Ressources et consommation énergétiques mondiales

Les réserves mondiales prouvées d'énergie fossile pouvaient être estimées en 2020, selon l'Agence fédérale allemande pour les sciences de la Terre et les matières premières, à 40 517 exajoules, dont 55 % de charbon, 25 % de pétrole et 19 % de gaz naturel. Ces réserves assurent 83 ans de production au rythme actuel ; cette durée est très variable selon le type d'énergie : 56 ans pour le pétrole, 54 ans pour le gaz naturel, 139 ans pour le charbon. Pour l'uranium, avec les techniques actuelles, elle serait de 90 à 130 ans selon les estimations, et sa durée d'utilisation pourrait se compter en siècles en ayant recours à la surgénération. À plus long terme, la fusion nucléaire pourrait apporter des ressources encore plus élevées. Le potentiel de l'énergie solaire est également quasi illimité.

La production mondiale d'énergie commercialisée était en 2022, selon l'Energy Institute, de 604 EJ, en progression de 14,4 % depuis 2012. Elle se répartissait en 31,6 % de pétrole, 26,7 % de charbon, 23,5 % de gaz naturel, 4,0 % de nucléaire et 14,2 % d'énergies renouvelables (EnR) (dont hydroélectricité : 6,7 % ; éolien, solaire, biomasse, géothermie, biocarburants : 7,5 %). Dans la production électrique mondiale, le charbon reste largement dominant.

Depuis la révolution industrielle, la consommation d'énergie ne cesse d'augmenter. La consommation finale énergétique mondiale progresse de 118 % entre 1973 et 2021 ; elle s'élève en 2021, selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE), à 422 EJ, dont 20,6 % sous forme d'électricité ; depuis 1990, elle progresse un peu plus vite que la population, mais sa répartition par source d'énergie n'a guère évolué : la part des énergies fossiles recule de 1,9 points, mais leur domination reste massive : 80,7 % ; la part des EnR passe de 15,0 % en 1990 à 17,0 % en 2021, car le recul de la part de la biomasse compense en partie la progression des autres EnR. La répartition par secteur de cette consommation est : industrie 30 %, transports 27 %, résidentiel 22 %, tertiaire 8 %, agriculture et pêche 2 %, usages non énergétiques (chimie, etc.) 10 %. La part de l'électricité dans la consommation finale d'énergie progresse rapidement : 13,3 % en 1990, passée à 20,6 % en 2021 ; cette progression est la plus rapide dans les pays émergents.

Au niveau mondial, les émissions de dioxyde de carbone (CO₂) dues à l'énergie en 2021 sont estimées par l'AIE à 34,2 Gt, en progression de 139 % depuis 1973, dont 44,4 % produites par le charbon, 32 % par le pétrole et 22 % par le gaz naturel ; par secteur en 2021, 38 % sont issues de l'industrie, 23 % du transport, 17 % du secteur résidentiel et 9 % du secteur tertiaire. Les émissions de CO₂ par habitant en 2021 sont estimées à 4,26 t dans le monde, 13,76 t aux États-Unis, 7,50 t en Allemagne, 4,28 t en France, 7,52 t en Chine, 1,62 t en Inde et 0,88 t en Afrique. Selon l'Energy Institute, les émissions mondiales de CO₂ liées à l'énergie ont progressé de 1 % de 2019 à 2022.

Dans le cadre de la convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques, tous les pays se sont engagés à maintenir la hausse des températures en deçà de +2 °C par rapport à l'ère préindustrielle. Pour aboutir à ce résultat, il faut globalement s'abstenir d'extraire un tiers des réserves de pétrole, la moitié des réserves de gaz et plus de 80 % du charbon disponibles dans le sous-sol mondial, d'ici à 2050. Selon l'AIE, les engagements individuels des pays à la conférence de Paris de 2015 sur les changements climatiques (COP21) sont largement insuffisants : ils ne feraient que ralentir la progression des émissions de CO₂ et mèneraient à une hausse des températures de +2,7 °C en 2100.

Notes de méthode

Unités de mesure

L'unité de mesure de l'énergie est le joule ; dérivée du Système international d'unités (SI), cette unité correspond au travail d'une force d'un Newton sur un mètre.

Par la force de l'habitude, nombre de statisticiens continuent à utiliser la tonne d'équivalent pétrole (tep) et plus souvent son multiple, le million de tonnes d'équivalent pétrole (Mtep), le pétrole étant la source d'énergie la plus utilisée dans le monde. Cependant beaucoup (surtout dans les pays d'Europe du Nord) prennent l'habitude d'utiliser des multiples de l'unité officielle et il n'est pas rare de trouver des péta voire des exa-joules (péta et exa sont des préfixes du Système international d'unités) pour mesurer l'énergie produite à l'échelle de pays ou du monde. L'Agence internationale de l'énergie a basculé ses statistiques des tep aux joules en 2021. Les tep ne sont dès lors presque plus utilisées.

Chaque type d'énergie possède son unité de mesure privilégiée et l'on utilise pour les agréger ou les comparer les unités de base que sont le joule et la mégatonne équivalent pétrole (Mtep), parfois le kilowatt-heure (kWh), toute énergie primaire étant assez souvent convertie en électricité. Les unités particulières à chaque énergie sont :

• pétrole : tonne d'équivalent pétrole (tep) ou baril (bl) ;
• gaz naturel : mètre cube, pied cube ou British thermal unit (btu) ;
• charbon : tonne équivalent charbon (tec) ;
• électricité : kilowatt-heure (kWh).

La calorie (cal), qui ne fait pas partie du SI, est encore utilisée dans le domaine de la thermique du bâtiment comme unité de chaleur.

Conversions entre unités

Dans le domaine des ressources et consommation énergétiques mondiales, les unités énergétiques sont souvent préfixées pour indiquer des multiples :

• kilo (k) = 10³
• méga (M) = 10⁶
• giga (G) = 10⁹
• téra (T) = 10¹²
• péta (P) = 10¹⁵
• exa (E) = 10¹⁸

Quelques coefficients de conversion entre familles d'unités :

• 1 tonne d'équivalent pétrole (tep) = 41,868 GJ, certaines organisations utilisant la valeur arrondie (par convention) à 42 GJ ;
• 1 tonne équivalent charbon (tec) = 29,307 GJ ;
• 1 kilowatt-heure (kWh) = 3,6 MJ ;
• 1 British thermal unit (btu) = 1 054 à 1 060 J ;
• 1 calorie (cal) = 4,185 5 J ;
• 1 tep = 11 628 kWh ;
• 1 tep = 1,428 6 tec ;
• 1 tep = 1 000 m³ de gaz (équivalence conventionnelle du point de vue énergétique) ;
• 1 tep = 7,33 barils de pétrole (équivalence conventionnelle du point de vue énergétique) ;
• 1 mégawatt-heure (MWh) = 0,086 tep.

De l'énergie primaire à l'énergie finale

Les flux d'énergie, depuis l'extraction minière de combustibles fossiles ou la production d'énergie nucléaire ou renouvelable (énergie primaire), jusqu'à la consommation par l'utilisateur final (énergie finale), sont retracés par les bilans énergétiques. Les opérations de conversion et transport de l'énergie donnant toujours lieu à des pertes diverses, l'énergie finale est toujours plus faible que l'énergie primaire.

La différence peut être faible pour l'industrie pétrolière par exemple, dont le rendement est dans certains cas proche de 1 (par exemple, pour une tonne brûlée dans un moteur à combustion, on n'a eu besoin d'extraire qu'à peine plus d'une tonne d'un puits de pétrole saoudien ; ce n'est néanmoins pas le cas pour les gisements offshore profonds, les pétroles lourds, le gaz de schiste voire les bitumes canadiens dont le rendement de production peut être le facteur limitant leur exploitabilité, indépendamment du prix).

En revanche, la différence est très importante si ce carburant est converti en énergie mécanique (puis éventuellement électrique), puisque le rendement de ce processus est au maximum de l'ordre de 40 % (ex. : pour 1 tep sous forme d'électricité consommée chez soi, le producteur a brûlé 2,5 tep dans sa centrale à charbon, type de centrale actuellement le plus répandu dans le monde). Dans le cas d'une électricité produite directement (hydroélectricité, photovoltaïque, géothermique…), la conversion en énergie primaire pertinente est fonction du contexte et le coefficient de conversion utilisé doit être indiqué (voir ci-dessous) : pour comptabiliser la production d'une centrale hydroélectrique, on peut convertir directement les kilowatts-heures en tep selon l'équivalence physique en énergie 11 630 kWh = 1 tep ; mais si l'on se pose la question « combien de centrales à charbon cette centrale hydroélectrique peut-elle remplacer ? », alors il faut multiplier par 2,5.

