Émission de dioxyde de carbone

Une émission de dioxyde de carbone est un rejet de ce gaz dans l'atmosphère, quelle qu'en soit la source. Les émissions de dioxyde de carbone (CO₂) dans l'atmosphère sont d'origines naturelle et anthropique (c'est-à-dire issues des activités humaines). Cette seconde source est en forte croissance depuis quelques décennies. Le taux moyen de CO₂ dans l'air a atteint 393 ppm en 2012 et 400 ppm en avril 2014 dans tout l'hémisphère nord, soit 0,04 % de la composition de l'atmosphère terrestre, avec quelques variations jour-nuit, saisonnières (pour partie anthropiques) et des pics de pollution localisés.

Selon l'AIE, après une stabilisation des émissions mondiales en 2014, 2015 et 2016 grâce à des progrès d’efficacité énergétique, les émissions sont ensuite reparties à la hausse, la concentration moyenne mondiale de CO₂ dans l’atmosphère atteignant de nouveaux records en 2017 puis en 2018. Cette augmentation est en partie due à la consommation électrique (accrue de 4 % en 2017), dont la part dans la demande globale d'énergie augmente. Les centrales électriques fonctionnant au charbon et au gaz, en particulier, voient leurs émissions de CO₂ augmenter (+ 2,5 % en 2017).

Le taux de CO₂ dans l'atmosphère a grandement varié bien avant l'apparition des humains et de la société industrielle (voir Histoire du climat avant 1850), mais jamais à un rythme aussi rapide que celui observé au cours des dernières décennies, dont l'origine anthropique est établie.

Évolution de la concentration atmosphérique de CO₂

En 2017, année où les émissions mondiales de CO₂ sont reparties à la hausse de 2 % après trois années de stagnation, la concentration moyenne de dioxyde de carbone dans l’atmosphère atteint un nouveau sommet à 405 ppm, soit 2,2 ppm de plus qu’en 2016. Le 26 avril 2017, le taux record de 412,63 ppm de CO₂ est enregistré à l'Earth System Research Laboratory (ESRL).

En 2016, la concentration de CO₂ dans l'atmosphère a augmenté de 3 ppm pour atteindre désormais 405,1 ppm de moyenne à l'Observatoire atmosphérique du Mauna Loa, à Hawaï, selon l'Agence américaine d'observation océanique et atmosphérique (NOAA). Il y avait déjà eu une hausse de 3 ppm en 2015 et c'est la cinquième année consécutive où l'augmentation a dépassé 2 ppm par an. À titre de comparaison, le taux de CO₂ atmosphérique était de 280 ppm depuis il y a environ 10 000 ans jusqu'au début de la révolution industrielle, puis à environ 300 ppm en 1960. Les 400 ppm de moyenne mensuelle mondiale ont été franchis en mars 2015. Le taux de croissance actuel du CO₂ est 100 à 200 fois plus grand que lors de la transition suivant la dernière période glaciaire.

L’Organisation météorologique mondiale (OMM) a annoncé le 26 mai 2014 qu'en avril, pour la première fois, les concentrations mensuelles de CO₂ dans l'atmosphère ont dépassé le seuil symbolique de 400 parties par million (ppm) dans tout l'hémisphère nord ; dans l'hémisphère sud, les concentrations sont de 393 à 396 ppm, du fait de la moindre densité de population et d'activité économique ; la moyenne mondiale à l'époque préindustrielle était de 278 ppm et la moyenne de 2012 de 393 ppm.

En novembre 2013, l'OMM a confirmé de nouveaux records pour 2012, avec une hausse de CO₂, « de 2011 à 2012 (+ 2,2 ppm, pour atteindre 393,1 ppm) supérieure au taux moyen d'accroissement des dix dernières années ». Le taux de méthane (CH₄) a également augmenté (atteignant 1 819 parties par milliard (ppb) de même que celle du protoxyde d'azote (N₂O) qui a atteint 325,1 ppb. Le forçage radiatif dû à ces gaz à effet de serre a augmenté de 32 % de 1990 et 2012, le CO₂ comptant pour 80 % dans cette progression.

Les rejets mondiaux anthropiques, qui font partie du bilan du CO₂ dans l'atmosphère, augmentent chaque année. L'augmentation annuelle de la concentration du CO₂ a varié entre +0,4 et +2,9 ppm/an entre 1960 et 2013. La moyenne des augmentations (calculée sur dix années consécutives) est passée de +1,1 ppm/an dans les années 1960 à +2,0 ppm/an dans les années 2000. La concentration du CO₂ dans l'atmosphère est, fin 2013, de 395 ppm.

Émissions de CO₂

Graphique de la concentration en dioxyde de carbone atmosphérique et graphique du flux de carbone vers l'atmosphère.

