Scénarios de stabilisation

Un objectif couramment rencontré dans la littérature est la stabilisation de la concentration du CO₂ atmosphérique. Si plus d’un GES est étudié, une alternative utile consiste à formuler les cibles de concentrations de GES en termes de concentration ou de forçage radiatif en équivalents- CO₂, pondérant ainsi la concentration des différents gaz en fonction de leurs propriétés radiatives. Une alternative consiste à postuler comme objectif la stabilisation de la température moyenne mondiale. L’avantage des cibles exprimées en termes de forçage radiatif sur les cibles de température est que le calcul du forçage radiatif ne dépend pas de la sensibilité climatique. Le désavantage en est qu’une large série d’impacts de température est possible pour chaque niveau de forçage radiatif. Les objectifs en termes de température, par ailleurs, ont l’avantage non négligeable de pouvoir être plus directement reliées aux impacts des changements climatiques. Une autre approche consiste à calculer les risques ou la probabilité de dépasser des valeurs particulières d’augmentation annuelle mondiale de températures moyennes depuis l’ère préindustrielle pour certains objectifs spécifiques de stabilisation ou de forçage radiatif.

Il y a une corrélation claire et forte entre elles vers 2100 dans les études publiées, en raison du fait que le CO₂ est le contributeur le plus important du forçage radiatif. En se basant sur cette corrélation, pour faciliter la comparaison et l’évaluation des scénarios, des scénarios de stabilisation (aussi bien les études multi-gaz que les études traitant du CO₂ seul) ont été groupées en différentes catégories dont la sévérité des objectifs varie [Tableau RT.2].

Essentiellement, toute concentration spécifique ou tout objectif de forçage radiatif implique que les émissions tombent à un niveau très bas tandis que les processus de piégeages terrestres et océaniques arrivent à saturation. Des cibles de stabilisation plus élevées repoussent nécessairement leur accomplissement au-delà de l’année 2100. Cependant, pour atteindre une cible de stabilisation donnée, les émissions doivent être réduites, à la fin, bien au-dessous de leurs niveaux actuels. Pour atteindre les catégories de stabilisation I et II, des émissions négatives nettes sont nécessaires avant la fin de ce siècle dans beaucoup de scénarios considérés (Figure RT.8) (bon accord, nombreuses mises en évidence) [3.3.5].

Le déroulement des réductions d’émissions dépend de la sévérité de la cible de stabilisation. Les cibles astreignantes nécessitent que le pic des émissions de CO₂ soit atteint plus tôt (voir Figure RT.8). Dans la majorité des scénarios liés à la catégorie de stabilisation la plus astreignante (I), il est indispensable que les émissions déclinent avant 2015 et poursuivent leur baisse pour aboutir à moins de 50% des émissions actuelles vers 2050. Pour la catégorie III, les émissions globales prévues par les scénarios arrivent en général à leur apogée entre 2010 et 2030, avant un retour à leurs niveaux de 2000, en moyenne en 2040. Pour la catégorie IV, les émissions médianes atteignent leur apogée vers 2040 (Figure RT.9) (bon accord, nombreuses mises en évidence).

Figure RT.8 : déroulement des émissions selon les scénarios d’atténuation pour les différentes catégories d’objectifs de stabilisation (Catégories I à VII, comme rappelé dans chaque cadre de la figure). Les aires colorées en brun clair donnent les émissions de CO₂ pour les scénarios d’atténuation récents, développés après le TRE. Les aires vertes illustrent la répartition de plus de 80 scénarios du TRE (Morita et al., 2000). Les scénarios de Catégorie I et de Catégorie II traitent d’objectifs de stabilisations situés en-dessous des objectifs les plus bas du TRE. Les émissions de l’année de base peuvent différer selon les modèles en raison des différences de couverture en termes d’industries et de secteurs. Pour atteindre les niveaux de stabilisation les plus bas, certains scénarios font appel au captage de CO₂ atmosphérique (émissions négatives) à l’aide de technologies telles que la production de biomasse énergétique piégeant et stockant du carbone [Figure 3.17].

