DOSSIER : GAZ A EFFET DE SERRE : D'où proviennent-elles ?
Secteur/secteur : D'où proviennent les émissions mondiales de gaz à effet de serre ?
Pour éviter un changement climatique grave, nous devons réduire rapidement les émissions mondiales de gaz à effet de serre. Le monde émet environ 50 milliards de tonnes de gaz à effet de serre chaque année [mesurés en équivalents de dioxyde de carbone (CO2eq)].
Pour déterminer comment réduire le plus efficacement possible les émissions et quelles émissions peuvent ou ne peuvent pas être éliminées avec les technologies actuelles, nous devons d'abord comprendre d'où proviennent nos émissions.
Dans ce billet, je ne présente qu'un seul graphique, mais il est important : il montre la répartition des émissions mondiales de gaz à effet de serre en 2016.2 Il s'agit de la dernière répartition des émissions mondiales par secteur, publiée par Climate Watch et le World Resources Institute.
L'image générale qui se dégage de ce diagramme est que près des trois quarts des émissions proviennent de la consommation d'énergie, près d'un cinquième de l'agriculture et de l'utilisation des terres [ce chiffre passe à un quart si l'on considère le système alimentaire dans son ensemble - y compris la transformation, le conditionnement, le transport et la vente au détail], et les 8 % restants de l'industrie et des déchets.
Pour savoir ce qui est inclus dans chaque catégorie de secteur, je fournis une brève description de chacune d'entre elles. Ces descriptions sont basées sur les explications fournies dans le cinquième rapport d'évaluation du GIEC (AR5) et dans un document méthodologique publié par le World Resources Institute.
Les émissions proviennent de nombreux secteurs : nous avons besoin de nombreuses solutions pour décarboniser l'économie
Il ressort clairement de cette répartition qu'un grand nombre de secteurs et de processus contribuent aux émissions mondiales. Cela signifie qu'il n'existe pas de solution unique ou simple pour lutter contre le changement climatique. Il ne suffit pas de se concentrer sur l'électricité, les transports, l'alimentation ou la déforestation.
Même dans le secteur de l'énergie, qui représente près des trois quarts des émissions, il n'existe pas de solution simple. Même si nous pouvions décarboniser entièrement notre approvisionnement en électricité, nous devrions également électrifier l'ensemble de notre chauffage et de nos transports routiers. Et il faudrait encore s'occuper des émissions du transport maritime et aérien, pour lesquelles nous ne disposons pas encore de technologies à faible émission de carbone.
Pour parvenir à des émissions nettes nulles, nous devons innover dans de nombreux secteurs. Les solutions isolées ne nous permettront pas d'y parvenir.
Passons en revue chacun des secteurs et sous-secteurs du graphique circulaire, un par un.
Energie (électricité, chaleur et transport) : 73,2%.
Consommation d'énergie dans l'industrie : 24,2%.
Fer et acier (7,2%) : émissions liées à l'énergie provenant de la fabrication du fer et de l'acier.
Chimie et pétrochimie (3,6 %) : émissions liées à l'énergie provenant de la fabrication d'engrais, de produits pharmaceutiques, de réfrigérants, de l'extraction de pétrole et de gaz, etc.
Alimentation et tabac (1%) : émissions liées à l'énergie provenant de la fabrication de produits du tabac et de la transformation des aliments (transformation de produits agricoles bruts en produits finis, comme la transformation du blé en pain).
Métaux non ferreux : 0.7% : Les métaux non ferreux sont des métaux qui contiennent très peu de fer : il s'agit de l'aluminium, du cuivre, du plomb, du nickel, de l'étain, du titane et du zinc, ainsi que des alliages comme le laiton. La fabrication de ces métaux nécessite de l'énergie, ce qui entraîne des émissions.
Papier et pâte à papier (0,6%) : émissions liées à l'énergie provenant de la transformation du bois en papier et en pâte à papier.
Machines (0,5%) : émissions liées à l'énergie provenant de la production de machines.