Types d'émission

Les émissions anthropiques

Induites par les activités humaines, les émissions anthropiques proviennent des chauffages, véhicules, centrales électriques à combustibles fossiles, unités d'incinération et divers types de combustion ou de fermentation, incendies volontaires de forêt et brûlis de cultures. Les moteurs et systèmes de combustion de carburants carbonés émettent des effluents gazeux via des cheminées, pots d'échappement, réacteurs d'avions... contenant en moyenne 20 % de CO₂, lequel, sans capture, se dilue rapidement dans l'air. Sont aussi à prendre en compte dans les bilans carbone les émissions résultant de la mise en œuvre de procédés (par exemple, un procédé chimique : la décarbonatation), en incluant celles liées aux apports d'énergie nécessaires.

La production anthropique annuelle de CO2 atteignait 25 Gt en 2000 et 37,1 Gt en 2018.

Même les installations dites décarbonées produisent des émissions : si les réactions nucléaires ne produisent pas d'émissions directes de gaz à effet de serre, l'analyse de leur cycle de vie fait apparaître un bilan carbone non nul, car la construction, l'entretien et le démantèlement des centrales et l'ensemble du cycle du combustible nucléaire (extraction et préparation des minerais, gestion des stériles, déconstruction et fin de vie, etc.) consomment de l'énergie issue du pétrole ; de même, les éoliennes, panneaux solaires et d'autres moyens de produire une énergie renouvelables induisent pour leur fabrication, leur entretien et leur recyclage des émissions plus ou moins importantes selon les technologies employées et le mix électrique du pays de fabrication (faiblement carboné en France, très fortement en Chine ou en Allemagne).

Les transports sont une source importante de CO2 : selon un rapport de septembre 2007 de la SNCF^{[réf. nécessaire]}, les émissions directes de CO₂ en France dues aux transports proviennent à 52 % des automobiles, à 25,2 % des poids lourds, à 2,7 % des avions et à 0,5 % des trains. La présidente du groupe, Anne-Marie Idrac, propose de faire financer les réseaux ferrés par de nouvelles taxes sur les autoroutes non-payantes et sur les voies rapides (de 10 cts d'euros par kilomètre), par une augmentation de 25 % des péages des autoroutes pour le franchissement des Pyrénées et des Alpes, et par l'instauration d'une taxe européenne sur le kérosène des avions (qui n'est en 2018 toujours pas taxé).

Selon un rapport de février 2019 du think tank français Institute for Climate Economics (I4CE), la demande alimentaire mondiale génère de 22 % à 37 % des rejets de gaz à effet de serre (24 % pour la France), tous secteurs confondus, la largeur de la fourchette s'expliquant par la prise en compte ou non de l’impact de la déforestation. Le secteur de l’élevage génère 63 % des rejets de l’alimentation alors qu’il ne fournit que 16 % des calories consommées dans le monde. Pour ses auteurs, « les deux tiers des émissions de gaz à effet de serre liées à la consommation de nourriture sont rejetées avant la sortie du produit de la ferme. La transformation et le transport comptent pour 20 % et la phase finale, du magasin à l’assiette, pour 13 % ».

Les émissions naturelles

Les émissions naturelles sont d'origine volcanique, dues aux incendies naturels de forêts, ou liées à la respiration animale, végétale, fongique et des micro-organismes aquatiques et du sol (bactéries, protozoaires, etc.). Ce CO₂ ne pose que très exceptionnellement problème de toxicité : l'accumulation de poche de CO₂ dans des creux, par exemple lors d'émissions brutales de gaz d'origine géologique piégé sous les sédiments de fonds de lacs méromictiques, peut causer la mort par asphyxie d'animaux et de centaines d'humains dans les vallées périphériques, comme au lac Nyos en 1986.

Toxicologie, écotoxicologie

Le CO₂ est naturellement présent dans l'atmosphère terrestre et non toxique pour les organismes vivants dans des conditions usuelles. En revanche, les émissions de CO₂ s'accompagnent généralement d'émissions de suies, de fumées, de métaux lourds et d'autres polluants ayant des effets sur la plupart des organismes vivants. Les organismes vivants sont toutefois sensible à des variations de la concentration en CO₂ dans l'atmosphère :

• Chez l'animal à sang chaud : le CO₂, à la différence du monoxyde de carbone, n'est pas un toxique à faible dose, mais il tue par asphyxie à partir d'un certain seuil et d'une certaine durée d'exposition. Ses propriétés chimiques le rendent capable de rapidement traverser de nombreux types de membranes biologiques (il est environ 20 fois plus soluble dans les liquides biologiques de l’organisme humain que l’oxygène). C'est pourquoi il produit de rapides effets sur le système nerveux central.

• Chez l'homme : le CO₂ n'est toxique qu'à des concentrations élevées :
  • À partir de 0,1 % (1 000 ppm), le CO₂ devient un des facteurs d'asthme ou du syndrome des bâtiments. Cette concentration constitue la valeur maximale admise pour le dimensionnement des systèmes de conditionnement de l’air, à l’intérieur des bâtiments et maisons d’habitation.
  • Au-dessus de 0,5 % (5 000 ppm), la valeur maximale d’exposition professionnelle retenue dans la plupart des pays, et la valeur maximale admise pour le dimensionnement des appareillages d'air conditionné dans les avions sont dépassées.
  • 1,5 % ou 15 000 ppm est la valeur maximale d’exposition professionnelle sur une durée maximale de 10 minutes.
  • À partir de 4 % de CO₂ dans l'air (40 000 ppm) le seuil des effets irréversibles sur la santé est atteint (c'est le seuil qui justifie une évacuation immédiate de locaux).
  • À partir de 10 % et d'une exposition dépassant 10 minutes, sans une action médicale de réanimation, c'est la mort.