Conversion des productions électriques

Lorsqu'il s'agit de convertir une énergie électrique exprimée en kilowatts-heures (ou ses multiples) en énergie primaire exprimée en tep, on rencontre couramment deux méthodes :

• la méthode théorique ou « énergie finale » : on calcule simplement le nombre de tep selon l'équivalence physique en énergie ci-dessus ;
• la méthode de « l'équivalent à la production » ou « méthode de substitution », qui indique le nombre de tep nécessaires à la production de ces kilowatts-heures. Pour cela, on introduit un coefficient de rendement par lequel on doit multiplier le nombre de tep pour obtenir le nombre de kilowatts-heures. Par exemple, considérant un rendement de 38 %, on a 1 TWh = 10⁶ MWh = 0,086 / 0,38 × 10⁶ tep = 0,226 Mtep. Ainsi, on considère que 1 TWh est équivalent à 0,226 Mtep (et non 0,086 Mtep), car on considère qu'il est nécessaire de produire ou qu'il a fallu produire 0,226 Mtep pour obtenir 1 TWh.

La méthode retenue par les institutions internationales (Agence internationale de l'énergie, Eurostat…) et utilisée en France depuis 2002, est assez complexe en ce qu'elle utilise deux méthodes différentes et deux coefficients différents selon le type d'énergie primaire ayant produit l'électricité :

• électricité produite par une centrale nucléaire : coefficient de 33 % ;
• électricité produite par une centrale géothermique : coefficient de 10 % ;
• toutes les autres formes d’électricité : méthode théorique, ou méthode du contenu énergétique qui revient à utiliser un coefficient de conversion de 100 %.

Par contre, l'Agence d'information sur l'énergie américaine et les statistiques de l'Energy Institute adoptent la méthode de substitution.

Le présent article utilise également cette méthode de substitution ou méthode de l'équivalent à la production avec un coefficient de 38 % pour toutes les sources d'énergie électriques. En effet nous considérons l'énergie qu'il aurait fallu dépenser dans une centrale thermique d'un rendement de 38 % pour produire cette énergie électrique. Ceci est la meilleure méthode pour comparer les différentes énergies entre elles.

Classement des énergies primaires et secondaires

Au niveau de la production et de la consommation, les différentes formes d'énergie primaire peuvent se classer de la façon suivante :

• énergies fossiles :
  • pétrole,
  • gaz naturel,
  • charbon ;
• Énergie nucléaire :
  • Uranium ;
• énergies renouvelables :
  • énergies renouvelables thermiques :
    • biomasse :
      • bois énergie, résidus de bois et de récoltes,
    • déchets (peuvent contenir de la biomasse),
    • géothermie,
    • énergie solaire thermique,
    • énergie thermique récupérée dans l'air, l'eau, le sol, etc. par pompe à chaleur,
  • énergies renouvelables électriques :
    • énergie hydraulique,
    • énergie éolienne,
    • énergie solaire.

Les énergies secondaires issues de transformations des énergies primaires constituent la majorité des formes d'énergies utilisées par les consommateurs :

• énergies secondaires d'origine fossile :
  • produits pétroliers issus du raffinage du pétrole,
  • produits gaziers issus du traitement du gaz naturel : gaz de réseau, butane, propane, etc.,
  • électricité produite à partir de combustibles fossiles,
  • chaleur de réseau, lorsqu'elle est produite à partir de combustibles fossiles ;
• électricité produite à partir de l'énergie nucléaire ;
• énergies secondaires renouvelables :
  • e-carburants,
  • biogaz,
  • biocarburants,
  • chaleur de réseau produite à partir de bois, d'autres combustibles renouvelables, de pompes à chaleur ou de chaleur de récupération,
  • énergie hydroélectrique, issue de la transformation en électricité de l'énergie hydraulique,
  • électricité produite à partir de l'énergie éolienne,
  • énergie solaire photovoltaïque,
  • énergie solaire thermodynamique.

Ressources énergétiques mondiales

Le tableau suivant montre :

• l'immensité des réserves potentielles de l'énergie solaire : selon le Conseil mondial de l'énergie, 1,08 × 10¹⁴ kW d'énergie solaire atteignent la surface terrestre. Même si seulement 0,1 % de cette énergie pouvait être convertie à un rendement de 10 %, cela représenterait déjà quatre fois la puissance installée mondiale de 3 000 GW en 2010 ;
• la relative faiblesse des réserves d'uranium (énergie nucléaire) telles qu'estimées par l'Association nucléaire mondiale (ANM). Selon le cinquième rapport d'évaluation du GIEC, les ressources déjà identifiées et exploitables à des coûts inférieurs à 260 $/kgU suffisent à couvrir la demande actuelle d'uranium pour 130 ans, soit un peu plus que l'estimation de l'ANM (voir tableau infra), qui repose sur un plafond de coût d'exploitation inférieur. Les autres ressources conventionnelles, à découvrir mais dont l'existence est probable, exploitables à des coûts éventuellement supérieurs, permettraient de répondre à cette demande pour plus de 250 ans. Le retraitement et le recyclage de l'uranium et du plutonium des combustibles usés permettrait de doubler ces ressources et la technologie des réacteurs à neutrons rapides peut théoriquement multiplier par 50 ou plus le taux d'utilisation de l'uranium. Le thorium est trois à quatre fois plus abondant que l'uranium dans la croûte terrestre mais les quantités exploitables sont mal connues car cette ressource n'est pas utilisée à grande échelle actuellement.

Réserves mondiales d'énergies 2020 et production annuelle 2022 par sources d’énergie

Type d'énergie	Réserves mondiales (en unité physique)	Réserves mondiales (en exajoules)	Réserves mondiales (en %)	Production annuelle (en EJ)	Nombre d'années de production à ce rythme
Pétrole	245 Gt	10 249	25 %	191	54
Gaz naturel	206 Tm3	7 832	19 %	146	54
Charbon	1 076 Gt	22 436	55 %	161	139
Total fossiles		40 517	100 %	489	83
Uranium	6,15 Mt	2 133	5 %	24	89
Thorium	6,4 Mt	nd	nd	ns	ns
Hydroélectrique	21 PWh/an	75 (par an)		41	ns
Énergie éolienne	39 PWh/an	140 (par an)		7,6	ns
Solaire	1 070 000 PWh/an	3 849 000 (par an)		4,8	ns
Biomasse	3 000 EJ/an	3000 (par an)		57,9	ns

Les potentiels énergétiques présentés ci-dessus ne sont pas directement comparables : pour les énergies fossiles et nucléaires, il s'agit de ressources techniquement récupérables et économiquement exploitables, alors que pour les énergies renouvelables (sauf l'hydroélectricité et une part de la biomasse), il n'existe encore aucune estimation globale des ressources économiquement exploitables : les parcs éoliens de nouvelle génération et les centrale solaires photovoltaïques de grande taille s'approchent de la compétitivité en coût d'investissement par rapport aux centrales à gaz ou au charbon mais ne peuvent encore, dans la plupart des cas, être produites que si elles sont subventionnées : selon l'ADEME (en 2017), « les soutiens publics restent nécessaires pour prolonger les baisses de coût, faciliter les investissements ou compenser les défaillances de marché » ; les potentiels indiqués ici sont des potentiels théoriques basés sur des considérations uniquement techniques.

Les productions indiquées ci-dessus sont en fait des consommations estimées par l'Energy Institute ; on néglige ainsi les variations de stocks.

Pour le solaire et la biomasse, les réserves indiquées correspondent aux potentiels annuels disponibles sur toute la surface terrestre, alors que pour les autres énergies, seules les réserves prouvées et économiquement exploitables sont prises en compte. Seule une très petite part du potentiel solaire théorique peut être exploitée, car les terres cultivables resteront réservées à l'agriculture, les océans seraient difficilement exploitables, et les zones proches des pôles ne sont pas économiquement exploitables.

À plus long terme, la fusion nucléaire, actuellement au stade expérimental, pourrait théoriquement apporter des ressources beaucoup plus importantes : la quantité d'énergie produite par la réaction de fusion est environ quatre millions de fois supérieure à celle que génèrent des réactions chimiques telles que la combustion du charbon, du pétrole ou du gaz naturel ; une centrale de fusion comme celles qui pourraient être opérationnelles dans la deuxième partie du XXI^e siècle ne consommerait que 250 kg de combustible chaque année, répartis à parts égales entre le deutérium et le tritium.

