.cnrs.fr/articles/...

27.08.2015, par Lydia Ben Ytzhak

Se démarquant des approches classiques qui subordonnent la croissance à l’accumulation du capital, l’économiste Gaël Giraud considère que l’expansion économique dépend plutôt de notre aptitude à consommer de l’énergie.

Chef économiste à l’Agence française de développement et directeur de la chaire « Énergie et prospérité », vous êtes connu pour vos critiques des modèles et des postulats qu’utilisent les économistes « orthodoxes », en particulier leur insuffisante prise en compte des problématiques énergétiques. Pouvez-vous nous expliquer sur quoi se fonde le lien fort que vous établissez entre consommation d’énergie et croissance ?

Gaël Giraud : Avant même de considérer la croissance du PIB, il est important de prendre un peu de recul historique ! Il y a 11 000 à 12 000 ans environ, les populations nomades du Croissant fertile se sédentarisent à la faveur de l’invention de l’agriculture. Cette étape majeure a deux effets évidents : elle permet d’extraire de la biosphère une quantité bien plus importante d’éléments nécessaires à la vie humaine (calories, etc.) que le mode de vie des chasseurs-cueilleurs et elle autorise l’augmentation du rythme des naissances. Celles-ci passent d’environ une naissance tous les quatre ans par femme en âge de féconder à une naissance tous les deux ans en moyenne. D’où une explosion de la population humaine à la surface de la planète. Or qu’est-ce que l’agriculture sinon l’apprivoisement de la photosynthèse à des fins favorables à la reproduction de l’humanité ?

N’est-il pas un peu abusif de parler d’économie ou de croissance dans ce contexte ?

G. G. : Pas forcément… En tout cas, ces deux termes deviennent parfaitement légitimes à partir de la seconde grande étape au tournant du XIIe siècle. Cette époque voit la mise en place d’un protocapitalisme : naissance de villes autonomes, émergence des marchands, sortie de la féodalité, élaboration des premiers réseaux bancaires européens. Or quel changement sépare radicalement cette période de la féodalité antérieure ? La multiplication des moulins à vent et à eau sur le territoire européen. De nouveau, il s’est agi de dompter une forme d’énergie qui, jusqu’alors, n’était exploitée que de manière marginale.

“ L’énergie ne produit donc pas de la prospérité par magie : la technique, le capital et le travail lui sont complémentaires”

[Remarquons que pendant toute cette période l’énergie utilisée est une énergie renouvelable : c’est l’énergie musculaire humaine puis animale, puis l’utilisation du vent et de l’eau avec des moulins.]

Troisième étape, la mieux connue en apparence : les révolutions industrielles qui s’étalent du milieu du XVIIIe siècle à la fin du XIXe. Une fois encore, l’essentiel consiste en la découverte de manières inédites d’exploiter l’extraordinaire productivité des énergies fossiles, lesquelles étaient évidemment connues depuis longtemps. Bien entendu, ces trois jalons historiques majeurs montrent que l’usage de l’énergie s’accompagne nécessairement de technologies nouvelles, de formes neuves de capital productif et de « nouveaux métiers » : agriculteur, meunier, ouvrier… pour faire bref. L’énergie ne produit donc pas de la prospérité par magie : la technique, le capital et le travail lui sont complémentaires. C’est cette complémentarité qui, d’après mes travaux, est au cœur de la croissance économique que nous avons connue depuis deux siècles.

Comment mesurez-vous la dépendance du PIB vis-à-vis de l’énergie ? G. G. : Pour désigner et évaluer cette dépendance, les économistes parlent plutôt d’élasticité du PIB par rapport à l’énergie : la plupart l’estiment voisine de 8-10 %. Pourtant, l’analyse de séries temporelles longues de consommation d’énergie primaire sur une trentaine de pays montre qu’en fait elle est durablement et structurellement proche de 60-70 %. Pour être plus précis, lorsque la consommation d’énergie primaire augmente de 10 %, le PIB tend à croître de 6-7 % en moyenne, avec éventuellement un retard pouvant aller jusqu’à dix-huit mois. Bien sûr, ce constat doit tenir compte du fait que beaucoup d’autres variables s’agitent en même temps que la consommation d’énergie, lesquelles ont aussi une influence sur le PIB. Il faut donc interpréter cela avec précaution. Par ailleurs, le ratio de 60 % varie selon les pays et les époques : il est plus faible aujourd’hui en Europe qu’aux États-Unis, et il est plus faible aujourd’hui qu’avant les deux chocs pétroliers des années 1970. Mais une chose est sûre : nos économies sont beaucoup plus dépendantes de l’énergie que les économistes « orthodoxes » ne veulent bien l’admettre.

Comment les économistes peuvent-ils négliger l’impact de l’énergie ?

G. G. : Pas tous les économistes, surtout ceux issus du courant dominant néoclassique ! Pour les physiciens, il ne fait aucun doute que rien n’advient sur cette Terre sans l’intervention, à un endroit ou un autre, de l’énergie. Pourtant cette trivialité n’est pas admise par tous les économistes néoclassiques. La plupart d’entre eux continuant d’utiliser des petits raisonnements fort discutables pour justifier leur désintérêt à l’égard de l’énergie et de l’ensemble des ressources naturelles. Ces « petits raisonnements » sont justement ceux que Steve Keen déconstruit dans son ouvrage L’Imposture économique [1]. Les matières premières non énergétiques sont également un énorme sujet, au premier rang desquelles les minerais, ce que confirme largement le travail de recherche que j’ai entrepris avec Olivier Vidal, de l’Institut des sciences de la Terre[2], à Grenoble.

Comment votre modèle peut-il rester compatible avec le fait que, par exemple, le PIB a augmenté en France depuis dix ans alors que la consommation d’énergie fossile a diminué ?