Notre système respiratoire et circulatoire est sensible à la concentration en CO₂ : une augmentation de la concentration en CO₂ de l'air inspiré accélère quasi immédiatement le débit respiratoire qui est normalement de 7 litres par minute (sous 0,03 % de CO₂ dans l'air inspiré), et qui passe à 26 litres par minute (pour 5 % de CO₂ dans l'air inspiré).

• Dans le règne végétal : à faible dose^[Combien ?], le CO₂ favorise la croissance, mais des expériences en serre et dans un environnement naturel enrichi en CO₂ ont montré que ceci n'était valable que jusqu'à un certain seuil, au-delà duquel la croissance restait stable ou au contraire diminuait. Ce seuil varie selon les espèces végétales considérées. On ignore de même si cet effet est durable. Après quelques années, des phénomènes d'acidification environnementale pourraient éventuellement agir en sens inverse^{[réf. nécessaire]}. Rappelons aussi que le gaz carbonique est la source essentielle du carbone « minéral » transformé en carbone « organique » par la photosynthèse, sans laquelle la vie n'est pas possible sur la Terre.

Les écologues et les spécialistes de la chimie de l'atmosphère ont confirmédans les années 1990 que l'excès^{[réf. nécessaire]} de dioxyde de carbone (CO₂) était une forme de pollution. Le CO₂ répond ^{[réf. nécessaire]} à deux définitions officielles du polluant (altéragène chimique) et du polluant de l'air : substance introduite directement ou indirectement par l’homme dans l’air ambiant et susceptible d’avoir des effets nocifs sur la santé humaine et l’environnement dans son ensemble ; bien qu'à l'heure actuelle la concentration atmosphérique du CO₂ soit très loin d'une valeur susceptible d'être nocive.

Sources anthropiques et effet de serre

Le CO₂ est un des gaz contribuant à l'effet de serre, avec le méthane CH₄ et le protoxyde d'azote N₂O.

En 2014, la part du CO₂ dans les émissions de gaz à effet de serre d'origine anthropique (c'est-à-dire issues des activités humaines ; du grec anthropos=homme) de l'Union européenne était de 80,6 % (méthane : 10,7 %, protoxyde d'azote : 5,9 %, hydrofluorocarbones : 2,6 %).

L'Agence internationale de l'énergie évalue la part de l'énergie (de sa production à sa consommation) à 74 % de l'ensemble des émissions de gaz à effet de serre d'origine anthropique en 2015 (contre 70 % en 1990) ; sur ces émissions dues à l'énergie, la part du CO₂ était en 2010 de 90 %, celle du méthane de 9 % et celle du protoxyde d'azote de 1 %.

Conséquences des rejets dans le milieu marin

L'ensemble des océans absorberait un tiers des émissions humaines de CO₂, soit environ 9 milliards de tonnes de CO₂ en 2004, et, un total de 120 milliards de tonnes de CO₂ issues de la combustion des carburants fossiles depuis le début de l'ère industrielle.

L'apport massif de CO₂ dans les océans entraîne une diminution du pH des eaux, ce qui les rend plus acides. Ceci a pour effet de rendre la formation du carbonate de calcium plus difficile ce qui affecte l'écosystème marin car le carbonate de calcium est l'un des composants essentiels dans la fabrication utilisé par les crustacés et les mollusques pour fabriquer leur exosquelette calcaire. Cette diminution pourrait selon divers spécialistes^{[réf. nécessaire]} varier de 5 à 50 % d'ici la fin du XXI^e siècle.

Le pH moyen est passé de 8,2 au début de l'ère industrielle à 8,1 aujourd'hui, ce qui correspond sur une échelle logarithmique à une hausse de l'acidité de 26 %. Une diminution supplémentaire de 0,5 point correspondrait à un doublement de l'acidité.

L'acidification des mers a un effet immédiat sur diverses espèces. Pour les coraux, c'est le blanchiment lié à une diminution de la calcification, mais c'est aussi dans l'océan Atlantique Nord l'explosion des coccolithophores sous l'effet de la lumière au printemps du fait d'un taux plus élevée en CO₂. Plus grave, l'acidification a un effet plus important en eaux froides que dans les mers chaudes ; dans la situation la plus pessimiste, d'ici la fin du siècle la calcification pourrait devenir impossible dans l'océan Austral et sur les côtes de l'Antarctique, rendant impossible la fabrication de l'aragonite, une forme de calcaire que l'on trouve dans la coquille des ptéropodes, or ceux-ci constituent la base de l'alimentation du zooplancton, lui-même base de l'alimentation de nombreux poissons et mammifères marins.