Conventions de conversion : pour les énergies qui sont transformées en électricité (uranium, hydraulique, éolien, solaire), la conversion en unité de base (EJ) est réalisée en termes équivalents à la production. Cela correspond à la quantité de pétrole qui serait nécessaire pour produire cette énergie électrique dans une centrale thermique dont le rendement est pris, ici et dans la référence à l'Energy Institute, comme égal à 40,7 %. Pour l'uranium, la conversion des réserves en exajoules a été réalisée sur la base d'une consommation annuelle de 67,5 kt d'uranium pour produire 24,1 EJ d'électricité.

Notes

Réserves de pétrole

Réserves prouvées de pétrole : 10 principaux pays

Pays	Fin 2010 (Gt)	Fin 2020 (Gt)	% en 2020	Production 2020 (Mt)	R/P
Venezuela	31,8	47,4	19,3 %	33,6	1449
Arabie saoudite	34,0	39,6	16,2 %	500,7	74
Canada	27,4	26,6	10,8 %	253,3	105
Iran	20,4	21,7	8,8 %	142,7	152
Irak	19,5	19,7	8,0 %	202,0	98
Russie	10,5	14,8	6,0 %	512,8	29
Koweït	13,8	13,8	5,6 %	130,1	106
Émirats arabes unis	12,5	13,3	5,4 %	165,6	80
États-Unis	4,2	8,5	3,5 %	744,7	11
Libye	6,3	6,6	2,7 %	20,0	329
Total mondial	216,9	245,2	100,0 %	4 163	59
Gt = milliards de tonnes ; Mt = millions de tonnes R/P = Réserves /Production 2020 (années restantes au rythme actuel)

Les quatre premiers pays concentrent 55,1 % des réserves.

NB : la forte augmentation des réserves du Canada, du Venezuela et des États-Unis résulte de l'intégration des réserves non conventionnelles de sable bitumineux pour les deux premiers (25,9 Gt au Canada et 41,9 Gt au Venezuela), de pétrole de schiste (3,2 Gt) pour le troisième.

Réserves de gaz naturel

Réserves prouvées de gaz naturel : dix principaux pays

Rang	Pays	fin 2010 (Tm3)	fin 2020 (Tm3)	% en 2020	Production 2020 (Gm3)	R/P
1	Russie	47,58	47,80	23,2 %	693,4	69
2	Iran	30,06	34,08	16,5 %	253,8	134
3	Qatar	25,32	23,86	11,6 %	184,9	129
4	Turkménistan	8,03	13,60	6,6 %	81,7	166
5	États-Unis	7,72	13,00	6,3 %	947,7	14
6	Arabie saoudite	7,79	9,23	4,5 %	103,2	89
7	Chine	2,81	6,65	3,2 %	204,8	32
8	Émirats arabes unis	6,03	6,09	3,0 %	52,2	117
9	Nigeria	5,29	5,85	2,8 %	50,0	117
10	Venezuela	5,20	5,67	2,8 %	21,6	334
	Total mondial	192,1	206,1	100,0 %	3 994	51,6
Tm3 = 101012 mètres cubes ; Gm3 = milliards de mètres cubes R/P = Réserves /Production 2020 (années restantes au rythme actuel)

Les quatre premiers pays concentrent 57,9 % des réserves.

Réserves de charbon

Réserves prouvées de charbon : 10 principaux pays

Rang	Pays	Réserves de charbon fin 2020 (Gt)	Réserves de lignite fin 2020 (Gt)	Réserves* totales (EJ)	Part en 2020	Production charbon+lignite 2022 (EJ)	Ratio R/P
1	États-Unis	218,5	29,9	5 779	25,8 %	12,07	479
2	Chine	135,5	8,2	3 467	15,5 %	92,22	38
3	Russie	71,7	90,4	2 807	12,5 %	9,35	300
4	Australie	75,4	73,9	2 712	12,1 %	11,46	237
5	Inde	106,0	5,0	2 695	12,0 %	15,02	179
6	Ukraine	32,0	2,3	823	3,7 %	0,36	2286
7	Indonésie	24,1	14,7	766	3,4 %	13,95	55
8	Kazakhstan	25,6	nd	637	2,8 %	1,81	352
9	Pologne	22,5	5,8	626	2,8 %	1,70	368
10	Allemagne	-	35,7	403	1,8 %	1,21	333
	Total monde	756,2	320,5	22 436	100,0 %	174,56	129
Gt = milliards de tonnes ; Mt = millions de tonnes ; EJ = exajoules * Conversion : charbon 24,9 EJ/Gt ; lignite 11,3 EJ/Gt R/P = Réserves /Production 2022 (années restantes au rythme actuel)

Les cinq premiers pays concentrent 77,9 % des réserves de charbon.

Réserves d'uranium et de thorium

Réserves mondiales prouvées récupérables d'uranium par pays en milliers de tonnes

Rang	Pays	Réserves 2007	%	Réserves 2019	%
1	Australie	725	22,0 %	1 693	28 %
2	Kazakhstan	378	11,5 %	907	15 %
3	Canada	329	10,0 %	565	9 %
4	Russie	172	5,2 %	486	8 %
5	Namibie	176	5,3 %	448	7 %
6	Afrique du Sud	284	8,6 %	321	5 %
7	Brésil	157	4,8 %	277	5 %
8	Niger	243	7,4 %	276	5 %
9	Chine	nd	nd	249	4 %
10	Mongolie	nd	nd	143	2 %
	Total 10 premiers	2 213	67,1 %	5 365	87 %
	Total monde	3 300	100 %	6 148	100 %

L'institut allemand des sciences de la Terre et des matières premières (BGR) classe en 2022 les réserves mondiales en quatre catégories :

• réserves prouvées, techniquement et économiquement récupérables (coût : 80 à 260 $/kg) : 3 491 kt ;
• réserves supposées (coût < 260 $/kg) : 3 347 kt ;
• réserves pronostiquées : 1 636 kt ;
• réserves spéculatives : 3 786 kt.

Les deux premières catégories forment les réserves découvertes : 6 838 kt. Les deux dernières forment les réserves à découvrir. Au total, les réserves ultimes (ressources) atteindraient 12 260 kt.

Réserves mondiales estimées de thorium par pays en milliers de tonnes

Rang	Pays	Réserves 2014	%
1	Inde	846	16 %
2	Brésil	632	11 %
3	Australie	595	10 %
4	États-Unis	595	8 %
5	Égypte	380	7 %
6	Turquie	374	14 %
7	Venezuela	300	6 %
8	Canada	172	3 %
9	Russie	155	3 %
10	Afrique du Sud	148	3 %
	Total 10 premiers	4 197	66 %
	Total monde	6 355	100 %

Énergies renouvelables

Les énergies renouvelables sont par définition « inépuisables à l'échelle du temps humain ». L'évaluation de leur potentiel se fait donc non en termes de réserves, mais en considérant le flux énergétique potentiel que peut fournir chacune de ces sources d'énergies. Comme pour toutes les sources d'énergie, on obtient la quantité d'énergie produite en multipliant le temps de production par la puissance moyenne disponible (puissance maximale pondérée par le facteur de charge). Il est assez difficile de connaître le potentiel de chaque énergie car celui-ci varie selon les sources (voir tableau). Cependant, le potentiel théorique de l'énergie solaire peut être évalué assez facilement puisque l'on considère que la puissance maximale reçue par la terre – après passage dans l'atmosphère – est d'environ 1 kW/m². On arrive alors à une potentiel énergétique solaire théorique sur un an de 1 070 000 PWh. Bien entendu, la grande majorité de la surface terrestre est inutilisable pour la production d'énergie solaire, car celle-ci ne doit pas entrer en concurrence avec la photosynthèse nécessaire à la production alimentaire, depuis les échelons les plus modestes des chaînes alimentaires (phytoplancton, végétaux en général) jusqu'à l'agriculture. Les surfaces utilisables pour le solaire se limitent aux déserts, aux toits de bâtiments et autres surfaces déjà stérilisées par l'activité humaine (routes, etc). Mais il suffirait théoriquement de couvrir 0,3 % des 40 millions de kilomètres carrés de déserts de la planète de centrales solaires thermodynamiques pour assurer les besoins électriques de l'humanité en 2009 (environ 18 000 TWh/an).

Production annuelle énergétique mondiale

Carte de la répartition de la production d'énergie dans le monde entre 1989 et 1998.

La production énergétique mondiale (énergie primaire) s'élevait selon l'Agence internationale de l'énergie à 614 EJ (exajoules) en 2021 contre 254 EJ en 1973, soit +142 % en 48 ans. Les énergies fossiles représentaient 80,3 % de cette production (charbon : 27,3 %, pétrole : 29,2 %, gaz naturel : 23,8 %) contre 81,4 % en 1990 ; le reste de la production d'énergie provenait du nucléaire (5,0 %) et des énergies renouvelables (14,7 %, dont 9,4 % de la biomasse et des déchets, 2,5 % de l'énergie hydraulique et 2,7 % d'autres EnR). De 1990 à 2021, cette répartition a peu changé : la part des énergies fosssiles a baissé de 1,1 point, celle du nucléaire de 1 point et celle des énergies renouvelables a progressé de 2,1 points. La biomasse comprend le bois énergie, les déchets urbains et agricoles, les biocarburants ; les autres EnR comprennent l'énergie éolienne, l'énergie solaire, la géothermie, etc. Cette statistique sous-évalue la part des énergies renouvelables électriques (hydroélectricité, éolien, photovoltaïque) : cf. conversion des productions électriques.