G. G. : Tout simplement parce que nous consommons d’autres types d’énergie que des énergies fossiles. En France, la consommation annuelle d’énergie primaire a atteint son plafond aux alentours de 2004, puis a connu une chute en 2007. Depuis lors, on reste sur un plateau autour de 250 millions de tonnes équivalent pétrole (TEP). Le PIB, quant à lui, a continué de croître jusqu’en 2007 puis, lui aussi, a connu un effondrement en 2007-2009, suivi d’une brève reprise qui ne faisait que rattraper en partie la richesse évaporée du fait de la crise financière. Enfin, depuis 2011, le PIB français stagne. Le fait même que le PIB réagisse avec retard aux variations de notre consommation d’énergie implique que le sens de la causalité va bien de l’usage des énergies vers le PIB, et non l’inverse. C’est du reste ce que l’on observe dans tous les pays pour lesquels on dispose de statistiques fiables.

votre analyse peut-elle avoir un impact sur les choix de politique économique ?

G. G. : Vous comprenez aisément que, si la prospérité économique d’un pays comme la France dépend de manière cruciale de son aptitude à consommer de l’énergie – et c’est vrai de la France comme de tous les pays, à des degrés divers –, alors il devient vital d’engager une transition énergétique. Il y a, en effet, deux raisons pour lesquelles notre pays ne peut plus impunément augmenter sa consommation d’énergie fossile. Premièrement, le dérèglement climatique qu’induit l’émission de carbone. Deuxièmement, la raréfaction du flux d’énergie fossile que nous pouvons extraire du sous-sol. Ce dernier point est encore controversé, même chez les rares économistes qui s’intéressent à l’énergie. En effet, il ne fait aucun doute qu’il reste encore énormément de carbone sous terre, et même beaucoup trop. Si nous déstockons tout le charbon disponible, nous achèverons de mettre le climat sens dessus dessous. En revanche, il y a actuellement un goulet d’étranglement sur le flux de ce que nous pouvons extraire du sous-sol en une journée. Avec les techniques conventionnelles, depuis 2005, ce flux plafonne autour de 87 millions de barils/jour, comme l’a admis l’Agence internationale de l’énergie.

L’exploitation des ressources non conventionnelles comme les gaz et huiles de schistes ne change-t-elle pas la donne ?

G. G. : La question de savoir si les /techniques de fracturation hydraulique permettront de crever durablement ce plafond reste ouverte. Il est toutefois permis de rester sceptique. Quoi qu’il en soit, sans énergie, nous n’aurons aucun moyen d’assurer la prospérité de notre économie, laquelle ne se mesure pas par le PIB. Du coup, il convient, je crois, d’engager ce grand projet consistant à transiter d’une économie essentiellement carbonée, héritée de la révolution industrielle, vers une économie décarbonée.

“Il faut engager la transition d’une économie carbonée, héritée lign de la révolution industrielle, vers une économie décarbonée.”

Le comité des experts pour le débat national sur la transition, présidé par Alain Grandjean, et dont j’ai fait partie, a dessiné des feuilles de route pour la transition en France. Des solutions de financement ont été proposées par ce comité. Le rapport Canfin-Grandjean qui a été remis au président de la République dresse un panorama des outils financiers dont nous disposons pour financer les énormes efforts d’investissement en infrastructures que nous devons fournir afin de réduire nos émissions de gaz à effet de serre au Nord et d’adapter les économies du Sud à un réchauffement climatique déjà entamé depuis vingt ans. Contrairement à ce que prétendent certains économistes qui répètent que personne ne sait comment engager la transition, il existe des propositions très concrètes. . Quelles sont vos recommandations en ce qui concerne la transition énergétique ?

G. G. : Je crois que la question de savoir quel « mix » énergétique nous voulons adopter d’ici une vingtaine d’années ne relève pas seulement du débat technique : elle engage des options de société qui requièrent une discussion démocratique et des choix politiques. La place que nous souhaitons donner au nucléaire doit évidemment faire partie de ce débat. Ensuite, le plus urgent, du côté des économistes, est d’incorporer sérieusement les questions climatiques, énergétiques et écologiques dans nos modèles. Le groupe 3 du Giec[3] tente cette gageure, mais les difficultés qu’il rencontre montrent que la communauté des économistes a beaucoup de mal à dialoguer avec celles des climatologues.  La ministre de l’Écologie, Ségolène Royal a adressé un courrier au ministre des Finances, Michel Sapin, lui demandant que les modèles économiques utilisés à Bercy prennent sérieusement en compte ces enjeux décisifs. Cela est crucial car, comme vous le savez, les lunettes avec lesquelles nous regardons le monde orientent de manière décisive la direction que nous choisissons de prendre. Enfin, avec Jean-Pierre Ponssard, nous avons lancé cette année une chaire « Énergie et prospérité » qui a vocation à étudier les relations entre énergie et économie, tant au niveau macroéconomique que du point de vue micro ou encore du côté des secteurs bancaire et assuranciel.

Sur le même sujet, la première partie de l’interview de Gaël Giraud, consacrée à la critique des modèles économiques néo-classiques : « L’économie malade de ses modèles »

Notes

1. L’Imposture économique, Steve Keen, préfacé par Gaël Giraud, Éditions de l’Atelier, Octobre 2014, 532 p., 27 €

2. Unité CNRS/UJF/Univ. Savoie Mont Blanc/IRD/Ifsttar.

3. Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat.

Deuxième article : L’énergie, de quoi s’agit-il exactement ?

Source : https://jancovici.com/transition-en...

par Jean-Marc Jancovici

La Question facile, voyons : l’énergie, c’est ma facture d’électricité, ou éventuellement de gaz. Si je suis très concentré, j’y rajouterai peut-être mon plein d’essence, si je le suis encore plus le remplissage de ma cuve à fioul, et puis on va dire que l’on a fait le tour du sujet. L’économiste ajoutera peut-être que l’énergie c’est 7% des dépenses des ménages en France, et donc que si l’électricité augmente c’est ennuyeux parce que cela comprime un peu le pouvoir d’achat, mais que personne n’en mourra.