Concernant ce sujet de l'acidification des océans, un chercheur a récemment reconnu que dans ce domaine : « nous savons peu de choses; nous avons un retard considérable en matière de recherches sur ce sujet. »
Une des conséquences du réchauffement climatique pourrait être l'arrêt (ou le ralentissement) de la circulation des océans. Si les courants océaniques s'arrêtent, les couches d'eau superficielles vont se saturer en CO₂ et ne vont plus en capter comme aujourd'hui. Pire : la quantité de CO₂ que peut absorber un litre d'eau diminue à mesure que l'eau se réchauffe. Ainsi, du CO₂ pourrait être relâché si les océans ne circulent plus comme aujourd'hui. Cependant, l'hypothèse d'un arrêt de certains courants marins est considérée comme « très improbable » dans le rapport 2007 des experts du GIEC.

Émissions du monde et par pays

Variations des émissions mondiales de CO₂ anthropique de 2014 à 2018.

Les émissions mondiales anthropiques de CO₂ liées à l'énergie augmentent constamment depuis 1970, qui marque le début des calculs les évaluant sur la base des consommations observées de combustibles fossiles.

En 2018, après une courte période (trois ans) d'augmentation moins rapide, elles ont fortement augmenté. En décembre 2018, une pré-estimation donnait +2,7 % par rapport à 2017 (publiée le 5 décembre, lors de la COP24, par Global Carbon Project, calculée d'après des sources gouvernementales encore incomplètes). Cette estimation a été mise à jour trois mois plus tard par l'Agence internationale de l'énergie (corrigée à +1,7 %, correspondant à 33,1 Gt, ou milliards de tonnes de CO₂ émises en 2018). Cette hausse résulte de celle de la consommation d'énergie : +2,3 %, soit le double de la progression moyenne observée depuis 2010 (avec notamment une hausse de la demande en électricité qui a été de +4 % par rapport à 2017) ; cette demande supplémentaire a été satisfaite à 70 % par des combustibles fossiles, surtout gaz et charbon ; les rejets de CO₂ dus au charbon ont progressé de 2,9 % ; la progression des énergies renouvelables (+4 %) et du nucléaire (+3,3 %) ont réduit de 25 % l'augmentation des émissions de CO₂. Celles de la Chine ont progressé de 2,5 %, celles des États-Unis de 3,1 % et celles de l'Inde de 4,8 % ; en revanche, celles de l'Europe ont reculé de 1,3 %, en particulier en Allemagne (-4,5 %).

Classement des principaux pays par émissions de CO₂ liées à l'énergie

Pays	Émissions de CO2 en 2017 (106 tonnes)	Part du total mondial
Chine	9 233	27,6 %
États-Unis	5 088	15,2 %
Union européenne	3 541	10,5 %
Inde	2 344	7,0 %
Russie	1 525	4,6 %
Japon	1 177	3,5 %
Allemagne	764	2,3 %
Corée du Sud	680	2,0 %
Iran	634	1,9 %
Arabie saoudite	595	1,8 %
Canada	560	1,7 %
Indonésie	512	1,5 %
Mexique	473	1,4 %
Brésil	467	1,4 %
Afrique du Sud	416	1,2 %
Turquie	411	1,2 %
Australie	406	1,2 %
Royaume-Uni	398	1,2 %

Répartition des émissions de CO₂ en 2015 par pays ou groupe de pays (émissions dues à la combustion des combustibles fossiles et aux cimenteries).

Efficacité de l'utilisation des carburants fossiles par pays

En 2017, selon les estimations de BP, les émissions de CO₂ liées à l'énergie ont atteint 33 444 Mt, en hausse de 1,6 % sur un an, de 11,2 % depuis 2007 et de 57 % depuis 1990. Les émissions de la Chine ont augmenté de 1,6 % en 2017 (après deux années de baisse) ; celles des États-Unis ont baissé de 0,5 %, mais celles de l'Inde ont augmenté de 4,4 %. En Europe, elles progressent de 2,5 %, mais avec des évolutions contrastées : +0,1 % en Allemagne, +2 % en France, -2,7 % au Royaume-Uni, +1,5 % en Italie.

Le « Global Carbon Budget 2108 » de l'association Global Carbon Project confirme que les émissions mondiales de CO₂ ont augmenté de 1,6 % en 2017, après trois années de pause, et annonce pour 2018 une estimation provisoire de hausse de plus de 2 %. La Chine augmenterait ses émissions de 4,7 % en 2018 à 10,3 Gt, les États-Unis de 2,5 % à 5,4 Gt et l'Inde de 6,5 % à 2,6 Gt ; celles de l'Europe baisseraient de 0,8 % à 3,5 Gt après une progression de 1,4 % en 2017.

