L’énergie dans les villes du futur : un défi redoutable

L’accord sur le climat adopté, à Paris en décembre 2015, à l’issue de la conférence de l’ONU, la Cop 21, a fixé un objectif ambitieux à la planète : mettre en œuvre des politiques énergétiques afin que l’augmentation de la température de l’atmosphère terrestre reste inférieure à 2°C (et proche si possible de 1,5°C). Quelques chiffres suffisent à faire comprendre que le rôle des villes va être crucial : – 4 milliards d’habitants vivaient dans des ville en 2014 (55% de la population) et l’ONU prévoit que les deux-tiers de la population mondiale sera urbanisée en 2050 et celle-ci va croître de 62%, l’essentiel de cette croissance ayant lieu dans les pays émergents – si plus de la moitié des habitants vivent dans des villes de moins d’un million d’habitants, il existe aujourd’hui 28 mégapoles de plus de dix millions d’habitants – les villes consommaient 64 % de l’énergie primaire mondiale et émettaient 70% du CO2 mondial en 2013 et elles assureront 84% du PIB mondial en 2050. Il faut souligner aussi que la géographie des villes a changé, en effet si, en 1950, la plupart des urbains résidaient en Europe et aux Etats-Unis, les villes qui connaissent la croissance la plus forte sont désormais en Asie et en Afrique où se trouvera, probablement, les trois quarts de la population urbaine en 2050.

Les villes représentent un des enjeux majeurs de la transition énergétique 

Quels systèmes énergétiques soutenables, c’est-à-dire « décarbonés », peut-on envisager y mettre en place, compte tenu de leur poids démographique et économique  ? C’est à cette question que tente de répondre un rapport de Agence Internationale de l’Energie. L’AIE a privilégié depuis plusieurs années un scénario dit 2°C (à la limite de l’objectif fixé à Paris), il suppose que la production d’électricité soit totalement assurée en 2050 par des filières n’utilisant pas de combustibles fossiles. L’Agence est relativement optimiste, dans ce rapport, sur les possibilités d’atteindre cet objectif. Elle note ainsi, avec satisfaction, qu’en 2015 le seuil du million de voitures électriques en circulation a été atteint et qu’un découplage entre l’économie et les émissions de CO2 semble intervenir. L’AIE estime que les efforts de la transition énergétique dans les villes doivent porter en priorité sur les bâtiments et le transport. Chaque ville est un système énergétique qu’il faut caractériser avec des données pertinentes, et il est possible d’une part d’augmenter la proportion de l’énergie produite sur place et d’autre part la « décarboner » en mobilisant des techniques innovantes ce qui suppose une action conjointe des municipalités et des Etats. Pour les bâtiments (le tiers de la consommation d’énergie finale en moyenne mondiale mais 42% en France), le chauffage (un tiers de l’énergie en moyenne) et la climatisation (5% en nette croissance) sont les deux postes les plus importants, mais avec des variantes très marquées d’un pays à l’autre, sur lesquels doivent porter les efforts d’amélioration de l’efficacité énergétique et de réduction des émissions de CO2. Plusieurs pistes doivent être poursuivies : – la construction de bâtiments à consommation nulle d’énergie (un grand défi technique et financier) – leur intégration dans des districts (un quartier) pour économiser l’énergie – une densification de l’occupation des terrains dans le cadre d’une planification urbaine. L’arme de la taxe foncière devrait faciliter cette densification et avantager les propriétaires de bâtiments qui améliorent l’efficacité thermique de leurs bâtiments.

La moitié du transport des personnes s’effectue en ville

L’AIE faisant l’hypothèse d’un doublement du parc automobile d’ici 2050 (soit 2,2 milliards d’automobiles en 2050 contre un milliard aujourd’hui !), ce scénario pour les transports n’est compatible avec l’objectif climatique que si l’on gagne en efficacité énergétique avec une électrification massive des moteurs couplée avec l’utilisation de biocarburants avec un bon bilan CO2 et de véhicules à deux ou trois roues. Il subsiste des verrous techniques importants dans ce domaine notamment pour les batteries électriques. S’agissant des véhicules à hydrogène, la question du stockage et de la production de l’hydrogène (notamment dans des stations-services) qui est loin d’être résolue sera très probablement un obstacle majeur pour leur développement.

Une politique volontariste suppose aussi que les villes produisent une part plus importante de leur énergie et notamment de leur électricité

Leur potentiel d’énergie solaire serait important (elle pourrait assurer, théoriquement, 30% de la consommation d’électricité en 2050). Si le thermique solaire pose peu de problèmes techniques et est efficace (un rendement de 80%), le solaire photovoltaïque, en revanche, en pose davantage. Il impose d’équiper de panneaux solaires les toits et les terrasses avec des panneaux solaires (leur pose sur les façades est peu pratique en ville) un objectif de 8% de production d’électricité photovoltaïque pourrait être atteint, selon l’AIE. Cela suppose une augmentation du rendement des cellules solaires . L’utilisation de l’énergie éolienne est une option peu envisagée pour les villes car elle pose des problèmes d’encombrement et d’acoustique, toutefois l’implantation d’éoliennes à axe vertical est parfois évoquée. La géothermie est une solution efficace quand il est possible d’utiliser une nappe souterraine d’eau chaude comme c’est le cas en Islande mais aussi dans le Bassin parisien. Enfin on pourrait accroître le bilan des énergies renouvelables par la cogénération, en utilisant la chaleur résiduelle de centrales, et d’installation de traitement des eaux et des déchets. Toute cette stratégie suppose pour la production d’électricité la mise en place de réseaux intelligents pour sa distribution et son pilotage.

La croissance des villes, en particulier en Asie et en Afrique, est un défi énergétique considérable

L’AIE souligne que « les zones urbaines sont au cœur de la transition vers une énergie durable ». Il existe certes des « expériences urbaines » intéressantes permettant de tester des solutions techniques. Ainsi à Fribourg-en-Brisgau (le quartier Vauban), à Grenoble (le quartier de la Bonne) et à Malmö des quartiers « écologiques » à faible consommation d’énergie ont été créés ; la ville de Mumbai en Inde, semblerait pouvoir satisfaire de 20 à 30% de sa demande de l’électricité et celle de Masdar (50 000 habitants) dans l’émirat d’Abou Dhabi se veut une ville « écologique » pionnière pour l’exploitation des énergies renouvelables mais…. au prix d’un investissement de 15 milliards de dollars.

L’AIE recommande une coordination entre l’Etat et des collectivités territoriales pour planifier le développement urbain avec la mise en place de marchés du carbone dans le cadre d’une planification urbaine. Il n’est pas certain que celle-ci suffise car il faut faire sauter de sérieux verrous techniques (le stockage de l’électricité notamment) et dégager des financements car le coût des politiques urbaines sera très élevé (celui de la rénovation thermique d’un logement est chiffré en moyenne à 20 000 euros en France). Le triptyque ville-énergie-climat sera, sans doute, encore à l’ordre du jour de plusieurs conférences des Etats signataires de la Convention de l’ONU sur le climat.

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