Mais, avec ces approches économiques, tout le monde passera à côté de l’essentiel, qui est que l’énergie, dans les civilisations industrielles, joue un rôle physique central qui n’est pas du tout reflété par sa part dans les dépenses. Physique, vous avez dit physique ? De fait, avant d’être un montant sur une facture, l’énergie a une définition scientifique : il s’agit de la grandeur qui caractérise un changement d’état d’un système. Bigre ! Voici bien des mots compliqués ! En fait c’est très simple : cela ne dit rien d’autre que le fait que dès que le monde qui nous entoure (= « un système ») change, de l’énergie entre en jeu, et la mesure de cette énergie mesure le degré de transformation entre avant et après.

Si nous regardons autour de nous, nous constaterons que, en effet, dès qu’il se passe « quelque chose » quelque part de l’énergie intervient :

•un changement de température consomme ou restitue de l’énergie. C’est cette énergie-là que nous utilisons pour chauffer ou refroidir une pièce, ou un aliment, ou l’eau d’une douche (celle-là on la refroidit rarement !), etc. De même, toutes les machines industrielles qui cuisent, stérilisent, chauffent ou refroidissent utilisent donc de l’énergie,

•un changement d’état de la matière (passer de l’état gazeux à l’état liquide, ou encore de l’état liquide à l’état solide), que les physiciens appellent également changement de phase, utilise ou restitue de l’énergie, qui s’appelle de la chaleur latente. Notre corps utilise cette énergie pour se refroidir : c’est la transpi, c’est ration, qui consiste à évaporer de l’eau issue de notre sérum (c’est pour cela que la transpiration est salée, et que par ailleurs elle nous déshydrate). Les machines de froid (réfrigérateurs, congélateurs, et leur « symétrique », les pompes à chaleur), utilisent la chaleur latente de condensation et d’évaporation pour transporter des calories. Et tous les processus industriels qui fondent (il y en a un paquet, surtout dans la production des matériaux de base) ou évaporent la matière consomment donc cette énergie.

•un changement de vitesse d’un corps consomme ou utilise de l’énergie. Mettre en mouvement voitures, camions, trains et avions utilise environ 20% de l’énergie que nous consommons en France,

•un changement de composition chimique, selon les cas, fournit de l’énergie ou en consomme. Une combustion, par exemple, est une transformation chimique qui fournit de l’énergie, en associant de l’oxygène aux atomes initiaux, et à l’inverse toute action de réduction (le fait d’enlever de l’oxygène d’un composé qui en comporte, comme par exemple un oxyde métallique) en consomme. Modifier une composition chimique consomme de 10 à 15% de l’énergie mondiale. L’industrie chimique qui, à partir de ressources naturelles (air, eau, minerais, sous-produits pétroliers, etc), fabrique d’autres molécules (des centaines de milliers !), consomme 7% à 8% de l’énergie mondiale pour « forcer » des réactions chimiques qui n’ont pas envie de se produire toutes seules. La métallurgie de base (aciérie et production de métaux non ferreux) consomme quant à elle environ 5% de l’énergie mondiale, essentiellement pour réduire les oxydes qui composent les minerais.

•faire apparaître ou disparaître du rayonnement fait aussi intervenir de l’énergie. Par exemple, une partie de l’énergie libérée par la fusion des noyaux dans le soleil est transformée en rayonnement, qui transporte l’énergie jusqu’à la Terre, où il est pour une large partie absorbé et chauffe notre planète. 100% de l’énergie renouvelable (hors géothermie et énergie marémotrice, cette dernière étant dérivée de l’attraction universelle) nous parvient donc sous forme de rayonnement (et même pétrole, gaz et charbon sont des stocks de « rayonnement fossile » !). C’est l’énergie du rayonnement qui transporte l’information permettant à la radio, la télévision, le téléphone portable ou le wifi de fonctionner, même si les quantités d’énergie associées ne sont pas considérables. Le micro-onde qui réchauffe nos aliments ou le laser qui découpe les tissus utilisent aussi cette énergie !

•changer une forme fait intervenir de l’énergie. La presse à emboutir et l’éplucheur à légumes ont tous deux vocation à changer une forme (déformer une tôle dans le premier cas, séparer un objet en deux morceaux dans le second), et de l’énergie est nécessaire pour les mettre en mouvement (notre bras suffit pour le second !). Toutes les machines industrielles (ou plus rarement domestiques) qui tordent, vissent, emboutissent, alèsent, écrasent, étirent, filent, rapent, découpent, et j’en passe, ont donc besoin d’énergie.

•déplacer une masse dans un champ gravitationnel fait intervenir de l’énergie ; c’est « la pesanteur ». C’est contre cette énergie que nous luttons lors d’une ascension en montagne, et c’est cette énergie qui nous entraîne vers le bas de la pente à vélo. A chaque fois que nous utilisons le « poids » d’un objet, en fait c’est l’énergie gravitationnelle que nous exploitons. Or on ne compte plus les dispositifs qui utilisent des poids ou contrepoids, à commencer par la balance du marché !

•faire interagir du courant et un champ magnétique consomme ou libère de l’énergie, selon le cas. Quand on amène le courant au sein du champ magnétique et que l’on récupère du mouvement, c’est un moteur électrique, et il y en a désormais partout dans notre univers. Il y en a dans la distribution d’eau, les égouts, le fonctionnement des ordinateurs, les appareils de froid, les ascenseurs et monte-charge, les trains, les auxiliaires domestiques (l’électro-ménager), les pompes à essence, les démarreurs de voiture, les lignes d’assemblage industrielles, les compresseurs, les grues… Quand on amène le mouvement pour récupérer le courant, c’est un alternateur, que l’on trouve dans toute centrale électrique… et dans toute voiture.