L'Agence internationale de l'énergie a annoncé en mars 2016 que les émissions de CO₂ liées à l'énergie ont pour la deuxième année consécutive plafonné à 32,1 milliards de tonnes en 2015, malgré une croissance économique de 3,4 % en 2014 et 3,1 % en 2015 (découplage). La production d'électricité par les énergies renouvelables a joué un rôle majeur dans ce résultat, car elle a représenté 90 % de l'augmentation de la production d'électricité. La baisse des émissions des deux principaux émetteurs, la Chine et les États-Unis, a été la cause principale de la stabilisation des émissions : en Chine, cette baisse a atteint 1,5 % en 2015 grâce au recul de l'utilisation du charbon, dont la part dans la production d'électricité est tombée de 80 % en 2011 à 70 % en 2015, alors que les sources bas carbone ont bondi de 19 % à 28 %, en particulier l'hydroélectricité et l'éolien ; aux États-Unis les émissions ont baissé de 2 % grâce à un large basculement du charbon vers le gaz naturel dans la production d'électricité.

L'étude du Global carbon project, publiée le 21 septembre 2014, avant le sommet de l'ONU sur le climat, annonce que les émissions de CO₂ devraient atteindre 37 milliards de tonnes en 2014 et 43,2 Mds tonnes en 2019 ; en 2013, elles avaient progressé de 2,3 % pour atteindre 36,1 Mds tonnes. En 2013, un Chinois émet désormais davantage qu'un Européen, avec 7,2 tonnes de CO₂ par tête contre 6,8 tonnes par tête dans l'Union européenne, mais un Américain émet 16,4 tonnes de CO₂ ; la progression de ces émissions est très rapide en Chine (+4,2 % en 2013) et en Inde (5,1 %) alors qu'en Europe elles reculent (-1,8 %). Le Global carbon project souligne que la trajectoire actuelle des émissions de gaz carbonique concorde avec le pire des scénarios évoqués par le GIEC, qui table sur une hausse de la température mondiale de 3,2 à 5,4 °C d'ici 2100.

États-Unis

Les États-Unis ont émis 14,61 tonnes de CO₂ par habitant en 2017, soit 3,3 fois la moyenne mondiale (4,37 tonnes) ; leurs émissions liées à l'énergie (4 761 Mt en 2017) les classaient au 2^e rang mondial derrière la Chine (9 258 Mt mais seulement 6,68 tonnes/habitant), avec 14,5 % des émissions mondiales pour 4,3 % de la population mondiale.

Plusieurs facteurs expliquent l'importance des rejets de CO₂ des États-Unis :

• 3^e pays du monde par la superficie, les États-Unis sont grands comme le continent européen. Cela entraîne une consommation d'énergie importante par les transports. Les transports quotidiens de passager se fondent sur l'automobile ; le train est réservé aux marchandises. L'étalement urbain (« suburbia ») entraine également une surconsommation de carburant ;
• Le pays est très peuplé (le 3^e du monde derrière la Chine et l'Inde) et dispose d'un haut niveau de vie ;
• Des climats difficiles : en hiver, le nord-est connait une baisse importante des températures ; en été, c'est la canicule qui touche cette région. Les déserts de l'ouest sont relativement peuplés (agglomérations de Phoenix, Las Vegas...). Les Américains utilisent la climatisation qui accroît la dépense d'énergie. Que l'hiver soit moins rigoureux, et la production de gaz à effet de serre diminue comme on a pu le constater pour l'hiver 2006 : selon l'Agence d’information sur l'énergie, les rejets de CO₂ américains ont chuté de 1,3 % en 2006 ;
• La première puissance économique du monde : le pays produit près d'un quart de toutes les richesses de la planète ;
• Le choix de favoriser son secteur pétrolier et automobile : taxes faibles ou nulles sur les carburants, pas de contrainte ou d'incitation à développer des véhicules économiques pour les constructeurs, aucun programme de lien fixe entre grandes métropoles de type TGV.

Chine

Émissions de CO₂ en Chine en millions de tonnes de 1980 à 2009.

Le développement industriel et urbain fulgurant de la Chine a provoqué une forte augmentation de ses émissions de CO₂ liées à l'énergie, qui ont dépassé en 2006 celles des États-Unis : 5 960 Mt contre 5 602 Mt ; en 2017, la Chine a émis 9 258 Mt de CO₂ contre 4 761 Mt aux États-Unis ; mais les émissions par habitant sont de 6,68 tonnes en Chine contre 14,61 tonnes aux États-Unis.

Ces fortes émissions s'expliquent par sa population : environ 1 350 000 000 habitants, soit 4 fois plus que les États-Unis d'Amérique, ainsi que par sa position fortement exportatrice : elle est devenue le premier exportateur mondial en 2010. La Chine est parfois considérée comme « l'usine du monde ».

Son niveau de vie s'améliore et sa croissance économique s'effectue à une vitesse supérieure à celle des États-Unis et des autres pays du monde.

Mais les émissions chinoises de CO₂ ont baissé de 2 % en 2014, pour la première fois depuis 2001. Cette baisse est due au ralentissement de la croissance économique, à celui, encore plus net, de la consommation d'énergie (+3,8 % seulement), et surtout au recul de la consommation de charbon : -2,9 % ; la part du charbon dans la consommation d'énergie est passée de 66 % en 2013 à 64,2 % en 2014, grâce à une politique volontariste de fermeture des sites de production les plus polluants et de développement des énergies non fossiles, dont la part est passée de 9,8 % à 11 %. En 2014, la Chine a investi 89,5 milliards de dollars dans les énergies renouvelables, soit, selon Bloomberg, presque un tiers de tous les investissements mondiaux dans le secteur.