Figure RT.9 : corrélation entre le coût de l’atténuation et les objectifs de stabilisation à long terme (forçage radiatif comparé aux niveaux préindustriels, W/m² et concentrations en CO₂ -éq) [Figure 3.25].

Notes : les différents panneaux indiquent les coûts mesurés en pertes de PIB, en % (en haut) et en prix du carbone (en bas). Les panneaux de gauche se réfèrent à 2030, ceux du milieu à 2050 et ceux de droite à 2100. Les différentes courbes colorées indiquent des études sélectionnées qui font état de dynamiques de coûts représentatives, allant d’estimations très élevées à des estimations très faibles. Les scénarios issus de modèles qui partagent des postulats similaires sont indiqués dans la même couleur. L’aire grise représente le 80e percentile des scénarios TRE et post-TRE. Les courbes continues illustrent les scénarios représentatifs en tenant compte de tous les gaz actifs dans les phénomènes radiatifs. Les lignes pointillées représentent les scénarios multi-gaz, où la cible est définie par les six gaz de Kyoto (d’autres scénarios multi-gaz prennent en considération tous les gaz à impact radiatif). Les scénarios de stabilisation du CO₂ ont été ajoutés en se basant sur la corrélation entre la concentration en CO₂ et les cibles de forçage radiatif données par la Figure 3.16.

Les coûts de la stabilisation dépendent de l’objectif de stabilisation et du niveau de celui-ci, de la situation de référence et du portefeuille de technologies considérées, de même que du rythme du progrès technologique. Les coûts globaux d’atténuation^[9] augmentent en proportion inverse du niveau de stabilisation et en proportion directe des émissions de référence. Les coûts, en 2050, pour une stabilisation multi-gaz à 650 ppm CO₂ -éq (catégorie IV) sont entre une perte de 2% et une augmentation d’un point^[10] du PIB en 2050. Pour 550 ppm de CO₂ -éq (catégorie III), ces coûts vont d’une toute petite augmentation à une perte de 4% du PIB.^[11] Pour des niveaux de stabilisation situés entre 445 et 535 ppm CO₂ -éq, les coûts sont inférieurs à une perte de 5,5% du PIB, mais le nombre d’études est limité et les études se basent généralement sur des situations de référence basses.

Une approche multi-gaz et l’intégration des puits de carbone réduisent généralement les coûts de manière substantielle, en comparaison avec la prise en compte du CO₂ seul. Les coûts moyens globaux de la stabilisation sont incertains, parce que les postulats portant sur la situation de référence ou sur les options d’atténuation dans les modèlent varient beaucoup et qu’elles ont un impact de première importance. Pour certains pays, secteurs ou pour certaines échelles temporelles moins importantes, les coûts varieraient considérablement de la moyenne mondiale à long terme (bon accord, nombreuses mises en évidence) [3.3.5]

Des études récentes portant sur la stabilisation ont mis au jour le fait que les options d’atténuation basées sur l’affectation des sols (aussi bien pour le CO₂ que pour les autres) permettent d’obtenir une certaine flexibilité dans la réduction des coûts pour atteindre les objectifs de stabilisation de 2100. Dans certains scénarios, une augmentation relative de l’énergie issue de la biomasse (combustibles solides et liquides) commercialisée a un impact significatif sur la stabilisation, fournissant entre 5 et 30% de la réduction cumulée et, potentiellement, 10 à 25% de l’énergie primaire totale au cours du siècle, particulièrement en tant que stratégie d’émissions négatives combinant l’énergie issue de la biomasse avec le piégeage et le stockage du CO₂.

Le choix de la situation de référence est crucial pour déterminer la nature et les coûts de la stabilisation. Cette influence est principalement due aux différents postulats sur les progrès technologiques dans les scénarios basaux.