•toucher à la composition du noyau des atomes fait intervenir de l’énergie : c’est l’énergie nucléaire. Cette énergie intervient dans la radioactivité, la fusion, et la fission. Toutes les formes d’énergie disponibles sur terre sont des dérivés directs ou indirects de l’énergie nucléaire : l’énergie solaire a une o les rigine nucléaire (la fusion dans le soleil), et avec elle tout ce qui en découle : hydroélectricité (cycle de l’eau), vent, solaire direct, biomasse, énergie des océans, etc ; les combustibles fossiles sont de l’énergie solaire ancienne, donc du « vieux nucléaire », la géothermie provient de la chaleur libérée par 4 milliards d’années de radioactivité naturelle des matériaux composant le cœur de la planète, etc. L’énergie nucléaire étant extrêmement intense (fissionner un gramme d’uranium libère autant d’énergie que de brûler une tonne de pétrole) les hommes ne l’ont mise en oeuvre que dans des applications en nombre limité : production électrique, bombes (hélas), et radiothérapie (la radioactivité du cobalt 60 est utilisée pour bombarder les cellules cancéreuses), pour l’essentiel.

Au risque de se répéter, la conclusion de tout ce qui précède est qu’il ne peut rien « se passer » dans notre univers sans que de l’énergie entre en jeu. Plus la modification est ample, et plus, par définition, il y a de l’énergie qui intervient.

Cette énergie, nous ne pouvons pas toujours l’utiliser avec notre propre corps. Ce dernier sait convertir (en chaleur, ou en énergie mécanique) l’énergie de la biomasse (via notre alimentation), mais nous ne buvons pas de pétrole ni ne mangeons de charbon. Pour utiliser ces énergies « modernes » il faut recourir à une machine qui, elle, saura en tirer profit.

Et des machines, nous en utilisons de plus en plus, pour effectuer de plus en plus de transformations de toute nature dont nous cherchons à tirer profit. Plus précisément :

•l’humanité a utilisé de plus en plus d’énergie alimentant des machines pour extraire (énergie mécanique), transformer (énergie chimique), travailler (énergie mécanique), et déplacer (énergie du mouvement) les ressources minérales ou biologiques qui composent les objets de toute nature que nous avons à notre disposition, y compris les « gros » objets comme les immeubles, voitures, usines, infrastructures, etc

•nous avons utilisé de plus en plus d’énergie pour mettre en mouvement les machines à transporter (automobiles, camions, trains, avions, bateaux) une fois construites,

•nous avons utilisé de plus en plus d’énergie pour chauffer ou refroidir les espaces « coupés de l’environnement extérieur » que nous avons construit (les bâtiments de toute nature)

C’est cette augmentation des machines au service de chacun que nous allons en fait retrouver dans l’augmentation de la « consommation d’énergie par personne ».

Evolution de la consommation d’énergie par personne, en moyenne mondiale, depuis 1860, bois inclus (mais ce dernier n’alimente quasiment jamais une machine industrielle ou un véhicule).

[Voir graphique sur le site]

[L’axe vertical est gradué en kWh ; un terrien dispose donc, en moyenne, d’un peu plus de 20.000 kWh par an (en comparaison l’énergie mécanique fournie par son propre corps est de l’ordre de 100 kWh par an).

On note trois temps dans l’évolution ci-dessus :

•jusqu’en 1979 (2è choc pétrolier), la quantité d’énergie par personne est fortement croissante,

•après elle est quasi-constante jusqu’au début des années 2000,

•Et enfin elle « remonte » au courant des années 2000, pendant la période de très forte croissance… qui a surtout concerné les pays émergents, et s’est faite « au charbon », énergie qui dans ces pays se place globalement devant le pétrole, mais cette hausse s’arrête à nouveau au milieu des années 2000, juste avant la « crise financière »

(C ligne ompilation de l’auteur sur sources primaires Shilling et al. 1977, BP Statistical Review 2019, Smil 2019.)

A cause de ce qui est exposé ci-dessus, il est facile de comprendre que le système productif – et donc l’économie – dépend fortement de l’énergie : l’économie, ce n’est qu’un gros système à transformer des ressources, prenant dans la nature minéraux, végétaux, gaz, liquides, etc, et les transformant en « autre chose ». Or puisque toute transformation s’accompagne de l’utilisation d’énergie, il paraît logique que la production en sortie soit largement dépendante de l’énergie que l’on met dans le système en entrée. Cette énergie peut soit venir des hommes (nos muscles), soit des machines.

Or un rapide calcul montre qu’un homme ne peut fournir, au maximum, que 100 kWh de travail mécanique dans une année en utilisant ses bras et ses jambes. Ce que dit le graphique ci-dessus est donc que pétrole, gaz et charbon ont permis aux hommes de multiplier par plusieurs centaines leur action sur l’environnement, en ordre de grandeur et en moyenne. En France, où la consommation d’énergie est plutôt de 60.000 kWh par an (en tenant compte de l’énergie de fabrication des biens importés), le multiple serait plutôt de l’ordre de 500.

Représentation schématique des flux qui pilotent notre système productif.

Le système productif n’est qu’une énorme machine à transformer des ressources naturelles (gratuites dans notre représentation économique conventionnelle, et donc qui ne peuvent manquer par définition), avec du travail (donc de l’énergie) qui est fourni pour une petite partie par nos muscles (qui utilisent des aliments), et pour l’essentiel (en fait pour 200 fois plus en moyenne mondiale, en 500 fois plus pour les français) par des machines, qui utilisent de l’énergie.

La création de capital n’est qu’une boucle de rétroaction interne au système, constituée de ressources et de travail passés (je n’ai rien inventé, c’est exactement comme cela que le capital était traité « physiquement » dans le « rapport du Club de Rome« ).

On comprend bien, avec ce schéma, que si nous avons plein de capital et plein de travail, mais pas d’énergie, nous n’aurons pas de production significative !