Avec des conventions différentes, l'Energy Institute donne des estimations plus récentes :

Production énergétique mondiale commercialisée selon la source d'énergie

Énergie	Production en 2012	Production en 2022	Variation 2022/2012	Consommation 2022 en exajoules	Part en 2022
Pétrole	86,23 Mbbl/j	93,85 Mbbl/j	+8,8 %	190,69	31,6 %
Charbon	162,75 EJ	174,56 EJ	+7,3 %	161,47	26,7 %
Gaz naturel	119,74 EJ	145,58 EJ	+21,6 %	141,89	23,5 %
Hydraulique	35,95 EJ	40,68 EJ	+13,2 %	40,68	6,7 %
Nucléaire	23,40 EJ	24,13 EJ	+3,1 %	24,13	4,0 %
Autres renouvelables	11,04 EJ	40,86 EJ	+270 %	45,18	7,5 %
Total énergie primaire	527,96 EJ	604,04 EJ	+14,4 %	604,04	100,0 %

Détail énergies renouvelables 2022 :

• éolien : 2 104,8 TWh ;
• solaire photovoltaïque : 1 322,6 TWh ;
• géothermie, biomasse, etc. : 776,9 TWh ;
• total : 4 204,3 TWh.

Cette statistique comprend les énergies renouvelables utilisées pour la production d'électricité, mais pas celles utilisées directement pour des usages thermiques (bois, biocarburants, pompe à chaleur géothermique, chauffe-eau solaire…) ni celles qui sont auto-consommées.

Selon les statistiques ci-dessus de l'Energy Institute, les combustibles fossiles totalisent 83,1 % du total et les énergies renouvelables 12,6 % en 2020. Le réseau REN21 estime en 2021 que la part des énergies renouvelables modernes dans la consommation d'énergie finale était en 2019 de 11,2 %, sans compter la biomasse traditionnelle qu'il estimait l'année précédente à 6,9 %.

En 2016, pour la première fois, les investissements mondiaux dans le pétrole et le gaz sont tombés au-dessous de ceux dans l'électricité ; ils ont baissé de 38 % entre 2014 et 2016 ; les investissements bas carbone dans la production et le transport d'électricité ont progressé de 6 %, atteignant 43 % des investissements totaux dans l'énergie ; les investissements dans le charbon ont chuté d'un quart en Chine ; les mises en service de centrales charbon ont baissé fortement de 20 GW au niveau mondial, et les décisions d'investissement prises en 2016 sont tombées à 40 GW seulement ; dans le nucléaire, 10 GW ont été mis en service mais seulement 3 GW ont été décidés. Les investissements dans les énergies renouvelables ont reculé de 3 %, mais les mises en service ont progressé en cinq ans de 50 % et la production correspondante de 35 %.

Production de pétrole

Production de pétrole par pays (millions de tonnes)

Rang	Pays	2012	2022	Variation 2022/2012	Part en 2022
1	États-Unis	395,3	750,5	+90 %	17,0 %
2	Arabie saoudite	549,2	573,1	+4,4 %	13,0 %
3	Russie	526,7	548,5	+4,1 %	12,4 %
4	Canada	182,9	274,0	+50 %	6,2 %
5	Irak	151,3	221,3	+46 %	5,0 %
6	Chine	207,5	204,7	−1 %	4,6 %
7	Émirats arabes unis	154,9	181,1	+17 %	4,1 %
8	Iran	180,5	176,5	−2 %	4,0 %
9	Brésil	112,4	163,1	+45 %	3,7 %
10	Koweït	154,0	145,7	−5 %	3,3 %
	Total monde	4 120,5	4 407,2	+7,0 %	100,0 %

Production de gaz naturel

Production de gaz naturel par pays (Exajoules)

Rang	Pays	2012	2022	Variation 2022/2012	% en 2022
1	États-Unis	23,37	35,23	+51 %	24,2 %
2	Russie	21,67	22,26	+3 %	15,3 %
3	Iran	5,65	9,34	+65 %	6,4 %
4	Chine	4,01	7,99	+99 %	5,5 %
5	Canada	5,41	6,66	+23 %	4,6 %
6	Qatar	5,85	6,42	+10 %	4,4 %
7	Australie	2,10	5,50	+162 %	3,8 %
8	Norvège	4,10	4,42	+8 %	3,0 %
9	Arabie saoudite	3,40	4,33	+27 %	3,0 %
10	Algérie	2,82	3,53	+25 %	2,4 %
	Total monde	119,74	145,58	+22 %	100,0 %

Production de charbon

Production de combustibles solides* par pays (Exajoules)

Rang	Pays	2012	2022	Variation 2022/2012	% en 2022
1	Chine	78,44	92,22	+18 %	52,8 %
2	Inde	10,68	15,02	+41 %	8,6 %
3	Indonésie	8,56	13,95	+63 %	8,0 %
4	États-Unis	20,72	12,07	−42 %	6,9 %
5	Australie	11,13	11,46	+3 %	6,6 %
6	Russie	7,05	9,35	+33 %	5,4 %
7	Afrique du Sud	6,14	5,35	−13 %	3,1 %
8	Kazakhstan	2,16	1,81	−16 %	1,0 %
9	Pologne	2,42	1,70	−30 %	1,0 %
10	Colombie	2,58	1,65	−36 %	0,9 %
	Total monde	162,75	174,56	+7,3 %	100,0 %
* uniquement combustibles solides commercialisés : charbons et lignite.

Production d'électricité

Le charbon reste dominant dans la production d'électricité : 36 % en 2021.

Production brute d'électricité par pays

Rang	TWh	2012	2022	Variation 2022/2012	% monde en 2022
1	Chine	5 026,4	8 884,9	+77 %	30,5 %
2	États-Unis	4 310,6	4 547,7	+5,5 %	15,6 %
3	Inde	1 091,8	1 858,0	+70 %	6,4 %
4	Russie	1 069,3	1 166,9	+9,1 %	4,0 %
5	Japon	1 106,9	1 033,6	−6,6 %	3,5 %
6	Brésil	552,5	677,2	+23 %	2,3 %
7	Canada	636,5	659,6	+3,6 %	2,3 %
8	Corée du Sud	531,2	620,3	+16,8 %	2,1 %
9	Allemagne	628,9	577,3	−8,2 %	2,0 %
10	France	565,2	467,7	−17,3 %	1,6 %
11	Arabie saoudite	281,6	401,6	+43 %	1,4 %
12	Iran	248,8	348,1	+40 %	1,2 %
13	Mexique	296,4	340,7	+15 %	1,2 %
14	Indonésie	200,3	333,4	+66 %	1,1 %
15	Turquie	239,5	326,2	+36 %	1,1 %
16	Royaume-Uni	363,9	326,0	−10,4 %	1,1 %
17	Espagne	297,6	293,7	−1,3 %	1,0 %
18	Taïwan	250,4	288,1	+15 %	1,0 %
19	Italie	299,3	287,3	−4 %	1,0 %
20	Australie	250,7	273,6	+9,1 %	0,9 %
	Total monde	22 833	29 165	+27,7 %	100 %

Les cinq principaux pays producteurs regroupent 60 % du total mondial.

Énergie nucléaire

Production d'uranium par pays

Rang	Tonnes d'uranium	2010	2022	Variation 2022/2010	% 2022
1	Kazakhstan	17 803	21 227	+28 %	43,0 %
2	Canada	9 783	7 351	−29 %	14,9 %
4	Namibie	4 496	5 613	+22 %	11,4 %
3	Australie	5 900	4 553	+12 %	9,2 %
7	Ouzbékistan	2 400	3 300	0 %	6,7 %
6	Russie	3 562	2 508	−18 %	5,1 %
5	Niger	4 198	2 020	−29 %	4,1 %
8	Chine	827	1 700	+128 %	3,4 %
11	Inde	400	600	−23 %	1,2 %
10	Afrique du Sud	583	200	−41 %	0,4 %
9	Ukraine	850	100	−6 %	0,2 %
12	États-Unis	1 660	75	−96 %	0,2 %
	Total mondial	53 671	49 355	−8 %	100 %

Les quatre premiers producteurs de 2022 regroupent 38 744 tonnes, soit 78,5 % du total mondial. NB : les données ci-dessus prennent en compte uniquement la production des mines, qui en 2022 couvre 74 % de la demande. Les autres sources d'uranium sont le retraitement des combustibles usés, le ré-enrichissement d'uranium appauvri et parfois le prélèvement dans les importants stocks conservés en réserve, estimés en 2020 à 282 000 t, dont 41 000 t aux États-Unis, 42 000 t dans l'Union européenne, 129 000 t en Chine, 9 600 t en Inde et 60 000 t dans les autres pays d'Asie orientale.