Autres industries (10,6 %) : émissions liées à l'énergie provenant de la fabrication dans d'autres industries, notamment les mines et les carrières, la construction, les textiles, les produits du bois et le matériel de transport (comme la fabrication de voitures).
Transport : 16.2%
Ce chiffre comprend une petite quantité d'électricité (émissions indirectes) ainsi que toutes les émissions directes provenant de la combustion de combustibles fossiles pour alimenter les activités de transport. Ces chiffres n'incluent pas les émissions provenant de la fabrication de véhicules à moteur ou d'autres équipements de transport - ces émissions sont incluses dans le point précédent "Utilisation de l'énergie dans l'industrie".
Transport routier (11,9%) : émissions dues à la combustion d'essence et de diesel par toutes les formes de transport routier, y compris les voitures, les camions, les motos et les bus. Soixante pour cent des émissions du transport routier proviennent des déplacements des passagers (voitures, motos et bus), et les quarante pour cent restants du fret routier (camions et poids lourds). Cela signifie que, si nous pouvions électrifier l'ensemble du secteur du transport routier et passer à un mix électrique entièrement décarboné, nous pourrions réduire les émissions mondiales de 11,9 %.
Aviation (1,9 %) : émissions provenant du transport de passagers et de marchandises, ainsi que de l'aviation intérieure et internationale. 81 % des émissions de l'aviation proviennent du transport de passagers et 19 % du fret.7 Pour le transport de passagers, 60 % des émissions proviennent des voyages internationaux et 40 % des voyages nationaux.
Transport maritime (1,7 %) : émissions provenant de la combustion d'essence ou de diesel sur les bateaux. Cela inclut les voyages maritimes de passagers et de marchandises.
Rail (0,4 %) : émissions provenant des voyages ferroviaires de passagers et de marchandises.
Pipeline (0,3 %) : les combustibles et les produits de base (par exemple, le pétrole, le gaz, l'eau ou la vapeur) doivent souvent être transportés (à l'intérieur d'un pays ou entre pays) par des pipelines. Cela nécessite des apports énergétiques, ce qui entraîne des émissions. Les pipelines mal construits peuvent également fuir, ce qui entraîne des émissions directes de méthane dans l'atmosphère - toutefois, cet aspect est pris en compte dans la catégorie "Émissions fugitives dues à la production d'énergie".
Consommation d'énergie dans les bâtiments : 17.5%
Bâtiments résidentiels (10,9 %) : émissions liées à la production d'électricité pour l'éclairage, les appareils électroménagers, la cuisine, etc. et le chauffage à domicile.
Bâtiments commerciaux (6,6%) : émissions liées à la production d'électricité pour l'éclairage, les appareils ménagers, etc. et le chauffage dans les bâtiments commerciaux tels que les bureaux, les restaurants et les magasins.
Combustion de combustibles non alloués (7,8%)
Émissions liées à la production d'énergie à partir d'autres combustibles, notamment l'électricité et la chaleur provenant de la biomasse, les sources de chaleur sur place, la production combinée de chaleur et d'électricité (PCCE), l'industrie nucléaire et le stockage hydroélectrique par pompage.
Émissions fugitives de la production d'énergie : 5.8%
Émissions fugitives du pétrole et du gaz (3,9 %) : les émissions fugitives sont les fuites souvent accidentelles de méthane dans l'atmosphère pendant l'extraction et le transport du pétrole et du gaz, à partir de tuyaux endommagés ou mal entretenus. Elles comprennent également le brûlage à la torche, c'est-à-dire la combustion intentionnelle de gaz dans les installations pétrolières. Les puits de pétrole peuvent libérer des gaz, dont le méthane, pendant l'extraction. Souvent, les producteurs ne disposent pas d'un réseau de pipelines pour le transporter, ou il ne serait pas rentable de mettre en place l'infrastructure nécessaire pour le capter et le transporter efficacement. Mais les réglementations environnementales les obligent à le traiter d'une manière ou d'une autre : le brûler intentionnellement est souvent un moyen bon marché de le faire.
Émissions fugitives du charbon (1,9 %) : les émissions fugitives sont des fuites accidentelles de méthane pendant l'extraction du charbon.