Dit autrement, ce qui fait fonctionner la machine industrielle mondiale, c’est avant tout l’énergie, et non avant tout le travail des hommes. Comme le tertiaire est « assis » sur l’industrie, et ne fonctionne pas « à côté » sans en dépendre, du coup cela signifie que l’énergie est le véritable moteur de la civilisation industrielle, bien avant nos bras et nos jambes, qui ne sont là que pour actionner des manettes et des interrupteurs, bref ce qui libère la force brute de l’énergie !

Il est donc logique que la contrepartie économique de notre production, traditionnellement mesurée par le PIB, varie comme la consommation d’énergie – c’est à dire la quantité de machines au travail – bien avant de varier comme la population – c’est à dire la quantité d’hommes au travail.

Evolution comparée, depuis 1960, du PIB mondial (courbe bleue, en anglais PIB se dit GDP), et de la consommation mondiale d’énergie, hors bois (courbe verte, attention il s’agit de kWh, pas de prix !).

Ce qui est représenté pour chaque année est le pourcentage de variation par rapport à l’année précédente. [Voir graphique sur le site]

Il est facile d robot e constater que les deux évoluent quasiment de concert. Il est aussi intéressant de noter qu’en 1980, 1989, 1997, et 2005 la variation à la baisse sur l’énergie a précédé – de peu, certes – celle sur le PIB.

(Compilation de l’auteur sur sources primaires BP statistical review, 2019, et Banque Mondiale (PIB), 2019)

PIB mondial en milliards de dollars constants de 2018 (axe vertical) en fonction de la consommation d’énergie mondiale en millions de tonnes équivalent pétrole (axe horizontal), pour les années 1965 à 2018. [Voir graphique sur le site]

La corrélation entre les deux grandeurs apparaît clairement, avec une (petite) rupture de pente après 1979.

(Compilation de l’auteur sur sources primaires BP statistical review, 2019, et Banque Mondiale (PIB), 2019.)

Il est intéressant de constater que si on essaie de corréler le PIB mondial non point au volume d’énergie disponible, mais à son prix, alors il n’y a aucun lien !

PIB mondial en milliards de dollars constants de 2018 (axe vertical) en fonction du prix du baril en dollars constants de 2018 (axe horizontal), pour les années 1960 à 2018.

[Voir graphique sur le site]

Il n’y a pas de corrélation : le PIB peut monter avec un prix qui baisse, mais aussi avec un prix qui monte, et de 2008 à 2009 il est descendu avec un prix du pétrole… qui est descendu aussi.

Rappelons que le commerce international en général, et celui du pétrole en particulier, est un jeu à somme nulle : si le pétrole vaut plus cher l’importateur paye plus, mais l’exportateur encaisse plus. (Compilation de l’auteur sur sources primaires BP statistical review, 2019 (prix du pétrole), et Banque Mondiale (PIB), 2019)

Comme, pour le moment, le pétrole domine le système énergétique mondial de la tête et des épaules, fournissant plus de 40% de la consommation d’énergie finale de l’humanité, et surtout qu’il conditionne le transport mondial (qui en dépend à 98%), lequel conditionne la « taille » de l’économie », la fluctuation du PIB (par personne en l’espèce) apparait comme encore plus ajustée sur celle du pétrole disponible (en volume).

Variations respectives, depuis 1965, de la quantité de pétrole produite (donc consommée) dans le monde (pas du prix !), en violet, et du PIB par personne en moyenne mondiale, en bleu. Dans les deux cas de figure il s’agit de moyennes glissantes sur 3 ans.

La corrélation du sens de la variation est parfaite, et celle de l’amplitude presque parfaite depuis 1986, avec un fait essentiel : c’est la variation sur le pétrole qui précède celle sur le PIB depuis 1996, et non l’inverse. (Source des données : BP Statistical Review, 2019, et World Bank, 2019, calculs de votre serviteur.)

[Voir graphique sur le site]

PIB mondial en dollars constants (axe vertical) en fonction de la consommation mondiale de pétrole en millions de tonnes équivalent pétrole (axe horizontal), pour les années 1965 à 2018. Courbe verte : 1965 à 1982 Courbe rouge : 1983 à 2018.

On voit que la corrélation est aussi forte pour la période post-1982 que pour la période pré-1974 : cela confirme que l’économie mondiale n’est pas moins dépendante du pétrole, elle l’est au moins autant !

(Compilation de l’auteur sur sources primaires BP statistical review, 2019 (pétrole), et Banque Mondiale (PIB), 2019)

Cela amène évidemment une question idiote : que devient l’économie avec moins de pétrole ?

Puis-je consommer de plus en plus d’énergie ?

Tout ce qui vient d’être exposé ci-dessus est certes absolument passionnant, captivant, et pour tout dire haletant, mais si l’énergie est disponible sans limites, cela sera essentiellement utile pour les conversations de salon. L’économie dépend de l’énergie, fort bien, il n’y a qu’à avoir de plus en plus d’énergie pour avoir de plus en plus d’économie, et puis les retraites seront sauvées, et la cote politique des premiers ministres avec.

Le principe de conservation de l’énergie lors de ces transformations.

Sauf que… l’énergie a une caractéristique majeure, bien connue des physiciens : elle ne peut ni se créer, ni se détruire, mais juste se transformer. Pour augmenter l’énergie utilisée par un système, il faut donc que cette énergie vienne de l’extérieur du système, car il est interdit que « plus d’énergie » apparaisse dans ce système de manière spontanée. Un moteur ne « crée » pas d’énergie mécanique, il transforme en énergie mécanique (et en chaleur) une énergie chimique préexistante (celle du carburant) qui lui est apportée de l’extérieur. Dans le même esprit, le carburant n’est pas apparu spontanément dans le sol, mais il vient lui-même de la transformation d’énergie solaire ancienne.