Production brute d'énergie nucléaire par pays

Rang	TWh	2010	2022	Variation 2022/2010	% monde en 2022	% pays en 2022
1	États-Unis	838,9	772,2	−8,0 %	31,1 %	18,2 %
2	Chine	73,9	395,4	+435 %	15,9 %	5,0 %
3	France	428,5	282,1	−34,2 %	11,3 %	62,6 %
4	Russie	170,4	209,5	+22,9 %	8,4 %	19,6 %
5	Corée du Sud	148,6	167,5	+12,7 %	6,7 %	30,4 %
6	Ukraine (2021)	89,2	86,2	−3,4 %	3,5 %	55,0 %
7	Canada	90,7	81,7	−9,9 %	3,3 %	12,9 %
8	Espagne	62,0	56,2	−9,4 %	2,3 %	20,3 %
9	Japon	288,2	51,9	−82,0 %	2,1 %	6,1 %
10	Suède	57,8	50,0	−13,5 %	2,0 %	29,4 %
11	Royaume-Uni	62,1	43,6	−29,8 %	1,8 %	14,2 %
12	Inde	26,3	42,0	+59,7 %	1,7 %	3,1 %
13	Belgique	47,9	41,7	−12,9 %	1,7 %	46,4 %
14	Allemagne	140,6	31,9	−77,3 %	1,3 %	5,8 %
	Total monde	2 756	2 487	−9,8 %	100 %

Les cinq principaux pays producteurs regroupent 73,5 % du total mondial.

Le recul de la production mondiale provient principalement de l'arrêt de réacteurs au Japon (−236 TWh) et en Allemagne (−109 TWh) à la suite de l'accident nucléaire de Fukushima, et d'une baisse transitoire de la production française due à des problèmes de corrosion (−146 TWh), en grande partie compensés par la progression du nucléaire en Chine, en Russie et en Inde.

Selon le rapport annuel de l'Association nucléaire mondiale, la production nucléaire mondiale est repartie à la hausse de 4 % en 2021, atteignant 2 653 TWh, la troisième plus haute production mondiale d'électricité d'origine nucléaire depuis 1970, juste derrière les 2 657 TWh de 2019 et les 2 660 TWh de 2006. La puissance installée des centrales nucléaires chinoises a progressé de 13 % en 2021, passant de 46 GW à 52 GW, classant la Chine au 3^e rang mondial après les États-Unis (94 GW) et la France (61 GW). Au 1^er juillet 2022, sur les 56 réacteurs nucléaires en cours de construction dans le monde, 41 sont en Asie, dont 20 en Chine, soit 20,6 GW en Chine sur 57,6 GW dans le monde. Sur les 10 nouveaux projets lancés dans le monde en 2021, 6 étaient chinois, et la Chine est le seul pays à avoir démarré la construction de nouveaux réacteurs (trois REP) au premier semestre 2022. La Chine a multiplié par dix le nombre de ses centrales depuis vingt ans, et par six sa production d'électricité depuis 2010. Son 14^e plan quinquennal (2021-2025) fixe l'objectif de doubler la part du nucléaire dans la production d'électricité, pour la faire passer à 10 % en 2035. Dix réacteurs ont été définitivement arrêtés en 2021, dont trois en Allemagne, mais la capacité totale des réacteurs atteint 370 GW en 2021, en hausse de 1 GW par rapport à 2020. Le facteur de charge moyen passe de 80,3 % en 2020 à 82,4 % en 2021.

Énergie hydroélectrique

Production d'énergie hydroélectrique par pays (TWh)

Rang	Pays	1990	2000	2010	2020	2021	Variation 2021/1990	% en 2021	2022
1	Chine	126,7	222,4	722,2	1 355,2	1 339	+957 %	30,4 %	1 303,1*
2	Canada	296,8	358,6	351,5	386,6	382,9	+29 %	8,7 %	398,9
3	Brésil	206,7	304,4	403,3	396,4	362,8	+76 %	8,2 %	427,1*
4	États-Unis	289,0	280,0	286,3	308,2	274,1	-5 %	6,2 %	286,3
5	Russie	165,9	165,4	168,4	214,4	216,4	+30 %	4,9 %	197,7*
6	Inde	71,7	74,5	124,9	160,9	162,4	+126 %	3,7 %	174,9*
7	Norvège	121,4	142,3	117,2	142,5	144,3	+19 %	3,3 %	129,4
8	Japon	97,0	96,8	90,7	87,5	88,8	−8 %	2,0 %	93,1
9	Turquie	23,1	30,9	51,8	78,1	55,9	+142 %	1,3 %	67,2
10	Suède	73,0	78,6	66,5	72,4	73,9	+1 %	1,7 %	70,3
11	France	57,4	71,1	67,5	67,1	64,0	+11 %	1,5 %	51,1
	Total monde	2 191	2 696	3 536	4 459	4 411	+103 %	100 %	4 334,2*
* estimations de l'Energy Institute

La production hydroélectrique varie fortement d'une année à l'autre en fonction des précipitations : ainsi, la production brésilienne a connu en 2011 un record de 428,3 TWh, suivi d'une série d'années sèches avec un minimum de 359,7 TWh en 2015 (−16 %), malgré la mise en service de nombreux barrages dans l'intervalle, et en 2021 elle chute de 8,5 % ; la production des États-Unis a connu un bond de +23 % en 2011 suivi d'une chute de −13 % en 2012.

Énergie éolienne

Évolution de la production d'électricité éolienne (TWh)

Rang 2020	Pays	2000	2010	2015	2020	2021	% 2021	Variation 2021/2010	part mix 2021*	2022
1	Chine	0,6	44,6	185,8	466,5	656,1	35,2 %	x14,7	7,6 %	762,7**
2	États-Unis	5,6	95,1	193,0	341,8	382,8	20,5 %	+303 %	8,8 %	439,8
3	Allemagne	9,4	38,5	80,6	132,1	114,6	6,1 %	+198 %	19,5 %	125,3
4	Inde	1,7	19,7	35,1	67,4	77,1	4,1 %	+291 %	4,7 %	70,0**
5	Brésil	0,002	2,2	21,6	57,1	72,3	3,9 %	x32,9	11,0 %	81,6**
6	Royaume-Uni	0,9	10,2	40,3	75,6	64,7	3,5 %	+534 %	21,0 %	80,2
7	Espagne	4,7	44,3	49,3	56,4	62,1	3,3 %	+40 %	22,6 %	62,8
8	France	0,08	9,9	21,4	39,9	36,8	2,0 %	+272 %	6,6 %	38,1
9	Canada	0,3	8,7	27,0	35,8	34,8	1,9 %	+300 %	5,4 %	37,5
10	Turquie	0,03	2,9	11,7	24,8	31,4	1,7 %	x10,8	9,4 %	35,1
11	Suède	0,5	3,5	16,3	27,5	27,2	1,5 %	+677 %	15,9 %	33,1
12	Australie	0,06	5,1	11,5	20,4	24,5	1,3 %	+380 %	9,2 %	29,1
13	Mexique	0,02	1,2	8,7	19,7	20,9	1,1 %	x17,4	5,5 %	20,9
14	Italie	0,6	9,1	14,8	18,8	20,9	1,1 %	+130 %	7,2 %	20,6
15	Pays-Bas	0,8	4,0	7,5	15,3	18,0	1,0 %	+350 %	14,7 %	21,6
16	Pologne	0,005	1,7	10,9	15,8	16,2	0,9 %	+853 %	9,0 %	19,5
17	Danemark	4,2	7,8	14,1	16,3	16,1	0,9 %	+106 %	48,6 %	18,9
	Total mondial	31,3	342,2	834,0	1 598	1 864,1	100,0 %	+445 %	6,5 %	2 104,8**
	% prod.élec.	0,2	1,6	3,4	6,0	6,5				7,2
Source : Agence internationale de l'énergie. * part mix = part de l'éolien dans la production d'électricité du pays. ** estimations 2022 de l'Energy Institute.

Énergie solaire

L'énergie solaire thermique (chauffe-eau solaire, chauffage de piscines, chauffage collectif, etc.), ressource d'énergie importante en Chine, Grèce ou encore Israël, n'est pas prise en compte ci-dessous.

