Fiche de révision : Enjeux énergétiques et marchés européens

📋 Plan du Cours

1. Types et sources d’énergie
2. Consommation énergétique mondiale
3. Transition énergétique et décarbonation
4. Effets environnementaux du changement climatique
5. Santé, alimentation et justice sociale
6. Technologies de transition énergétique
7. Géopolitique et résilience énergétique
8. Dépendance et stratégie énergétique européenne
9. Politiques climatiques européennes
10. Marché européen du gaz
11. Marché européen de l’électricité
12. Carbone, nucléaire et risques industriels

📖 1. Types et sources d’énergie

🔑 Notions clés & Définitions

• Énergie primaire : Issue d’un phénomène naturel et n’a pas été transformée volontairement.
• Énergie secondaire : Obtenue par transformation volontaire d’une énergie primaire.
• Énergie renouvelable : Lorsque ses réserves ne s’épuisent pas de façon significative.

★ À maîtriser

📌 Dans une centrale nucléaire, la chaleur produite est comptabilisée comme énergie primaire, tandis que l’électricité obtenue par transformation de cette chaleur est une énergie secondaire.

• Les sources primaires renouvelables citées sont:
  • le solaire
  • la biomasse
  • le biométhane
  • l’eau
  • le vent
  • les marées
  • la géothermie

Compléments

• Les sources primaires non renouvelables comprennent:

  • le pétrole
  • le gaz
  • l’hydrogène blanc
  • l’énergie nucléaire

• Les énergies secondaires citées comprennent:

  • les carburants pour moteur thermique
  • l’air comprimé
  • la vapeur d’eau
  • l’hydrogène autre que l’hydrogène blanc

💡 Astuce mémo

Primaire = nature ; secondaire = transformation

📖 2. Consommation énergétique mondiale

★ À maîtriser

• La consommation mondiale d’énergie primaire a atteint 15 150 Mtep en 2023.

• La Chine et les États-Unis étaient les deux pays les plus consommateurs d’énergie primaire en 2023.

Compléments

• En 2023, l’Union européenne représentait 13,1 % de la consommation mondiale d’énergie primaire et la France 1,75 %.

• En Afrique subsaharienne, 730 millions de personnes étaient privées d’accès à l’électricité.

📖 3. Transition énergétique et décarbonation

★ À maîtriser

• Les énergies fossiles couvrent environ 80 % de la consommation du G20 et dominent encore le mix énergétique mondial.

• La production d’électricité solaire a augmenté de 29 % et la production éolienne de 8 %, mais la croissance de la demande énergétique mondiale absorbe une grande partie de cet effet.

• La demande mondiale d’électricité augmente d’environ 3 % par an, notamment sous l’effet de l’électrification des usages, des véhicules électriques et des centres de données.

• Selon Vaclav Smil, atteindre la neutralité carbone mondiale en 2050 est extrêmement peu probable, car la consommation mondiale de combustibles fossiles a augmenté d’environ 55 % entre 1997 et 2022 et leur part est seulement passée d’environ 86 % à 82 %.

Compléments

• Les secteurs difficiles à décarboner comprennent:
  • l’acier
  • le ciment
  • les engrais
  • les plastiques

💡 Astuce mémo

Demande croissante → fossiles persistants → émissions difficiles à réduire

📖 4. Effets environnementaux du changement climatique

🔑 Notions clés & Définitions

• Effet de serre : Phénomène physique naturel dans lequel certains gaz retiennent une partie de l’énergie solaire renvoyée par la Terre sous forme de rayonnement infrarouge.

★ À maîtriser

• La vapeur d’eau, le dioxyde de carbone et le méthane retiennent une partie du rayonnement infrarouge terrestre, ce qui maintient la température moyenne à environ 15 °C au lieu d’environ -40 °C sans ces gaz.

Compléments

• Les six gaz à effet de serre cités sont:

  • le CO2
  • le CH4
  • le N2O
  • les HFC
  • les PFC
  • le SF6

• Le changement climatique fragilise la séquestration du carbone par les forêts, la pollinisation des cultures et l’épuration naturelle de l’eau.

💡 Astuce mémo

Réchauffement → services écosystémiques perturbés → impacts humains

📖 5. Santé, alimentation et justice sociale

★ À maîtriser

• Dans les villes du sud de l’Europe, la mortalité liée à la chaleur a augmenté de près de 161 % entre 1991-2000 et 2015-2024.

• Dans les villes d’Europe de l’Est, le risque de transmission de la dengue a augmenté de près de 370 % en 2015-2024 par rapport à 1982-2010.