Allemagne

L'Allemagne a émis 8,7 tonnes de CO₂ par habitant en 2017 contre 4,56 tonnes en France ; ses émissions liées à l'énergie (718,8 Mt en 2017) la classaient au 6^e rang mondial, avec 2,2 % des émissions mondiales pour 1,1 % de la population mondiale.

En 2017, ses émissions de CO₂ totales étaient de 906 Mt eq.CO₂, au même niveau qu'en 2009, contre 902 Mt eq.CO₂ en 2015 ; les émissions du seul secteur électrique étaient de 306 Mt eq.CO₂, soit 3,76 t/habitant ; en 2017, elles sont descendues à 292 Mt eq.CO₂.

Pour comparaison, les émissions totales de CO₂ de la France étaient en 2015 de 284 Mt eq.CO₂, celles du secteur de la transformation d'énergie de 40 Mt eq.CO₂ soit 0,60 t/habitant.

Malgré la baisse de la part du nucléaire, énergie bas carbone, dans la production électrique (de 22,2 % en 2010 à 11,6 % en 2017), l'augmentation de la part des énergies renouvelables (éolien principalement) a permis de limiter l'impact sur les émissions de CO₂.

« L’électricité allemande reste toutefois très dépendante des combustibles fossiles (lignite, charbon, gaz et fioul) qui produisent plus de la moitié de l’électricité. »; ainsi en 2017, la production d’électricité a émis près de 10 fois plus de CO₂/kWh en Allemagne qu'en France (environ 490 g CO₂/kWh en Allemange contre 53 g CO₂/kWh en France).

En juin 2008, l'Allemagne adopte le second volet de son plan climat, un vaste programme visant à réduire de 40 % ses émissions de CO₂ en 2020 par rapport à celles de 1990. Cette série de mesures, essentiellement axées sur l'économie d'énergie, fait suite à une première série en faveur des énergies renouvelables. Parmi les mesures décidées :

• Augmentation de la taxe autoroutière poids lourds de 10 à 14 centimes par kilomètre, mais jusqu'à 28 centimes pour les plus polluants.
• Extension du réseau de distribution de l'énergie électrique d'origine éolienne produite sur le bord de la mer du Nord et Baltique.
• Modification des normes de construction des nouvelles constructions dans le but de baisser leur consommation d'énergie.
• Encouragement de la mise en place de compteurs de courant dits « intelligents » pour permettre de mieux évaluer la consommation énergétique privée^{[réf. souhaitée]}

Afrique du Sud

Les émissions de CO₂ de l'Afrique du Sud étaient en 2017 de 421,7 Mt de CO₂, soit 7,43 t CO₂ par habitant, supérieures de 70 % à la moyenne mondiale : 4,37 Mt/hab, et près de huit fois supérieures à la moyenne africaine : 0,94 Mt/hab. Ceci découle directement de la prépondérance du charbon dans le bilan énergétique sud-africain ainsi que de la consommation d'énergie par habitant élevée du pays, due à celle de l'industrie.

Politiques de maîtrise et contrôle des émissions

Elles passent par la sensibilisation, l'éducation et la formation, avec l'objectif d'un comportement plus sobre et rationnel de tous et chacun. L'écoéligibilité et les subventions, l'obligation ou les systèmes volontaires de mesures compensatoires, restauratrices ou mesures conservatoires, éventuellement fondées sur des systèmes écotaxes sont les outils les plus utilisés des années 1990 à 2005. Les approches varient : donation, compensation carbone volontaire, soutien à la consommation et aux comportements durables, allocation de crédits carbone (système de quotas).

Les quotas et le marché des droits à polluer sont plus récents. Ils s'inspirent des mécanismes « classiques » de l'économie et du marché. Des programmes de cartes individuelles sont à l'étude ou testés localement, consistant à mesurer l’impact environnemental des individus, pour les inciter à l’atténuer ou à le réduire totalement (en termes de bilan global) via des mesures compensatoires. Ces cartes visent généralement à comptabiliser les émissions personnelles, pour inciter l'individu, par des outils financiers (récompense, bonus, malus) à hauteur de la part des émissions de gaz à effet de serre dans l'empreinte écologique individuelle. En 2009 plusieurs dizaines de cartes de crédit permettent un suivi plus détaillé des émissions, avec donations volontaires compensatoires à des ONG.