Incidemment, quand on utilise le terme « producteur d’énergie » pour parler d’un producteur d’électricité, ou éventuellement un producteur de pétrole, c’est un demi-mensonge. On devrait dire « transformateur d’énergie » pour un électricien, et « extracteur d’énergie » pour une compagnie pétrolière, car aucune activité humaine ne peut « produire » une énergie qui n’existait pas auparavant !

Ce qui change, à chaque transformation de l’énergie, est la « qualité » de cette dernière, caractérisée par une notion que l’on appelle l’entropie, qui mesure le « degré de désordre » de l’énergie. Plus l’entropie augmente, et plus l’énergie est « en désordre », donc bas de gamme. Or chaque transformation augmente inexorablement l’entropie, en transformant une énergie « haut de gamme » en énergie « bas de gamme ». Le haut de l’échelle est occupé par l’énergie mécanique, et le bas de l’échelle est occupé par la chaleur basse température, et c’est pour cela que tout usage de l’énergie se termine toujours en chaleur, et qu’il est impossible de recréer du mouvement (faible entropie) à partir de chaleur (haute entropie) pour la totalité de la chaleur entrant dans une machine thermique.

Comme la physique nous interdit de créer de l’énergie, les hommes ne pourront donc jamais faire autre chose que de profiter d’une transformation d’une énergie qui se trouve déjà dans la nature : matières qui brûlent (bois, pétrole, charbon, gaz), noyaux fissiles (uranium), rayonnement déjà présent (soleil), mouvement déjà présent (vent, marées, chutes d’eau), etc. Du coup, nous ne pouvons pas « consommer » plus d’énergie que ce qui se trouve dans la nature. Et si une énergie n’existe que suite à une transformation par les hommes (électricité, hydrogène…) elle n’est pas une « source » d’énergie : c’est juste une manière d’utiliser une autre énergie déjà présente dans la nature.

La puissance énergétique.

Un deuxième élément discrimine fortement les énergies à notre disposition : la puissance. Car nos usages industriels réclament non seulement beaucoup d’énergie disponible, mais plus encore beaucoup de puissance, c’est-à-dire que cette énergie soit disponible sur de très courts laps de temps. [Puissance= Énergie/Temps]

Une voiture d’une tonne qui roule à 100 km/h, cela représente environ 0,1 kWh d’énergie mécanique. Ce n’est pas énorme : un homme ordinaire qui pédale comme un forcené est capable de fournir cette énergie en quelques heures (un cycliste du tour de France en 10 fois moins de temps, mais nous n’avons pas tous ce genre de condition physique…). Mais ce qui nous intéresse, c’est que notre voiture parvienne à cette vitesse en quelques secondes, pas en quelques heures ! C’est une autre manière de dire que les seules sources qui nous intéressent, pour nos usages « modernes », sont des sources concentrées, capable de fournir beaucoup de puissance.

Et c’est là tout le débat sur les énergies renouvelables, car le Soleil a beau nous envoyer chaque heure ce que nous consommons en une année, cette énergie tombe sur toute la surface de la terre, avec peu de puissance par unité de surface. [Attention, on ne parle plus ici de la même définition de la puissance] « Concentrer » l’énergie renouvelable pour l’amener au niveau de puissance des énergies fossiles, c’est souvent là que se trouvera la difficulté. [Il existe pourtant un train solaire en Australie, des camions salaires, des voitures solaires, etc.1 la puissance de l’énergie hydraulique peut être très élevée].

Et après ?

Maintenant que les flux physiques qui créent l’économie sont mis en mouvement par une énergie plusieurs centaines de fois supérieure à celle de nos muscles, une hypothèse raisonnable est de considérer que notre économie ne pourra pas croître plus vite que l’approvisionnement énergétique, aux gains d’efficacité près, mais ces derniers sont loin d’être massifs à l’échelle de quelques décennies. Cela est assez cohérent avec le fait que le pétrole, qui domine le système énergétique de la tête et des épaules (le pétrole représente 42% de l’énergie finale consommée dans le monde), est le meilleur indicateur avancé de la conjoncture, loin devant les spéculations des économistes !

Si nous reprenons le graphique donnant la consommation d’énergie moyenne d’un individu depuis 1880, qui figure plus haut sur cette page, nous voyons qu’il y a eu deux temps bien distincts depuis le début de la révolution industrielle :

•jusqu’aux chocs pétroliers, l’approvisionnement par personne augmente fortement, de 2,5% par an en moyenne,

•depuis 1980, et même en incluant la forte croissance des 10 dernières années, la moyenne sur la période n’est que de 0,3% par an

[Voir graphique sur le site]

Pourcentage d’augmentation de la consommation d’énergie commerciale par personne (donc hors bois), depuis 1870 (moyenne glissante sur 10 ans). En bleu : valeur annuelle ; En rouge : moyenne pour la période 1860 – 1980 à gauche, moyenne pour la période 1981 – 2018 à droite.

Il est facile de voir que les chocs pétroliers ont marqué une forte rupture sur la hausse moyenne, sur une période longue, de la consommation d’énergie par personne.

(Compilation de l’auteur sur sources primaires Shilling et al., BP statistical review, Nations Unies ) (Population).

Or l’analyse économique du 20è siècle et du début du 21è montre aussi qu’il y a eu deux époques : •de 1880 à 1975, alors que l’énergie par personne croît, la planète ne connaît que 1 crise économique majeure, en 1929. •depuis 1975, après le changement de rythme de croissance, il y a une crise tous les 5 à 10 ans : 1975, 1980, 1991, 2000, 2008, et 2012/2013 est aussi une période un peu chahutée dans l’OCDE.

Cela semble en fait assez logique avec ce qui figure ci-dessus : moins d’énergie = moins de capacité de transformation = moins de PIB qui ne fait que mesurer cette transformation quand elle s’opère dans le cadre de l’économie marchande. [Modifions ici un petit extrait de l’exposé pour plus de clarté. Pour justifier le calcul qui suit, nous rappelons de propriété élémentaires de calcul :

Considérons quatre grandeurs quelconques a, b, c et d.

a = (a/c) x c ,c non nul.

si a = d alors a/b =d/b , b non nul.