Solaire photovoltaïque

Production d'électricité solaire photovoltaïque par pays (TWh)

Rang 2020	Pays	2010	2015	2019	2020	2021	% en 2021	Variation 2021/2015	part mix 2021**	2022
1	Chine	0,7	39,5	224,3	260,6	327,1	32,1 %	+728 %	3,8 %	427,7*
2	États-Unis	3,1	32,1	93,9	115,9	148,2	14,5 %	+362 %	3,4 %	185,4
3	Japon	3,5	34,8	69,4	79,1	86,1	8,4 %	+147 %	8,2 %	94,8
4	Inde	0,1	10,4	51,4	62,0	75,6	7,4 %	+627 %	4,6 %	95,2*
5	Allemagne	11,7	38,7	44,4	49,5	49,3	4,8 %	+27 %	8,4 %	60,8
6	Australie	0,4	5,0	14,8	21,0	27,7	2,7 %	+454 %	10,4 %	34,7
7	Italie	1,9	22,9	23,7	24,9	25,0	2,5 %	+9 %	8,7 %	28,1
8	Corée du Sud	0,8	4,0	13,0	18,0	23,4	2,3 %	+485 %	3,8 %	28,9
9	Espagne	6,4	8,3	9,4	15,7	21,9	2,1 %	+164 %	8,0 %	30,2
10	Brésil	0	0,06	6,7	10,7	16,8	1,6 %	×279	2,6 %	30,1*
11	France	0,6	7,8	12,2	13,5	15,7	1,5 %	+101 %	2,8 %	20,6
	Total mondial	32,0	244,9	684,2	825,7	1 020,4	100,0 %	+317 %	3,6 %	1 322,6*
Source : AIE. * estimations 2022 de l'Energy Institute (photovoltaïque + thermodynamique). ** part mix = part du solaire photovoltaïque dans la production d'électricité du pays.

Centrales solaires thermodynamiques

La production d'électricité solaire thermodynamique s'élevait en 2021 à 14 633 TWh, soit 0,05 % de la production d'électricité mondiale. Les principaux pays producteurs étaient l'Espagne (35,4 %), les États-Unis (21,7 %), la Chine (13,7 %), l'Afrique du Sud (11,3 %), le Maroc (8,8 %), Israël (5,3 %).

Prospective

Dans le monde

En mai 2021, un rapport de l'Agence internationale de l'énergie estime que, pour espérer atteindre la neutralité carbone en 2050, il est nécessaire de renoncer dès à présent à tout nouveau projet d'exploration pétrolière ou gazière ou de centrale à charbon, d'investir 5 000 milliards $ par an dans les technologies bas carbone, soit plus du double du rythme actuel, d'installer d'ici à 2030 quatre fois plus de capacités solaires et éoliennes annuelles qu'en 2020 ; les ventes de voitures neuves à moteur thermique doivent aussi cesser dès 2035. D'ici à 2050, 90 % de l'électricité devra provenir des énergies renouvelables, et une large part du solde de l'énergie nucléaire ; les ressources fossiles ne fourniraient plus qu'un cinquième de l'énergie, contre quatre cinquièmes en 2020. De nombreux défis devront être affrontés, dont les besoins en métaux rares, nécessaires aux technologies nouvelles mais concentrés dans un petit nombre de pays ; près de la moitié des réductions d'émissions de CO₂ viendra de technologies aujourd'hui au stade de la démonstration : batteries avancées, hydrogène vert, mais aussi systèmes de captage et stockage du CO₂ (CCS).

Le rapport annuel 2018 de l'Agence internationale de l'énergie sur l'évolution prévisible de la production d'énergie prévoit une croissance de plus de 25 % de la demande totale d'énergie d'ici 2040, tirée notamment par l'Inde et les pays en développement. La demande mondiale d'électricité devrait bondir de 60 % et représenter près d'un quart de la demande totale d'énergie contre 19 % en 2017 ; la demande de charbon et de pétrole devrait reculer ; la part des énergies renouvelables pourrait atteindre 40 % en 2040 contre 25 % en 2017. L'Agence internationale de l'énergie imagine un autre scénario appelé « le futur est électrique », avec un développement beaucoup plus volontariste des usages de l'électricité pour la mobilité et le chauffage : la demande d'électricité augmenterait alors de 90 % au lieu de 60 % d'ici à 2040 ; avec la moitié de la flotte de voitures devenue électrique, la qualité de l'air s'améliorerait fortement, mais cela aurait un effet négligeable sur les émissions de gaz carbonique sans des efforts plus importants pour augmenter la part des renouvelables et des sources d'électricité faiblement carbonées.

Selon le rapport 2016 de l'Agence internationale de l'énergie, l'Accord de Paris sur le climat de 2015 aura pour effet, si les engagements des pays sont respectés, de ralentir la croissance des émissions de CO₂ liées à l'énergie (croissance annuelle ramenée de 600 à 150 millions de tonnes par an), ce qui serait largement insuffisant pour atteindre l'objectif de limiter à +2 °C le réchauffement climatique d'ici 2100 ; la trajectoire résultant de ces accords mènerait à +2,7 °C. Le scénario menant à +2 °C impliquerait une forte baisse des émissions, et par exemple le passage du nombre de véhicules électriques à 700 millions en 2040. Selon le D^r Fatih Birol, directeur exécutif de l'Agence internationale de l'énergie, « les renouvelables font de très grands progrès sur les prochaines décennies mais leurs gains restent largement confinés à la production d'électricité. La prochaine frontière pour l'histoire des renouvelables est d'étendre leur usage dans les secteurs de l'industrie, du bâtiment et des transports où existent d'énormes potentiels de croissance ».

Si d'autres sources d'énergies pourront être utilisées à court terme en remplacement des énergies fossiles, plusieurs physiciens font remarquer qu'une croissance à taux constant de la production d'énergie n'est de toute façon physiquement pas possible à long terme, car les limites planétaires (quantité d'énergie reçue par la Terre en provenance du Soleil) seraient atteintes en quelques siècles, même avec un taux de croissance relativement modeste.

Projet européen

En juin 2018, Miguel Arias Cañete (commissaire européen à l'énergie) a annoncé que l'Union européenne (premier importateur d'énergie fossile dans le monde) a annoncé un objectif de diminution de près d'un tiers sa consommation d'énergie avant 2030 (−32,5 % soit −0,8 % d'économie par an), mais l'objectif est non-contraignant. Il s'inscrit dans le cadre de l'accord de Paris (−40 % de GES émis d'ici 2030 pour l'UE) et du troisième volet du paquet « Énergie propre » proposé par la Commission fin novembre 2016. Il vise l'indépendance énergétique de l'Europe, mais doit ensuite être approuvé par les États membres et les eurodéputés qui étaient plus ambitieux (−35 % par rapport au niveau de 1990). Pour cela la législation sur la construction des bâtiments et sur les énergies renouvelables a été précisée et l'UE envisage de pousser à améliorer l'efficacité énergétique des appareils électro-ménagers et des chauffe-eau. L'UE veut aussi renforcer l'accès pour tous à l'information individuelle sur nos consommations d'énergie (dont pour le chauffage collectif, la climatisation et l'eau chaude).

Les ONG, des eurodéputés et certains observateurs rappellent que cet objectif peu ambitieux ne suffira pas à répondre à l'accord de Paris. La France ou la Suède visent déjà −35 %. Ces objectifs pourraient éventuellement être revus à la hausse en 2023, mais il « restera dans les livres d'histoire comme une opportunité manquée malgré les meilleurs efforts du Parlement européen et de plusieurs Etats membres progressistes » juge Imke Lübbeke du WWF (citant l'Italie et l'Espagne qui ont poussé à plus d'ambition).

Consommation énergétique mondiale

Prévision de consommation mondiale d'énergie, en Mtep (source : BP Energy Outlook 2015).

En 1800, avant la révolution industrielle, la consommation énergétique mondiale (énergie commerciale seulement) était de 305 Mtep (soit moins de 13 EJ), dont 97 % issue de l'exploitation de la biomasse (en particulier du bois) et 3 % du charbon. Ce dernier combustible devient majoritaire au début du XX^e siècle en raison des besoins massifs des machines à vapeur.

En 2021, l'énergie finale consommée dans le monde s'élevait à 422 EJ contre 194 EJ en 1973, en progression de 118 % en 48 ans.