Surveillance des émissions

Plusieurs pays (É.-U. notamment) surveillent le taux réel de CO₂ de leur atmosphère, tout en sachant qu'il n'exprime pas la contribution du pays, mais celle de toute la planète et des activités humaines. Ces mesures sont rares en Europe. Le taux de CO₂, comme celui du dioxygène ne sont pas mesurés par les réseaux d'alerte et de mesure, dont les capteurs sont par ailleurs généralement placés en hauteur pour échapper au vandalisme. En France, la loi sur l’air de 1996 n'a pas prévu la surveillance des niveaux de dioxyde de carbone. Quelques mesures ponctuelles sont faites (Paris, Bordeaux et Arcachon où des pics importants de pollution par le CO₂ ont été mesurés en 2004). En 2008, 89 millions de tonnes de CO₂ étaient produites à Paris, 62 millions à Bordeaux et 65 millions à Arcachon^{[réf. nécessaire]}.

Réseau européen de suivi des sources et puits de gaz à effet de serre

Ce réseau, dit ICOS (pour Integrated Carbon Observing System), est en préparation en 2011, avec le soutien de la Commission européenne. Il associe déjà quatre Observatoires de l'atmosphère qui ont entamé une campagne de mesures visant à démontrer la faisabilité d'un observatoire européen. Ce réseau est soutenu en France par le CEA, le CNRS, l'UVSQ et l'ANDRA. Il sera aussi « une infrastructure de recherche en environnement dédiée à l'observation à haute résolution des échanges de carbone (dioxyde de carbone, méthane et autres gaz à effet de serre) entre la surface terrestre, la surface des océans et l'atmosphère. Il rassemblera plus de 40 laboratoires de recherche de premier plan dans une vingtaine de pays ». Il devrait d'une part suivre les variations de composition atmosphérique (via un Centre thématique atmosphérique) et d'autre part suivre les écosystèmes, via un autre centre thématique En France, le pilotage de la définition et de la construction du dispositif est assuré par le Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (LSCE, CEA/CNRS/UVSQ). Une station atmosphérique de référence a été élaborée et installé (à Houdelaincourt par ce laboratoire, avec le CEA-Irfu (Institut de Recherche sur les lois Fondamentales de l'Univers du CEA) dans l'Est de la France. Cette station de référence est intégrée à l'Observatoire Pérenne de l'Environnement de l'ANDRA.

Chiffres 2005

Protocole de Kyoto

En 1999, le Protocole de Kyoto aujourd'hui signé par une majorité de pays a établi un calendrier de réduction des émissions de ce gaz.

Depuis le 24 juin 2005, la France s'est, à la suite d'autres pays, dotée d'une place d'échanges de permis d'émission de gaz à effet de serre.

Neutralité carbone

Le 21 février 2008, cinq pays — Costa Rica, Islande, Monaco, Norvège et Nouvelle-Zélande — se sont engagés à orienter leur économie vers une neutralité carbone en réduisant fortement leurs rejets de CO₂ .

Le Costa Rica est à l'origine de cette initiative, reprise par le Programme des Nations unies pour l'environnement. Les pays signataires s'engagent à devenir « climatiquement neutre » d'ici 2021.

Émissions de CO₂ dues au transport

Les émissions mondiales de CO₂ du secteur du transport ont atteint 8 046 Mt en 2016, soit 24,9 % du total des émissions liées à l'énergie ; le transport routier à lui seul a émis 5 884 Mt, soit 18,2 % du total.

La combustion d'un litre d'essence génère 2,3 kg de CO₂ et celle d'un litre de gazole libère 2,6 kg de CO₂.

En Europe

Les émissions de CO₂ du secteur transport ont atteint 787 Mt en 2011 contre 685 Mt en 1990 (+14,8 %) pour les 15 premiers pays membres de l'Union européenne, soit 26 % des émissions totales (20,3 % en 1990).

L'Union européenne a fixé de nouvelles normes d'émission de CO₂ des voitures vendues dans ses 28 états membres : elles ne devront pas dépasser 95 grammes au kilomètre en moyenne à compter de 2021 ; le précédent objectif était de 130 g/km en 2015 ; il était déjà dépassé en 2013, où la moyenne était de 127 g/km, en baisse de 4 % par rapport à 2012. Le nouvel objectif devait être fixé pour 2020, mais l'Allemagne a obtenu un report d'un an ; selon une étude de Transport & Environment, la plupart des constructeurs européens devraient parvenir à atteindre cet objectif, sauf BMW et Fiat.

Le 17 décembre 2018, les États membres de l'Union européenne et le Parlement européen se sont mis d'accord sur l'objectif de baisse des émissions de CO₂ des voitures d'ici 2030 : -37,5 % ; un bonus sera accordé dans le calcul des émissions globales de CO₂ d'un constructeur si 30 % de ses ventes en 2030 sont constitués de véhicules à émission nulle ou faible.

En France

En France, l'État a mis en place plusieurs mesures afin de pousser l'achat de véhicules moins polluants. Dès 1998, la formule de calcul de la puissance fiscale d'un véhicule a été modifiée afin de prendre en compte les émissions de CO₂. Le projet de loi de Finances pour 2018 ayant pour objet : "Mission "Écologie, développement et mobilité durable" portant notamment sur les "Aides à l'acquisition de véhicules propres" et aux "Financement des aides aux collectivités pour l'électrification rurales", définit une surtaxe CO₂ sur les véhicules d'occasion et un bonus/malus écologique à l'achat de véhicules neufs sont en place.

