Scénarios de forte réduction des émissions de gaz à effet de serre à l'horizon 2050. Rapport final.
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- Synthèse et analyse des différentes études existantes : analyse du contexte et des principaux enjeux en matière de réduction des émissions de GES ; analyse d’études et de rapports permettant d’obtenir des informations récentes relatives aux mesures à étudier ; réalisation d’entretiens auprès d’experts ; synthétisation et hiérarchisation grossière des mesures en fonction de leur efficacité, de leur potentiel de développement et de leur facilité de mise en oeuvre
- Quantification et plan d’actions : élaboration des hypothèses de scénarios ; calcul des émissions et des coûts de réduction de ces émissions.
- Elaboration des documents de synthèse et recommandations.
Paris. http://temis.documentation.developpement-durable.gouv.fr/document.xsp?id=Temis-0061749
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- Quantification et plan d’actions : élaboration des hypothèses de scénarios ; calcul des émissions et des coûts de réduction de ces émissions.
- Elaboration des documents de synthèse et recommandations.
Paris. http://temis.documentation.developpement-durable.gouv.fr/document.xsp?id=Temis-0061749
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Scénarios deforteréduction desémissions de GES à l’horizon 2050
RapportFinal 14 septembre2007
Maître d'ouvrage : Ministère desTransports,del’Equipement, duTourisme et dela Mer Secrétariat Général Direction des Affaires Economiques etInternationales ServiceEconomie, Statistique et Prospective
Réalisation:Groupement AXENNE/ TML/ ECOFYS
Table des matières
Table des matières...................................................................................................................................................................................................2 Liste des tableaux....................................................................................................................................................................................................6 Liste des graphiques................................................................................................................................................................................................9 Contexte et objectifs de l’étude.............................................................................................................................................................................11 Contexte et objectifs de l’étude.............................................................................................................................................................................11 Limites méthodologiques......................................................................................................................................................................................12 Déroulement de l’étude.........................................................................................................................................................................................13 Synthèse des résultats de la Phase 1.....................................................................................................................................................................14 Objectifs spécifiques et modes de réalisation...................................................................................................................................................14 Les mesures analysées......................................................................................................................................................................................15 Transports.....................................................................................................................................................................................................15 Résidentiel / tertiaire.....................................................................................................................................................................................23 Analyse et hiérarchisation des mesures............................................................................................................................................................30 Notes de cadrage...........................................................................................................................................................................................30 Hiérarchisation des mesures.........................................................................................................................................................................32 Présentation méthodologique de l’étape de modélisation.....................................................................................................................................34 Objectifs et cadrage général..............................................................................................................................................................................34 Présentation des modèles utilisés......................................................................................................................................................................35 Le modèle TREMOVE pour le transport...................................................................................................................................................... 35 Le modèle BEAM.........................................................................................................................................................................................40 Différences d’approche et mise en cohérence des modèles..........................................................................................................................41 Limites de l’exercice.....................................................................................................................................................................................43 Données communes d’input / Cadrage des scénarios tendanciels .................................................................................................................... 46 SCENARIOS TNAPSROTR......................................................................................................................................................................................... 51 Calibrage du scénario tendanciel..........................................................................................................................................................................52 Volume de transport......................................................................................................................................................................................52 Projets d’infrastructure de transport..............................................................................................................................................................53
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Biocarburants................................................................................................................................................................................................53 Emissions unitaires des véhicules (scénario 2 CGPC).................................................................................................................................54 Mesures et scénarios considérés...........................................................................................................................................................................56 Amélioration de l’efficacité énergétique..........................................................................................................................................................58 Les mesures...................................................................................................................................................................................................58 Explicitation et commentaires.......................................................................................................................................................................59 Maîtrise de la demande.....................................................................................................................................................................................64 Les mesures...................................................................................................................................................................................................64 Explicitation et commentaires.......................................................................................................................................................................65 Carburant (2020-2050)......................................................................................................................................................................................72 Les mesures...................................................................................................................................................................................................72 Explicitation et commentaires.......................................................................................................................................................................72 Résultats modélisation..........................................................................................................................................................................................78 Modélisation détaillée 2010-2020.....................................................................................................................................................................78 Les mesures détaillées pour la période 2010-2020.......................................................................................................................................78 Simulation 1: Amélioration de l’efficacité énergétique par des mesures techniques ................................................................................... 81 Simulation 2 : Péage généralisé basé sur une internalisation des coûts externes.........................................................................................84 Simulation 3 : Taxes carburant.....................................................................................................................................................................88 Simulation 4 : Subvention transport public..................................................................................................................................................92 Simulation 5 : Augmentation de la part de biocarburants.............................................................................................................................95 Conclusions pour la période 2010-2020.......................................................................................................................................................98 Modélisation simplifiée 2020-2050................................................................................................................................................................103 Rappel de l’approche..................................................................................................................................................................................103 Les effets des mesures dans les différents scénarios..................................................................................................................................104 Conclusion sur la période 2010-2050.........................................................................................................................................................112 Quelles mesures pour l’action publique ?...........................................................................................................................................................115 Les mesures de maîtrise de la demande..........................................................................................................................................................116 Les mesures technologiques- Amélioration de l’efficacité des véhicules......................................................................................................117 L’utilisation de nouvelles sources d’énergies.................................................................................................................................................118 Travailler sur un changement des valeurs et des préférences.........................................................................................................................119 SENCSI OARRLNTIESIDEE-TERIETRAI..................120 .................................................................................................................................................