En combinant ces deux propriétés, on a : a/b = (a/C) X (c/b).

Dans le calcul qui suit, on applique ces propriétés en appelant GDP le PIB mondial et E (à la place de NRJ dans l’exposé) la consommation d’énergie mondiale. ( On obtient :

GDP= (GDP/E) XE Cela signifie que PIB mondial = PIB produit par unite d’energie × Quantite d’energie consommee E.

Le terme « PIB produit par unité d’énergie » n’est rien d’autre que l’efficacité énergétique de l’économie : plus l’économie est « efficace en énergie », plus on peut produire de PIB pour une même quantité d’énergie. Quand ce terme augmente, cela signifie que, pour une même consommation de kWh, on peut produire plus de meubles, de paires de lunettes, de surgelés, de logements et de cafetières.

Pour ce qui suit, nous allons ramener cette égalité au PIB par personne, ce qui signifie que nous allons diviser des deux côtés par la population mondiale, appelée POP, pour obtenir ce qui suit :

GDP/Pop= (GDP/E) × (E/Pop)

Cela signifie que PIB par personne = (PIB produit par unite d’energie) × (Quantite d’energie consommee par personne )

Nous allons maintenant « dériver cette égalité », ce qui signifie passer de l’égalité des termes à l’égalité de la variation des termes dans le temps. En effet, quand deux termes sont égaux, alors par définition leur variation dans le temps est égale ! Mais la petite subtilité dont nous allons profiter est que, quand chacun des termes ne change pas trop vite, la variation dans le temps d’un produit est égale, en première approximation, à la somme des variations.

Ainsi, si par exemple :A =B XC ; var (A)= var (B) + var (C). Ainsi, en utilisant l’égalité précédente : var [GDP/Pop] = var [(GDP/E)] + var [ (E/Pop)] Ainsi, en considérant des variations comme des augmentations annuelles en pourcentages, cela signifie que :

Croissance du PIB par personne = Augmentation annuelle de l’efficacite energetique du PIB + Augmentation annuelle de la consommation d’energie par personne

Or nous venons de voir que la croissance du terme E/POP est brusquement passée, en 1980, de 2% par an – pendant plus d’un siècle – à… quasiment zéro. Le terme GDP/NRJ, lui, croît d’un peu moins de 1% par an depuis 1970, et ce rythme n’a pas été significativement modifié (sur le long terme) par les chocs pétroliers. [Voir graphique sur le site]

Dollars (constants) de PIB par kWh d’énergie primaire, moyenne mondiale.

Ce que dit cette courbe est que pour produire un dollar de PIB en 2018 dans le monde il faut utiliser environ 30% d’énergie en moins qu’en 1965.

Le terme GDP/E, a donc progressé d’un peu moins de 1% par an pendant cette période (0,8% par an pour être précis !), mais on constate que sur les 15 dernières années la progression est très faible. Autant pour ceux qui disent que l’apparition d’Internet a permis de rendre l’économie plus « douce » pour l’environnement : pour le climat ce n’est pas vraiment le cas !

(Source : BP Statistical Review 2019 pour l’énergie, World Bank 2019 pour le PIB, division par votre serviteur.)

Dans le passé, cette petite égalité explique donc pourquoi le PIB par personne, en moyenne Emondiale, est brusquement passé de 3% de croissance par an avant 1980 à 1% par an (1 % pour GDP/E + 2% par an pour E/POP) à 1% après 1980 (toujours 1% par an pour GDP/E mais 0% par an pour NRJ/POP).

Tout le reste (dette croissante, chômage irréductible, bulles spéculatives à répétition) peut se relier assez logiquement à cette baisse rapide de la croissance du PIB par personne.

[Voir graphique sur le site] Evolution du PIB par personne depuis 1960 (courbe bleue), et moyenne sur trois périodes (courbe orange). La tendance de ce taux de croissance sur la période est aussi indiquée (courbe verte pointillée).

A la fin des Trente Glorieuses, la croissance du PIB est bien d’un peu plus de 3% par an en moyenne. Elle descend à un peu plus de 1% par an jusqu’au nouveau choc de 2005, qui marque une nouvelle stabilisation de la quantité d’énergie par personne. Depuis, c’est 1% par an. (Source : World Bank 2019 ; moyenne calculée par l’auteur.)

Et pour plus tard ? Si l’avenir européen doit être fortement contraint question énergie, et il le sera, en particulier sur le pétrole et le gaz, alors le terme E/POP va devenir négatif, et la récession deviendra probablement un épisode récurrent normal du parcours économique.

Il n’est pas complètement sûr que le système fonctionne de manière aussi simple. Mais il n’est pas complètement sûr non plus que cet enchaînement de cause à effet ne soit pas le premier déterminant de l’économie future. Les corrélations observées sont suffisamment troublantes, et la « théorie » comporte suffisamment d’éléments solides pour que l’on se préoccupe un peu plus d’énergie future quand on parle d’économie future.

Accessoirement, si cette relation est solide, construire une économie décarbonée devient un vrai programme de société, puisque l’énergie a tout fait !

Enfin, si les médias faisaient correctement leur travail, il serait impossible de faire prospérer auprès du public des plans pour l’avenir qui supposent de violer délibérément la loi de conservation de l’énergie (ou qui supposent de violer délibérément les faits scientifiques considérés comme acquis d’une manière générale).

Entre autres exemples, promettre aujourd’hui plus de pouvoir d’achat ou des retraites préservées, ce qui suppose plus de PIB, sans expliquer comment on rend cela compatible avec de moins en moins d’énergie, soit pour des problèmes d’approvisionnement, soit pour la sauvegarde d’un climat stable sans lequel il n’y a plus de retraités (ce qui règle le problème !), devrait se heurter immédiatement à un tir nourri de questions incisives et factuelles. Je ne suis hélas pas sûr que la presse s’y emploie !