France Stratégie propose en juin 2019 de suivre le modèle norvégien dans le calcul du bonus-malus écologique, en l'indexant non seulement sur les émissions de CO₂, mais aussi sur le poids des voitures. Cette incitation contribuerait à minimiser l'achat de voitures toujours plus lourdes, quand bien même elles seraient électriques. L'organisme suggère également d'encourager les mobilités dites décarbonées (transports en commun, vélo, etc).

Surtaxe pour les véhicules à forte émission de CO₂

Cette taxe s'applique à tous les véhicules particuliers (genre VP) mis en circulation depuis le 1^er juin 2004. Début 2008, l'éco-pastille se substitue à la taxe CO₂ à l’immatriculation (qui reste toutefois en vigueur pour les véhicules d’occasion).

Pour les voitures particulières faisant l’objet d’une réception communautaire, le propriétaire du véhicule doit s’acquitter d’une majoration de 2 euros par gramme de CO₂ rejeté si son véhicule émet entre 200 et 250 g de CO₂ par kilomètre et de 4 euros par gramme au-delà.

Bonus/Malus écologique CO₂

Cette mesure mise en place fin 2007 vise à encourager l’achat de véhicules émettant moins de CO₂. Elle se base sur l'étiquette « Énergie » classifiant les véhicules suivant leurs émissions de CO₂/km. Les voitures consommant le moins, étiquetées A et B (moins de 130 g/km) bénéficiaient d'un bonus. Les voitures étiquetées C (131 à 160 g/km) étaient neutres (ni bonus, ni malus). Ainsi, à partir du 1^er janvier 2008, l'achat d'une voiture neuve gourmande en carburant entraînait une taxe de 200 à 2 600 euros selon le niveau de CO₂ émis. À l'inverse, les acheteurs de voitures peu polluantes bénéficiaient d'un bonus allant de 200 à 1 000 euros qui pouvait être cumulé avec une « prime à la casse »^[Quand ?].

Les seuils choisis ont ensuite été relevés régulièrement, ainsi en 2015 le bonus est recevable jusqu'à 60 g/km et le malus arrive à partir de 130 g/km.

Étiquette énergie

La France s'est dotée début mai 2006 du système de l'étiquette énergie pour classer les véhicules neufs à la vente selon leurs émissions de CO₂. L’objectif est d’orienter prioritairement les consommateurs vers les véhicules les moins polluants et de supprimer progressivement, faute de demande, les véhicules les plus émetteurs. Cette mesure est donc complémentaire à la taxe sur les émissions de CO₂.

Grenelle de l'environnement

Initié en France, le Grenelle de l'environnement, a comme premier objectif que « tous les grands projets publics [soient] arbitrés en intégrant leur coût pour le climat, leur « coût en carbone » » afin de mieux prendre en compte la lutte contre le réchauffement climatique dans les décisions d'investissements et d'adresser un signal à moyen terme à l'ensemble des acteurs publics ou privés dans leur stratégie d'urbanisme, d'aménagement du territoire, de transport et d'énergie.

Le Centre d'analyse stratégique a été chargé de calculer « la valeur tutélaire du carbone ». En 2001, l'économiste Marcel Boiteux avait fixé à 27 euros le prix de la tonne de CO₂ et le voyait évoluer au même rythme que l'inflation, soit 58 euros à l'horizon 2030. En 2008, les modèles de calcul s'étant affinés et les objectifs de réductions s'étant durcis, la valeur d'une tonne de CO₂ a été estimée à 32 euros pour 2010, 56 euros pour 2020, 100 euros pour 2030 et 200 euros pour 2050.

Émissions de CO₂ dues au chauffage

En Europe, la politique environnementale a conduit à une législation, qui impose l'installation de répartiteur de frais de chauffage pour inciter les résidents à moins chauffer.

Articles connexes

• Contenu CO₂
• Cycle du carbone
• Désinvestissement des énergies fossiles
• Écosystème
• Transition énergétique
• Équation de Kaya
• Évolution du taux de CO2
• Émissions de CO₂ des transports ferroviaires
• Impact climatique du transport aérien
• Gaz à effet de serre
• Liste des pays par émissions de dioxyde de carbone
• Puits de carbone
• Système communautaire d'échange de quotas d'émission
• Théories sur les risques d'effondrement de la civilisation industrielle
• Liste des centrales européennes par émissions de CO₂

Liens externes

• (en) carbonmap - Cartographie animée en anamorphoses, comparant les régions du monde en termes d'émission, de consommation, de production, de population, de risque liés au carbone fossile.
• (en) Tomorrow, « Electricity map » (consulté le 28 janvier 2019) : carte interactive des production, consommation et flux d'électricité ainsi que des ressources éolienne et solaire.

Bibliographie

• Friedlingstein P, Houghton RA, Marland G, J. Hackler, Boden TA et al. Update on CO₂ emissions ; Nature Geoscience 3, 811-812; 21 novembre 2010 ; Doi:10.1038/ngeo1022