Couplage a : Energie <==> PIB
Et intensité énergétique et “loi de Jancovici”
À l’échelle mondiale, le couplage est parfait, car le principe à l’oeuvre est vrai : en terme de puissance, les transformations successives depuis les matières premières (l’environnement) jusqu’au bien/service final sont réalisées par des machines, et les machines ne sont rien d’autre que des convertisseurs d’énergie, qui sont donc nourris à l’énergie.
Chaque point rouge représente une année. On avance dans le temps en suivant la courbe.
Sur l’axe des abscisses, la quantité totale d’énergie utilisée cette année-là, en Mtoe.
1 Mtoe = 1 M “ton oil equivalent” = 1 Mtep (1 Megatonne équivalent pétrole)
1 toe = énergie comprise dans 1 tonne de “pétrole”.
1 toe = 11630 kWh = 11630 * 3600000 Joules
1 toe = [11630 k / (100*8*3600)] * (100W) * 8h
1 toe = 4 “esclaves énergétiques”
Et donc :
En 1960, 4000 Mtoe = 4000 * 4M = 16 G = 16 milliards d’esclaves énergétiques pour ~5 milliards d’humains, soit ~3 par humain.
En 2020, 14000 Mtoe = 16 * (14/4) =56 milliards d’esclaves énergétiques pour ~8 milliards d’humains, soit ~7 par humain.
En moyenne bien sûr, on sait la répartition extrêmement inhomogène des richesses, donc des biens, et donc de là où est “finalement consommée” l’énergie.
14000 Mtoe, c’est aussi 14000 * 1M * 11,6 MWh = 14000 * 11,6 TWh = 162.000 TWh
La consommation mondiale d’énergie représente donc 162000/90 = 1800 productions électriques belges (~90 TWh/an).
Sur l’axe des ordonnées, le PIB mondial en milliards de $.
On peut donc extraire une “loi de Jancovici” :
En appelant E l’abscisse et PIB l’ordonnée, on a le couplage (linéaire) a exprimé par la “loi” :
PIB = k * E
Où k = 7,2787 G$/Mtoe
qui détermine ainsi l’intensité énergétique de l’économie mondiale.
(le nombre de $ de PIB généré par unité d’énergie)
A une constante près, mais peu importe, car le résultat important ici est que la variation du PIB ( sa dérivée) en fonction de la quantité d’énergie en input est “constante” :
d(PIB)/dE = k = intensité énergétique = quantité de $ de PIB par unité d’énergie consommée.
L‘intensité carbone de l’économie IP (CO2/PIB = quantité de CO2 émis par $ de PIB) s’obtient alors en multipliant l’intensité énergétique par l’intensité carbone de l’énergie (CO2/E):
IP = CO2/PIB = (CO2/E) * (E/PIB)
On a alors l’identité de Kaya :
CO2 = IP * PIB = IP * k * E
Et un couplage CO2<==>E
Via le site de l’IEA ⭎ par exemple, on peut observer des cas locaux (nationaux) et voir comment il s’écartent de cette “loi”.
Par exemple pour la Belgique et le secteur “manufacture”, on voit que (l’inverse de) l’intensité énergétique a stagné entre 2000 et 2020 : la quantité d’énergie (MJ) pour générer 1 $ de PIB est restée constante.
On a donc k(t) ~ k =~ 1/9 = 0,11 $/MJ
Si l’on compare avec l’intensité énergétique mondiale en le convertissant aux mêmes unités, en se souvenant que
1 toe = 11630 kWh = 11630 * 3600000 Joules :
k = (0,11/ 1G) G$ / ( 1M * 1 Joule)
k = 11630*3600000*1M * (0,11/ 1G) G$ / ( 1M * 11630*3600000*1M Joules)
k = 4,6 G$ / Mtoe
L’intensité énergétique du secteur manufacture de notre économie semble donc, si cette estimation est correcte, moins bonne que l’intensité mondiale (7,27 G$ / Mtoe) : on génère moins de $ de PIB par unité d’énergie consommée. (si ces estimations sont correctes)
Cela se “devine” : En Belgique, il y a ~900 voitures/1000 habitants, bien + que dans le reste du monde (hors-OCDE). Un belge parcourt en moyenne 40km par jour en voiture (et 10km en avion).
Par conséquent, juste pour se rendre sur le lieu de “production”, avant même de commencer à produire, il y a déjà une consommation importante d’énergie.
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🔱Structure du triangle de Kaya