Utilisation de l'énergie dans l'agriculture et la pêche (1,7%)
Émissions liées à l'énergie provenant de l'utilisation de machines dans l'agriculture et la pêche, comme le carburant pour les machines agricoles et les bateaux de pêche.
Procédés industriels directs : 5.2%
Ciment (3 %) : le dioxyde de carbone est produit comme sous-produit d'un processus de conversion chimique utilisé dans la production de clinker, un composant du ciment. Dans cette réaction, le calcaire (CaCO3) est converti en chaux (CaO), et produit du CO2 comme sous-produit. La production de ciment génère également des émissions liées à la consommation d'énergie - ces émissions sont incluses dans la rubrique "Consommation d'énergie dans l'industrie".
Produits chimiques et pétrochimiques (2,2 %) :
Les gaz à effet de serre peuvent être produits en tant que sous-produits des processus chimiques - par exemple, du CO2 peut être émis lors de la production d'ammoniac, qui est utilisé pour purifier les réserves d'eau, les produits de nettoyage et comme réfrigérant, et qui entre dans la production de nombreux matériaux, notamment le plastique, les engrais, les pesticides et les textiles. La fabrication de produits chimiques et pétrochimiques produit également des émissions liées aux intrants énergétiques - ces émissions sont incluses dans la rubrique " Consommation d'énergie dans l'industrie ".
Déchets (3,2%)
Eaux usées (1,3 %) : les matières organiques et les résidus provenant des animaux, des plantes, des humains et de leurs déchets peuvent s'accumuler dans les systèmes d'eaux usées. Lorsque cette matière organique se décompose, elle produit du méthane et de l'oxyde nitreux.
Décharges (1,9%) : les décharges sont souvent des environnements à faible teneur en oxygène. Dans ces environnements, la matière organique se transforme en méthane lorsqu'elle se décompose.
Agriculture, sylviculture et utilisation des sols : 18,4%.
L'agriculture, la sylviculture et l'utilisation des sols sont directement responsables de 18,4 % des émissions de gaz à effet de serre. Le système alimentaire dans son ensemble - y compris la réfrigération, la transformation des aliments, le conditionnement et le transport - représente environ un quart des émissions de gaz à effet de serre. Nous l'examinons en détail ici.
Les prairies (0,1 %) : lorsque les prairies se dégradent, ces sols peuvent perdre du carbone, qui se transforme alors en dioxyde de carbone. À l'inverse, lorsque les prairies sont restaurées (par exemple, à partir de terres cultivées), le carbone peut être séquestré. Les émissions correspondent donc ici au solde net de ces pertes et gains de carbone provenant de la biomasse et des sols des prairies.
Terres cultivées (1,4 %) : selon les pratiques de gestion utilisées sur les terres cultivées, le carbone peut être perdu ou piégé dans les sols et la biomasse. Cela affecte le bilan des émissions de dioxyde de carbone : Le CO2 peut être émis lorsque les terres cultivées sont dégradées ; ou séquestré lorsqu'elles sont restaurées. La variation nette des stocks de carbone se traduit par des émissions de dioxyde de carbone. Cela ne comprend pas les terres de pâturage pour le bétail.
Déforestation (2,2 %) : émissions nettes de dioxyde de carbone dues aux changements de la couverture forestière. Cela signifie que le reboisement est considéré comme une "émission négative" et la déforestation comme une "émission positive". La variation nette de la couverture forestière est donc la différence entre les pertes et les gains de couverture forestière. Les émissions sont basées sur la perte des réserves de carbone des forêts et les changements dans les réserves de carbone des sols forestiers.
Brûlage des cultures (3,5 %) : le brûlage des résidus agricoles - restes de végétation provenant de cultures telles que le riz, le blé, la canne à sucre et d'autres cultures - libère du dioxyde de carbone, de l'oxyde nitreux et du méthane. Les agriculteurs brûlent souvent les résidus de culture après la récolte afin de préparer la terre pour le réensemencement des cultures.