Commentaire Hervé Debonrivage.

1) Jean-Marc Jeancovichi reprend dans son exposé l’équation de Kaya. L’équation de Kaya peut être formulée de la façon suivante : [ PIB / POP(active) ] = [ ENG/ POP(active) ] X [ PIB / ENG ] [ PIB / POP(active) ] := Croissance du PIB par habitant. [ ENG / POP(active) ] := Croissance de la consommation d’énergie par habitant. [ PIB / ENG ] := Croissance de l’efficacité énergétique.

2) Travail et exposé tout à fait intéressants sur l’impact de la production et consommation énergétique sur le PIB. Un défaut assez courant chez les ingénieurs et scientifiques qui abordent des questions économiques et sociales : une vision simpliste et techniciste] qui ignore ou minimise les rapports de classe dans la vie économique et sociale.

Par exemple le partage du PIB (somme des valeurs ajoutées produites par la population active) entre salaires et profits.

Ce partage détermine le niveau des salaires et des retraites, la qualité des services publics pour ne prendre que deux exemples. À leur tour, les profits réalisés par les entreprises se partagent entre investissement productif et dividendes distribués aux actionnaires.

Contrairement à est une idée fausse partagée par les économistes néoclassiques, ce partage n’est pas stable. Par exemple, au niveau européen la part des salaires est passée de 68 % à 60 % en 30 ans, est passée de 65 % à 58 % aux États-Unis.

La croissance ou la décroissance du PIB ne se répercute pas automatiquement sur le montant des salaires où le taux de chômage. Ces deux derniers facteurs dépendent aussi de la répartition entre voir

Déformation du partage de la valeur ajoutée http://ses.ens-lyon.fr/articles/com... ou encore les études de Michel Husson sur le partage de la valeur ajoutée.

2) On assiste aussi dans l’exposé à un fétichisme énergétique, considérant l’énergie comme source première de la création de richesses avant même le travail humain. Mais peut-on produire de l’énergie sans travail humain ? Fabriquer des machines à transformer la matière ou l’information sans travail humain ? Évidemment non.

L’énergie ne doit pas être considérée comme une simple chose physique (réification) mais aussi comme un rapport social indissolublement lié au travail humain.

3) D’autre part la consommation d’énergie dépend aussi des rapports de classes.

Ainsi, les 10 % des ménages les plus riches consomment 20 fois plus d’énergie que les ménages des 10 % les plus pauvres.

Voir : https://www.goodplanet.info/2020/03...

Autre exemple :

Alors que s’ouvre les Climate Finance Days à Paris le 29 novembre 2019, les Amis de la Terre France et Oxfam France lèvent le voile sur l’empreinte carbone colossale des banques françaises, qui représente plus de quatre fois les émissions de gaz à effet de serre de la France entière.

En 2018, les émissions de gaz à effet de serre issues des activités de financement et d’investissement des quatre principales banques françaises – BNP Paribas, Crédit Agricole, Société Générale et BPCE – dans le secteur des énergies fossiles ont atteint plus de 2 milliards de tonnes équivalent CO2, soit 4,5 fois les émissions de la France cette même année. Chacune des trois premières banques françaises a à elle seule une empreinte carbone supérieure à celle du territoire français. Ces nouvelles données montrent aussi que des choix de financement différents sont possibles : les intensités carbone, relatives à la taille des banques, de Société Générale et BNP Paribas sont trois fois plus élevées que celle du groupe BPCE.

Source : Oxfam. L’empreinte carbone des banques françaises.

https://www.oxfamfrance.org/rapport...

4) mois de travail à Un autre facteur à prendre en compte et la baisse de la productivité du travail notamment France dont les causes sont multiples. Voir notre article : France : les causes de la baisse de la productivité. http://www.gauchemip.org/spip.php?a...

Le ralentissement de la croissance du PIB jusqu’à stagnation montre que le développement des forces productives entre de plus en plus en contradiction avec la nature des rapports de production capitaliste.. L’augmentation de la fréquence des crises en est un symptôme. La fréquence des mouvements sociaux, comme celui des gilets jaunes, en est un autre.

Historiquement, l’augmentation de la productivité obtenue par la mécanisation, l’automatisation des tâches manuelles puis intellectuelles et aussi par la rationalisation de la division et de l’organisation du travail a pour fonction de diminuer la valeur de la force de travail et d’augmenter la plus-value relative. Cela se traduit par une augmentation du capital C investi en machine et en énergies plus rapides que l’investissement en capital variable v la parenthèse salaires). Ainsi, la hausse de la composition organique du capitalC/V s’accompagne forcément d’une hausse de la consommation et de la production énergétique.

Mais on sait que la hausse de la composition organique du capital s’accompagne en tendance longue à la baisse du taux général de profit provoquant ainsi des crises ou même un effondrement lorsque le système ne peut plus « rebondir ».

4) L’exposé précédent, même s’il a ses limites, est précieux et mérite d’être pris en compte dans son approche énergétique pour penser la transition bifurcation écologique. Elle doit être intégrée dans une approche multilatérale de la crise du capitalisme contemporain. Mais elle doit servir aussi à construire de nouveaux outils conceptuels et industriels pour construire un avenir en commun.

Annexe

Étude du lien entre PIB et consommation d’énergie. Source :the shift prject.org https://theshiftproject.org/lien-pi...

Intensité (efficacité) énergétique. Wikipédia https://fr.wikipedia.org/wiki/Inten...)

Élasticité énergétique. Wikipédia https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%8...

Le mix énergétique des énergies renouvelables et des énergies fossiles en 2018. https://www.planete-energies.com/fr...

Exposé de Jean-Marc Jancovichi sur le changement climatique https://www.youtube.com/watch?v=q8Y...

Hervé Debonrivage