Consommation énergétique selon le type d'énergie utilisé

L'Agence internationale de l'énergie fournit les estimations suivantes :

Production et consommation finale d'énergie selon le type d'énergie utilisé (PJ)

Type d'énergie	Production d'énergie primaire 1990	Consom. finale 1990	Part dans la consom. 1990	Production d'énergie primaire 2021	Consom. finale 2021	Variation consom. 2021/1990	Part dans la consom. 2021
Pétrole	135 717	109 181	41,8 %	179 349	164 356	+51 %	38,9 %
Gaz naturel	70 658	39 547	15,1 %	146 322	71 609	+81 %	17,0 %
Charbon	93 115	31 461	12,0 %	167 782	38 210	+21 %	9,1 %
Nucléaire	22 002	-	-	30 660	-	+39 %	-
Hydroélectricité	7 699	-	-	15 456	-	+101 %	-
Éolien, solaire, géoth.	1 534	144	0,06 %	16 826	2 680	× 18,6	0,6 %
Biomasse et déchets	37 041	31 996	12,2 %	57 851	43 767	+37 %	10,4 %
Électricité	-	34 923	13,4 %	-	86 957	+149 %	20,6 %
Chaleur	4	14 072	5,4 %	72	14 538	+3 %	3,4 %
Total	367 769	261 324	100 %	614 319	422 118	+62 %	100 %

Une part importante des énergies primaires est convertie en électricité ou en chaleur de réseau et est donc consommée sous ces deux formes. Afin de retrouver la part de chaque source primaire dans la consommation finale, il faut reventiler les consommations d'électricité et de chaleur selon leur source primaire :

Consommation finale d'énergie, après reventilation des consommations d'électricité et de chaleur selon leur source primaire (Pétajoules)

Type d'énergie	Consom. finale 1990	Part dans la consom.	Consom. finale 2021	Part dans la consom.	Variation consom. 2021/1990
Pétrole	115 310	44,1 %	167 032	39,6 %	+45 %
Gaz naturel	51 848	19,8 %	97 289	23,0 %	+88 %
Charbon	48 747	18,7 %	76 171	18,0 %	+56 %
Total fossiles	215 905	82,6 %	340 492	80,7 %	+58 %
Nucléaire	5 951	2,3 %	8 584	2,0 %	+44 %
Hydroélectricité	6 435	2,5 %	13 449	3,2 %	+109 %
Biomasse et déchets	32 526	12,4 %	46 542	11,0 %	+43 %
Géoth., sol.th.	265	0,1 %	3 013	0,7 %	× 11,4
Éolien	11	0,004 %	5 684	1,3 %	× 499
Solaire	2	0,001 %	3 156	0,7 %	× 1 177
Total EnR	39 241	15,0 %	71 847	17,0 %	+83 %
Autres	141	0,05 %	629	0,1 %	+346 %
Déchets non renouv.	86	0,03 %	564	0,1 %	+557 %
Total	261 324	100 %	422 118	100 %	+62 %

La consommation d'énergie a progressé plus rapidement que la population (+62 % contre +49 %), mais sa répartition par source d'énergie est restée assez stable : la part des fossiles n'a baissé que de 1,9 points et celle du nucléaire de 0,3 points, et celle des énergies renouvelables n'a progressé que de 2 points, car le développement très rapide de la plupart d'entre elles a été en grande partie compensé par le recul de la part de la biomasse : −1,4 points.

Consommation finale d'énergie des principaux pays

Consommation finale d'énergie (PJ)

Pays	1990	2000	2010	2020	2021
					val.	%
Chine	27 749	33 098	69 175	91 597	97 315	23,1 %
États-Unis	54 158	64 739	63 345	61 042	64 465	15,3 %
Union européenne (UE27)	41 674	42 997	44 808	40 313	42 842	10,1 %
Inde	9 003	12 143	18 577	24 965	26 481	6,3 %
Russie	26 170	17 496	18 700	21 329	22 800	5,4 %
Japon	12 199	14 071	13 137	11 039	11 189	2,7 %
Brésil	4 668	6 441	8 862	9 348	9 730	2,3 %
Allemagne	10 081	9 688	9 709	8 997	9 398	2,2 %
Iran	2 291	3 969	6 597	9 043	9 356	2,2 %
Canada	6 634	7 848	7 843	7 757	8 002	1,9 %
Corée du Sud	2 717	5 322	6 602	7 313	7 607	1,8 %
Arabie saoudite	1 653	2 659	5 052	6 421	6 479	1,5 %
Indonésie	3 317	5 030	6 110	6 344	6 381	1,5 %
France	5 928	6 761	6 689	5 766	6 319	1,5 %
Royaume-Uni	5 785	6 311	5 777	4 777	4 998	1,2 %
Italie	4 813	5 394	5 600	4 498	4 931	1,2 %
Turquie	1 691	2 422	3 285	4 504	4 820	1,1 %
Pakistan	1 516	2 141	2 973	4 041	4 234	1,0 %
Mexique	3 489	3 989	4 909	4 272	4 127	1,0 %
Total mondial	261 324	293 594	369 657	401 857	422 118	100 %

Part de l'électricité dans la consommation finale d'énergie

Part de l'électricité dans la consommation finale d'énergie de quelques pays (%)

Pays	1990	2000	2010	2020	2021
Islande	24,8 %	33,6 %	51,8 %	50,8 %	50,6 %
Norvège	47,7 %	47,6 %	45,7 %	47,5 %	47,5 %
Japon	22,6 %	24,5 %	27,2 %	29,8 %	30,0 %
Chine	5,9 %	11,4 %	18,2 %	27,0 %	28,2 %
Afrique du Sud	23,3 %	26,9 %	26,3 %	27,4 %	27,0 %
France	18,3 %	20,4 %	23,9 %	25,7 %	24,7 %
Espagne	17,8 %	19,0 %	22,8 %	24,5 %	23,7 %
États-Unis	17,5 %	19,5 %	21,5 %	22,3 %	21,4 %
Italie	16,1 %	18,2 %	19,2 %	22,0 %	21,3 %
Royaume-Uni	17,1 %	18,8 %	20,5 %	21,1 %	20,6 %
Brésil	16,3 %	18,0 %	17,8 %	19,6 %	19,7 %
Allemagne	16,3 %	18,0 %	20,0 %	19,3 %	18,9 %
Inde	7,6 %	10,3 %	12,9 %	16,8 %	16,4 %
Indonésie	3,0 %	5,7 %	8,9 %	15,6 %	16,1 %
Russie	11,4 %	12,5 %	14,0 %	12,6 %	12,8 %
Éthiopie	0,5 %	0,5 %	1,0 %	2,2 %	2,2 %
Nigeria	1,1 %	0,9 %	1,7 %	1,7 %	1,7 %
Haïti	1,9 %	1,1 %	0,7 %	1,1 %	1,0 %
Total mondial	13,3 %	15,5 %	17,4 %	20,5 %	20,6 %

On constate une progression quasi générale et rapide de la part de l'électricité ; cette progression est particulièrement rapide dans les pays émergents : Chine, Inde, Indonésie ; par contre, on constate une légère baisse au cours de la période la plus récente dans quelques pays développés : Allemagne, Russie. Le cas de l'Islande et de la Norvège est très spécifique : leur taux de consommation électrique est très élevé du fait de la présence d'industries électro-intensives (fonderies d'aluminium), attirées par l'abondance de ressources hydroélectriques à bas coût.

Consommation énergétique par secteur

L'Agence internationale de l'énergie fournit les estimations suivantes :

Consommation finale d'énergie par secteur

Pétajoule	Consommation finale 1990	Part dans la consommation	Consommation finale 2021	Variation consommation 2021/1990	Part dans la consommation
Industrie	75 216	28,8 %	127 139	+69 %	30,1 %
Transport	66 071	25,3 %	112 628	+70 %	26,7 %
Secteur résidentiel	63 500	24,3 %	90 646	+43 %	21,5 %
Secteur tertiaire	18 674	7,1 %	33 497	+79 %	7,9 %
Agriculture+pêche	7 100	2,7 %	9 329	+31 %	2,2 %
Non spécifié	10 796	4,1 %	7 213	−33 %	2,0 %
Usages non énergétiques	19 968	7,6 %	41 665	+109 %	9,9 %
Total	261 324	100 %	422 118	+62 %	100 %

Consommation d'énergie par habitant

La liste ci-dessous, tirée des statistiques de l'Agence internationale de l'énergie (AIE), ne prend en compte que les pays de plus de 50 millions d'habitants ainsi que les pays européens de plus de 10 millions d'habitants ; les statistiques de l'AIE englobent la quasi-totalité des pays du monde.