Compléments

• Les concentrations de pollen allergène ont plus que doublé dans les villes européennes du sud et de l’est entre les années 1990 et 2015-2024.

• Les personnes les plus démunies génèrent 20 % des émissions, ce qui relie le changement climatique à la justice sociale.

📖 6. Technologies de transition énergétique

★ À maîtriser

• Les technologies citées comprennent:
  • le captage et le stockage du CO2
  • les biocarburants
  • les bioproduits

📌 Stocker le carbone ne revient pas à réduire les émissions de gaz à effet de serre, car le stockage peut permettre de continuer à produire autant de CO2.

• Le vaporeformage fait réagir le méthane avec de la vapeur d’eau à haute température pour produire de l’hydrogène, mais il rejette des gaz à effet de serre.

• Le rendement annoncé des panneaux transparents est de près de 3 % pour UbiQD, de 8 % pour PanePower Solar Window et de près de 18 % pour Panasonic, contre 18 % à 24 % pour un panneau classique.

Compléments

• La conversion du CO2 en méthanol ou en méthane coûte actuellement 2 à 7 fois plus cher que la production de leurs équivalents fossiles dans la plupart des régions du monde.

• Les panneaux solaires transparents utilisent des nanoparticules ou des matériaux minéraux placés entre deux plaques de verre pour laisser passer la lumière tout en produisant de l’électricité.

• La première installation de stockage par STEP marine a été mise en service à Okinawa au Japon en 1999, et EDF a identifié un potentiel de 5 GW sur les côtes de la Manche et de la Bretagne.

📖 7. Géopolitique et résilience énergétique

★ À maîtriser

• Depuis la pandémie de COVID-19, la guerre en Ukraine et les tensions internationales, le système énergétique mondial évolue d’un modèle centré sur l’efficacité économique vers un modèle axé sur la résilience et la sécurité d’approvisionnement.

• La part du dollar dans les réserves mondiales est passée de 71 % à 56,3 % depuis 2008, tandis que les BRICS développent l’usage du yuan dans les échanges énergétiques.

• Le projet Force de Sibérie-2 doit relier les gisements de Yamal à la Chine via la Mongolie, sur environ 2 600 kilomètres, avec une capacité prévue d’environ 50 milliards de m³ de gaz par an.

• Au 1er septembre 2026, les stocks de gaz européens étaient remplis à 65 %, contre 82 % en moyenne à la même période durant les cinq années précédentes.

Compléments

• Le Southern Gas Corridor doit acheminer le gaz de l’Azerbaïdjan vers l’Union européenne sur environ 3 500 kilomètres, notamment par le TANAP et le TAP.

• L’Inde a acheté environ 60 millions de barils de pétrole russe, dont une partie a été réglée directement en yuan sans conversion en dollar par Indian Oil Corporation.

💡 Astuce mémo

Crises géopolitiques → diversification → recherche de souveraineté

📖 8. Dépendance et stratégie énergétique européenne

📝 Points essentiels

• En 2024, l’Union européenne a couvert environ 43 % de ses besoins énergétiques par sa production intérieure et 57 % par des importations.

• Le mix énergétique européen reposait sur:

  • le pétrole et les produits pétroliers à 38 %
  • le gaz naturel à 21 %
  • les énergies renouvelables à 20 %
  • le nucléaire à 12 %
  • les combustibles solides à 10 %

• Les combustibles fossiles représentaient 69 % de l’énergie disponible dans l’Union européenne, malgré une diminution de plus de 11,4 % de leur part depuis 2000.

• Le plan REPowerEU a été lancé par la Commission européenne le 18 mai 2022 en réponse à la crise énergétique provoquée par l’invasion de l’Ukraine.

• REPowerEU vise notamment la neutralité carbone en 2050, la réduction des émissions de gaz à effet de serre de 55 % en 2030, l’indépendance énergétique accrue et le développement d’une industrie bas carbone compétitive.

📖 9. Politiques climatiques européennes

★ À maîtriser

• Le paquet européen Fit for 55 vise notamment une part de 42,5 % d’énergies renouvelables dans le mix européen d’ici 2030.

📌 Fit for 55 prévoit la fin de la vente de voitures neuves diesel et essence en 2035.

📌 Tous les bâtiments neufs devront être à émissions nulles à partir de 2030, tandis que les États membres devront rénover les 16 % de bâtiments les moins performants d’ici la fin de la décennie et les 26 % les moins performants d’ici 2033.