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Calibrage du scénario tendanciel........................................................................................................................................................................121 Données sur le parc.........................................................................................................................................................................................121 Données sur les coûts......................................................................................................................................................................................126 Explicitation des coûts tels que pris en compte dans le modèle.................................................................................................................126 Détail des coûts...........................................................................................................................................................................................129 Mesures et scénarios considérés.........................................................................................................................................................................134 Scénario baseline............................................................................................................................................................................................134 Simulations Facteur 4 : mesures et scénarios.................................................................................................................................................135 Mesures.......................................................................................................................................................................................................135 Scénarios.....................................................................................................................................................................................................136 Scénario spécifique “Solar”........................................................................6 13............................................................................................... Scénarios sur le bâti..................................1.....83 ............................................................................................................................................. Résultats..............................................................................................................................................................................................................140 Evolution des consommations d’énergie........................................................................................................................................................140 Evolution des émissions de GES (MteqCO2).................................................................................................................................................143 Pour un facteur d’émissions 180 gCO2/kWh.............................................................................................................................................143 Pour un facteur d’émissions 536 gCO2/kWh.............................................................................................................................................146 Evolution de la performance moyenne du parc sur le plan des consommations ............................................................................................ 149 Impacts en termes de dépense énergétique.....................................................................................................................................................151 Evolution des prix par énergie finale (cent/kWh).......................................................................................................................................151 Evolution de la dépense totale liée aux consommations de chauffage et d’eau chaude ............................................................................. 152 Evolution des coûts additionnels des mesures d’amélioration énergétique................................................................................................154 Evolution du coût total des mesures d’amélioration énergétique des bâtiments........................................................................................156 Evolution du coût annualisé d’investissement lié aux coûts additionnels .................................................................................................. 158 Evolution du coût final (investissement annualisé – économies d’énergies) liés aux coûts additionnels .................................................. 160 Evolution du coût final total (investissement annualisé – économies d’énergies) liés aux coûts additionnels sur 2006-2050.................. 163 Traduction des coûts au niveau individuel : le cas des maisons individuelles...........................................................................................166 Quelles mesures pour l’action publique ?...........................................................................................................................................................167 Contraintes......................................................................................................................................................................................................168 Performance thermique du bâti...................................................................................................................................................................168 Rythme de rénovation.................................................................................................................................................................................169
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Diffusion des énergies renouvelables et de matériels performants.............................................................................................................171 Incitation.........................................................................................................................................................................................................172 Performance thermique du bâti...................................................................................................................................................................172 Diffusion des énergies renouvelables et de matériels performants.............................................................................................................175 Soutien à la recherche.................................................................................................................................................................................177 Des questions clés encore en suspens.............................................................................................................................................................178 SYNTHESE ET RECOMMANDATIONS...183 ................................................................................................................................................................... Synthèse des résultats par scénario.....................................................................................................................................................................184 Les voies proposées vers un Facteur 4........................................................................................................................................................184 La hiérarchisation des actions.............................................................................................................................................................................186 Les interdits.................................................................................................................................................................................................187 Les incontournables....................................................................................................................................................................................187 Les ruptures technologiques / économiques...............................................................................................................................................188 Les grandes lignes d’un plan d’actions...............................................................................................................................................................189 Cadrage général..........................................................................................................................................................................................189 Transport.....................................................................................................................................................................................................190 