La culture du riz (1,3 %) : les rizières inondées produisent du méthane par un processus appelé "digestion anaérobie". La matière organique du sol est convertie en méthane en raison de l'environnement pauvre en oxygène des rizières gorgées d'eau. Le chiffre de 1,3 % semble important, mais il convient de le replacer dans son contexte : le riz représente environ un cinquième de l'apport calorique mondial et constitue une culture de base pour des milliards de personnes dans le monde8.
Sols agricoles (4,1 %) : L'oxyde nitreux - un puissant gaz à effet de serre - est produit lorsque des engrais azotés synthétiques sont appliqués sur les sols. Cela inclut les émissions provenant des sols agricoles pour tous les produits agricoles - y compris les aliments destinés à la consommation humaine directe, les aliments pour animaux, les biocarburants et d'autres cultures non alimentaires (comme le tabac et le coton).
Bétail et fumier (5,8 %) : les animaux (principalement les ruminants, tels que les bovins et les ovins) produisent des gaz à effet de serre par un processus appelé "fermentation entérique" : lorsque les microbes de leur système digestif décomposent les aliments, ils produisent du méthane comme sous-produit. Cela signifie que le bœuf et l'agneau ont tendance à avoir une empreinte carbone élevée, et en manger moins est un moyen efficace de réduire les émissions de votre alimentation.
L'oxyde nitreux et le méthane peuvent être produits par la décomposition des fumiers animaux dans des conditions de faible teneur en oxygène. Cela se produit souvent lorsqu'un grand nombre d'animaux sont élevés dans un espace confiné (comme dans les exploitations laitières, les parcs d'engraissement de bovins, les élevages de porcs et de volailles), où le fumier est généralement stocké dans de grands tas ou éliminé dans des lagunes et d'autres types de systèmes de gestion du fumier. Les émissions du secteur de l'élevage comprennent ici les émissions directes du bétail uniquement - elles ne tiennent pas compte des impacts des changements d'utilisation des terres pour les pâturages ou l'alimentation des animaux.
Source : Hannah Ritchie - 18 septembre 2020
Notre monde en données présente les données et les recherches permettant de progresser dans la lutte contre les plus grands problèmes du monde.
Ce billet de blog s'appuie sur les données et les recherches abordées dans notre travail sur le CO2 et les émissions de gaz à effet de serre.
Endnotes
Carbon dioxide-equivalents try to sum all of the warming impacts of the different greenhouse gases together in order to give a single measure of total greenhouse gas emissions. To convert non-CO2 gases into their carbon dioxide-equivalents we multiply their mass (e.g. kilograms of methane emitted) by their ‘global warming potential’ (GWP). GWP measures the warming impacts of a gas compared to CO2; it basically measures the ‘strength’ of the greenhouse gas averaged over a chosen time horizon.
While it would be ideal to have more timely data, this is the most recent data available at time of writing (September 2020).
The World Resources Institute also provides a nice visualization of these emissions as a Sankey flow diagram.
In its 5th Assessment Report (AR5), the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) provided a similar breakdown of emissions by sector. However, this was based on data published in 2010. The World Resources Institute therefore provides an important update of these figures. IPCC (2014): Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, R.K. Pachauri and L.A. Meyer (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 151 pp.
IPCC, 2014: Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Edenhofer, O., R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, E. Farahani, S. Kadner, K. Seyboth, A. Adler, I. Baum, S. Brunner, P. Eickemeier, B. Kriemann, J. Savolainen, S. Schlömer, C. von Stechow, T. Zwickel and J.C. Minx (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.
Baumert, K. A., Herzog, T. & Pershing, J. (2005). Navigating the Numbers: Greenhouse Gas Data and International Climate Policy, World Resources Institute.
Graver, B., Zhang, K., & Rutherford, D. (2019). CO2 emissions from commercial aviation, 2018. The International Council of Clean Transportation.
The UN Food and Agriculture Organization estimates that the average daily supply of calories from all foods was 2917 kilocalories in 2017. Rice accounted for 551 kilocalories [ 551 / 2917 * 100 = 19% of global calorie supply]. In China it supplied 26% of calories; and 30% in India.
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