Compléments

📌 Fit for 55 prévoit des stations de recharge rapide tous les 60 kilomètres sur les principaux axes transeuropéens et des stations à hydrogène espacées de 200 kilomètres au maximum d’ici 2030.

💡 Astuce mémo

Économiser → diversifier → produire propre

📖 10. Marché européen du gaz

🔑 Notions clés & Définitions

• AggregateEU : Plateforme européenne qui regroupe les besoins en gaz des entreprises afin de permettre des achats communs auprès de fournisseurs internationaux.
• Title Transfer Facility : Plateforme virtuelle néerlandaise d’échange de gaz naturel et la référence du prix du gaz en Europe.

★ À maîtriser

• 🔄 Le mécanisme d’achat commun de gaz suit quatre étapes:
  1. déclarer les besoins en gaz
  2. regrouper les volumes au niveau européen
  3. recevoir les offres des fournisseurs
  4. conclure les contrats sur la base des volumes agrégés

📌 Le TTF ne négocie pas directement des cargaisons de GNL, mais cote le gaz injecté dans le réseau européen après regazéification, qu’il provienne d’un méthanier ou d’un gazoduc.

Compléments

• Les échéances du marché du gaz comprennent:
  • Day Ahead
  • Within Day
  • les contrats mensuels
  • les contrats trimestriels
  • les contrats annuels

📖 11. Marché européen de l’électricité

🔑 Notions clés & Définitions

• Merit order : Classe les moyens de production électrique selon leur coût marginal croissant afin de déterminer le prix de marché par la centrale marginale la plus coûteuse nécessaire pour satisfaire la demande.

★ À maîtriser

• Pour une demande de 70 GW, si le nucléaire fournit 40 GW à 20 €/MWh, l’hydraulique 15 GW à 40 €/MWh et le gaz 15 GW à 120 €/MWh, le gaz est appelé en dernier et le prix final devient 120 €/MWh pour tous les producteurs.

• Le marché de l’électricité organise des transactions à terme, sur le marché J-1, en intraday, puis sur le marché d’ajustement afin de maintenir l’équilibre entre production et consommation.

• L’équilibre électrique doit être maintenu en permanence, car l’électricité ne se stocke pratiquement pas à grande échelle, et la fréquence du réseau européen est maintenue à 50 Hz.

• Lorsque le prix du gaz naturel ou du CO2 augmente, les centrales à gaz deviennent plus coûteuses et peuvent faire monter le prix de l’électricité lorsqu’elles sont la centrale marginale.

Compléments

• Une interconnexion est une ligne de transport électrique qui franchit une frontière, et l’Europe en compte actuellement plus de 400.

💡 Astuce mémo

Terme → J-1 → intraday → ajustement

📖 12. Carbone, nucléaire et risques industriels

🔑 Notions clés & Définitions

• EU ETS : Système européen d’échange de quotas d’émission, créé en 2005 pour réduire les émissions de gaz à effet de serre grâce à un mécanisme de plafonnement et d’échange.

★ À maîtriser

📌 Dans l’EU ETS, un EUA donne le droit d’émettre une tonne de CO2 équivalent, et chaque entreprise doit restituer autant de quotas que de tonnes réellement émises.

• Depuis 2026, le mécanisme VNU prévoit qu’aucune redistribution n’a lieu sous 78 €/MWh, que 50 % de l’excédent est redistribué entre 78 et 110 €/MWh et que 90 % de l’excédent est redistribué au-dessus de 110 €/MWh.

📐 Formule - Le coût unitaire du MWh nucléaire se calcule en divisant la somme des coûts fixes et variables par la production annuelle : $\text{Coût MWh} = \frac{\text{Coûts fixes} + \text{Coûts variables}}{\text{Production annuelle}}$.

• Les scénarios énergétiques étudiés associent un prix d’environ 50 €/MWh à un scénario bas, un prix de 80 à 90 €/MWh à un scénario central et un prix de 120 à 140 €/MWh à un scénario haut de crise.

Compléments

• L’EU ETS couvre environ 40 % des émissions européennes et concerne notamment l’électricité, les raffineries, le ciment, la sidérurgie, la chimie, le papier et certains transports.

📌 La Market Stability Reserve retire automatiquement des quotas lorsque le marché en contient trop et peut en réinjecter en cas de pénurie.

• La CRE a évalué le coût complet du MWh nucléaire à 60,3 €/MWh pour 2026-2028, tandis qu’EDF l’estime à environ 79,6 €/MWh selon sa propre méthodologie.

📊 Tableaux de synthèse

Principales catégories d’énergie

Mécanismes des marchés énergétiques