Résidentiel-tertiaire.....................................................................................................................................................................................191 Bibliographie.......................................................................................................................................................................................................192 ANNEXES..........................................................................................................................................................................................................197 Matrices de hiérarchisation des mesures issues de la phase 1........................................................................................................................198 Transports...................................................................................................................................................................................................198 Résidentiel / tertiaire...................................................................................................................................................................................199 Valeurs externes utilisées dans le modèle TREMOVE..............................................................................................................................200 Quelques élasticités du modèle.......................................................................................................................................................................202 Review of TREMOVE elasticities..............................................................................................................................................................204 General results............................................................................................................................................................................................205 Comparisons between TREMOVE and literature values...........................................................................................................................211 References...................................................................................................................................................................................................213
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Liste des tableaux
Tableau 1 : Evolution des émissions de GES en France.......................................................................................................................................11 Tableau 2 : Mesures dans le secteur des transports61 ............................................................................................................................................ Tableau 3: Mesures dans le secteur du bâtiment..................................................................................................................................................23 Tableau 4: Mesures prioritaires transports............................................................................................................................................................32 Tableau 5 Mesures prioritaires résidentiel-tertiaire..............................................................................................................................................33 Tableau 6:Baseline 2004 Climat actualisé, émissions format CCNUCC) (Plan............................................4. 6................................................. Tableau 7: Périodes considérée de mise en œuvre des mesures...........................................................................................................................57 Tableau 8 : Mesures techniques simulées dans l’exercice....................................................................................................................................58 Tableau 9 : Les mesures ayant trait à une maîtrise de la demande.......................................................................................................................64 Tableau 10 : Récapitulatif des coûts marginaux externes sociaux, pkm – tkm (€) ............................................................................................ 66 Tableau 11 : Taxes additionnelles pour les zones urbaine en heure de pointe (€ par pkm-tkm).......................................................................... 67 Tableau 12 : La composition des prix du diesel...................................................................................................................................................68 Tableau 13: Mesures relatives au carburant..........................................................................................................................................................72 Tableau 14: Avantages et désavantages des différents types de carburants................................................................6 .7....................................... Tableau 15 : Evaluation de l’hydrogène et de l’électricité comme carburant pour quelques dimensions............................................................ 77 Tableau 16 : Description schématique des mesures compris dans l’amélioration de l’efficacité énergétique jusqu’en 2020............................ 81 Tableau 17 : Chiffres clés en 2020 de la simulation mesures techniques, tonnes, (CO2 en million de tonnes), million d’euros, €/tonne .......... 82 Tableau 18 : Description schématique du péage généralisé.................................................................................................................................84 Tableau 19: Chiffres clés en 2020 de la simulation péage généralisé, tonnes, (CO2 en million de tonnes), million d’euros, €/tonne).............. 85 Tableau 20 : Changements relatifs dans les volumes de transport en 2020 suite à l’introduction d’un péage généralisé ................................... 87 Tableau 21: Description schématique des taxes sur le carburant.........................................................................................................................88 Tableau 22 : Les chiffres clés en 2020 de la simulation taxe carburant, tonnes, (CO2 en million de tonnes), million d’euros, €/tonne) ........... 89 Tableau 23 : Effets sur le volume de transport de la taxe supplémentaire sur le carburant..................................................................................91 Tableau 24 : Description schématique des subsides pour le transport public.......................................................................................................92 Tableau 25: Les chiffres clés en 2020 de la simulation subside transport public, tonnes, (CO2 en million de tonnes), million d’euros, €/tonne) ...............................................................................................................................................................................................................................93 Tableau 26: Evolution des km passagers..............................................................................................................................................................94 Tableau 27 : Description schématique d’une augmentation de la part des biocarburants .................................................................................... 95
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Tableau 28 : Les chiffres clés en 2020 de la simulation subside transport public, tonnes, (CO2 en million de tonnes), million d’euros, €/tonne) ...............................................................................................................................................................................................................................96 Tableau 29: Evolution de quelques variables clés pour les différents simulations, 2020 (million de km, €/tonne) .......................................... 100 Tableau 30 : Récapitulatif de la modélisation simplifié pour la période 2020-2050 avec quelques indicateurs pour 2050. ............................ 105 Tableau 31: Evolution du secteur du bâtiment...................................................................................................................................................121 Tableau 32 : Structure du parc de bâtiments.......................................................................................................................................................121 Tableau 33 : Mix énergétique.............................................................................................................................................................................122 Tableau 34 : Coefficients de transmission thermique.........................................................................................................................................122 Tableau 35 : Investissement d’isolation..............................................................................................................................................................129 Tableau 36 : Investissement fenêtres..................................................................................................................................................................129 Tableau 37 : Investissement Systèmes de chauffage - Existant..........................................................................................................................130 Tableau 38 : Investissement système de chauffage - neuf..................................................................................................................................130 Tableau 39: Evolution prix des combustibles 2006-2050...................................................................................................................................131 Tableau 41 : Mix initial Résidentiel-tertiaire......................................................................................................................................................133 Tableau 42 : Valeurs observées – chauffage pour les maisons individuelles en région parisienne....................................................................150 Tableau 43 : Emissions de référence..................................................................................................................................................................184 Tableau 44 : Emissions du secteur transports.....................................................................................................................................................184 Tableau 45 : Emissions du secteur Résidentiel-tertiaire.....................................................................................................................................185 Tableau 46 : Valeurs du modèle TREMOVE.....................................................................................................................................................200 Tableau 47: Comparaison des valeurs-temps TREMOVE et Boiteux (euro/heure/personne) ........................................................................... 201 Tableau 48 : Elasticités détaillées pour 2020 par rapport à une augmentation du carburant de 47% ................................................................ 203 Table 49: Elasticities of demand with respect to fuel price per litre..................................................................................................................205 Table 50: Elasticities of demand with respect to income...................................................................................................................................206 Table 51: Price elasticities of the number of car driver trips..............................................................................................................................206 Table 52: Price elasticities of vehicle-km by car................................................................................................................................................207 Table 53: Price elasticities of car trips for different socio-economic categories................................................................................................207 Table 54: Demand elasticities of public transport with respect to fares ............................................................................................................. 208 Table 55: Fare and service level demand elasticities..........................................................................................................................................208 Table 56: Bus elasticities disaggregated by trip purpose.................................................................................................................................... 208 Table 57: Public Transport price elasticities for different countries...................................................................................................................209 Table 58: Train elasticities disaggregated by trip purpose.................................................................................................................................209
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Table 59: Air elasticities disaggregated by trip purpose.....................................................................................................................................209 Table 60: Demand elasticities of road freight with respect to total cost.............................................................................................................210 Table 61: Demand elasticities of road and rail freight with respect to total cost................................................................................................210 Table 62: Cost elasticity values from literature and TREMOVE model for passengers transport..................................................................... 212 Table 63: Cost elasticity values from literature and TREMOVE model for freight transport ........................................................................... 212
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Liste des graphiques
Graph 1 : Schéma simplifié du modèle TREMOVE............................................................................................................................................37 Graph 2 : Différences de temporalité entre les secteurs.......................................................................................................................................42 Graph 3 : Comparaison des prix du brut...............................................................................................................................................................48 Graph 5 : Evolution des pkm dans la baseline......................................................................................................................................................52 Graph 6 : Evolution des tkm dans la baseline.......................................................................................................................................................53 Graph 7 : Illustration d’une courbe d’apprentissage.............................................................................................................................................60 Graph 8 : Evolution des émissions des GES, effet des biocarburants intégré pour les différentes simulations...................................................99 Graph 9 : Quelques données clés pour les différentes mesures sur la période 2010-2020.................................................................................102 Graph 10 : Evolution des émissions de CO2 (million de tonnes CO2) pour les trois scénarios ........................................................................ 109 Graph 11 : Evolution du coût monétaire cumulé pour le scénario intermédiaire ............................................................................................... 111 Graph 12 : Récapitulatif des simulations............................................................................................................................................................112 Graph 13 : Evolution des coûts en million d’euro entre 2010 et 2050, socio économique entre 2010 et 2020 et monétaire entre 2020 et 2050 .............................................................................................................................................................................................................................113 Graph 14 : Structure du parc par catégories de bâtiment et par tranche d’ancienneté (Millions m²).............................................................. 123 Graph 15 : Coefficients de transmission thermique du parc actuel – enveloppe des bâtiments.........................................................................124 Graph 16 : Coefficients de transmission thermique du parc actuel – fenêtres....................................................................................................125 Graph 17 : Evolution du mix énergétique pour la production d’eau chaude......................................................................................................136 Graph 18 : Evolution de l’utilisation d’énergie finale pour le chauffage, stock de bâtiments en France (TWh) ............................................... 140 Graph 19 : Scénarios d'évolution des consommations de chauffage des résidences principales françaises (énergie finale) ............................. 142 Graph 20 : Evolution des émissions de CO2 dans le stock de bâtiments en France – facteur de 180 gCO2e/kWh .......................................... 143 Graph 21 : Emissions totales évitées sur la période 2006-2050 par rapport au scénario de référence – facteur de 180g CO2/kWh.............. 145 Graph 22 : Evolution des émissions de CO2 dans le stock de bâtiments en France – facteur de 536g CO2/kWh ............................................ 146 Graph 23:Emissions totales évitées sur la période 2006-2050 par rapport au scénario de référence- facteur de 536 gCO2/kWh................ 148 Graph 24 : Evolution de l’utilisation moyenne d’énergie finale pour le chauffage par m² dans le stock de bâtiments en France (TWh)......... 149
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