Consommation d'énergie primaire (1) et consommation d'électricité (2)
par habitant dans le monde en 2021

Pays ou région	Population (millions)	(1) Consommation d'énergie primaire (PJ)	Consommation d'énergie primaire (GJ/hab)	(2) Consommation d'électricité (TWh)	Consommation d'électricité (kWh/hab)
Monde	7 890	617 950	78,3	26 467	3 355
Afrique du Sud	59,4	5 201	87,6	216,0	3 636
Allemagne	83,2	12 055	144,9	543,2	6 529
Bangladesh	169,4	2 064	12,2	93,2	550
Belgique	11,6	2 325	200,4	89,0	7 671
Brésil	214,3	12 519	58,4	570,8	2 664
Chine	1 410	157 034	111,4	8 307	5 892
Colombie	51,5	1 775	34,5	79,6	1 545
République démocratique du Congo	95,9	1 326	13,8	13,4	140
Corée du Sud	51,7	12 216	236,3	592,3	11 457
Égypte	109,3	4 075	37,3	172,1	1 575
Espagne	47,4	4 836	102,0	248,4	5 241
États-Unis	332,0	89 555	269,7	4 170	12 560
Éthiopie	120,3	1 933	16,1	10,9	90
France	67,8	9 857	145,4	471,3	6 951
Grèce	10,6	851	80,3	52,8	4 980
Inde	1 410	39 529	28,0	1 345	954
Indonésie	273,8	9 858	36,0	284,6	1 039
Iran	87,9	12 291	139,8	301,1	3 426
Italie	59,1	6 260	105,9	312,8	5 293
Japon	125,7	16 731	133,1	1 001	7 962
Kenya	53,0	1 196	22,6	9,8	185
Mexique	126,7	7 470	59,0	336,7	2 657
Birmanie (Myanmar)	53,8	903	16,8	14,8	275
Nigeria	213,4	6 905	32,4	30,6	144
Pakistan	230	5 107	22,2	134,0	583
Pays-Bas	17,5	2 979	170,2	117,6	6 719
Philippines	113,9	2 561	22,5	96,1	844
Pologne	37,7	4 522	119,9	171,3	4 543
Portugal	10,4	842	81,0	50,8	4 884
Tchéquie	10,5	1 787	170,2	70,4	6 701
Roumanie	19,1	1 431	74,9	55,5	2 904
Royaume-Uni	67,0	6 646	99,2	306,6	4 575
Russie	144,1	34 886	242,1	1 040	7 219
Suède	10,4	1 998	192,1	135,6	13 038
Tanzanie	63,6	1 077	16,9	7,6	120
Thaïlande	71,6	5 432	75,9	194,2	2 713
Turquie	84,1	6 675	79,4	301,9	3 589
Ukraine	43,8	3 692	84,3	140,2	3 201
Viêt Nam	97,5	3 986	40,9	237,8	2 439
(1) Consommation intérieure d'énergie primaire = production + importations − exportations − soutes internationales − variations de stocks. (2) Électricité consommée = production brute + importations − exportations − pertes en ligne.

Investissements

L'investissement mondial dans les énergies décarbonées devrait atteindre 1 740 milliards de dollars en 2023, mais l'investissement dans les fossiles croît à nouveau pour la 3^e année consécutive.

Selon le rapport 2023 de l'Agence internationale de l'énergie (AIE) sur les investissements mondiaux dans l'énergie, les investissements dans les combustibles fossiles tendent à décliner, passant de 1 319 G$ (milliards de dollars américains) en 2015 à 1 002 G$ en 2022, pendant que les investissements dans les énergies décarbonées progressent, passant de 1 074 G$ en 2015 à 1 617 G$ en 2022, 1 740 G$ étant attendus pour 2023. Les investissements dans les énergies renouvelables électriques sont passés de 451 G$ en 2019 à 596 G$ en 2022 alors que ceux dans les centrales thermiques fossiles ont reculé de 134 G$ en 2019 à 108 G$ en 2022. Les investissements dans les réseaux électriques et le stockage sont passés de 304 G$ en 2019 à 352 G$ en 2022 et ceux dans le nucléaire de 37 G$ en 2019 à 53 G$ en 2022. L'AIE prévoit que les investissements dans le solaire (382 G$) dépasseront en 2023 ceux dans la production de pétrole (371 G$) alors qu'en 2013 les investissements pétroliers étaient cinq fois plus élevés (636 G$ contre 127 G$). Les dépenses de l'industrie pétrolière et gazière vont de moins en moins aux investissements dans le pétrole et le gaz (48 % en 2022 contre 86 % en 2008) et de plus en plus aux dividendes et rachats d'actions (39 % en 2022 contre 14 % en 2008), au désendettement (13 % en 2022) et très peu aux investissements dans les énergies décarbonées (1 %).

Emplois

En 2022, l'Agence internationale de l'énergie (AIE) publie son premier rapport sur l'emploi dans l'énergie. Elle l'estime à 65 millions de personnes en 2019, soit environ 2 % des emplois au niveau mondial, dont 21 millions dans la production de combustibles, 20 millions dans celle d'électricité et 24 millions dans les usages finaux tels que l'efficacité énergétique (bâtiments et industrie) et la fabrication de véhicules routiers. L'AIE estime que les énergies propres emploient plus de 50 % des travailleurs de l'énergie ; la production d'électricité bas carbone en emploie 7,8 millions, à égalité avec la production de pétrole ; la production de véhicules emploie 13,6 millions de personnes, dont 10 % pour les voitures électriques, leurs composants et leurs batteries. Plus de la moitié de l'emploi dans l'énergie se situe dans la région Asie-Pacifique ; la Chine à elle seule compte pour 30 % du total. Plus de 60 % des effectifs sont employés à développer de nouveaux projets. Les emplois à haute qualification comptent pour 45 % du total. L'AIE prévoit une croissance des emplois dans tous ses scénarios, les nouveaux emplois dans les énergies propres compensant le déclin de l'emploi dans les énergies fossiles.

Impact environnemental

Les émissions de gaz à effet de serre (dioxyde de carbone, méthane, etc.) de l'Union européenne sont imputables pour environ 80 % à la production et à la consommation d'énergie ; cet indicateur n'est pas disponible au niveau mondial.

Au niveau mondial, les émissions de CO₂ dues à la combustion d'énergies fossiles ont augmenté de 6 % en 2021, selon l'Agence internationale de l'énergie, pour atteindre le niveau record de 36,3 Gt (milliards de tonnes), après avoir reculé de 5,2 % en 2020. Le charbon est responsable de 40 % de l'accroissement des émissions, atteignant un record historique de 15,3 Gt ; le gaz a aussi dépassé le niveau de 2019, à 7,5 Gt ; le pétrole reste au-dessous du niveau de 2019, à 10,7 Gt, les transports n'ayant pas encore complètement repris.

Les émissions mondiales de CO₂ liées à l'énergie ont atteint en 2022, selon les estimations de l'Energy Institute, 34 374 Mt, en hausse de 0,9 % par rapport à 2021 et 1 % au-dessous du niveau atteint en 2019 ; elles ont progressé de 6,7 % depuis 2012. Les émissions de la Chine (30,9 % du total mondial) ont augmenté de 17 % entre 2016 et 2022 (−0,1 % en 2022) après avoir baissé de 2,4 % entre 2014 et 2016 ; celles des États-Unis (14 % du total mondial) ont progressé de 1,2 % en 2022, mais baissé de 5,2 % depuis 2012 ; celles de l'Inde (7,6 % du total) ont progressé de 5,3 % en 2022 et de 42 % depuis 2012 ; celles de la Russie (4,2 % du total) ont baissé de 8 % en 2022 et de 7,8 % depuis 2012. En Europe (11 % du total mondial), elles ont reculé de 2 % en 2022 (−1,2 % en Allemagne et −1,7 % en France, mais +0,9 % au Royaume-Uni, +1,1 % en Italie et +7,1 % en Espagne), et de 17 % depuis 2012.

Les statistiques de l'Agence internationale de l'énergie, moins récentes mais plus précises, s'élevaient pour 2021 à 34 175 Mt, en progression de 139 % par rapport à 1971. Les émissions de CO₂ par habitant en 2021 étaient estimées à 4,26 tonnes en moyenne mondiale, en progression de 15 % par rapport à 1971, 13,76 t aux États-Unis, 7,50 t en Allemagne, 4,28 t en France, 7,52 t en Chine (surtout dans l'industrie qui produit en grande partie pour les consommateurs américains et européens…), 1,62 t en Inde et 0,88 t en Afrique. Les émissions liées à l'énergie étaient dues pour 44,4 % par le charbon, 32,0 % par le pétrole, 22,0 % par le gaz naturel et 1,6 % par les déchets non renouvelables.

Ces chiffres rendent compte des émissions de chaque pays mais n'intègrent pas les gaz à effet de serre induits par la production des produits importés ou exportés. L'Institut national de la statistique et des études économiques (France) et le ministère français de la Transition écologique et solidaire ont chiffré les émissions totales des Français à 11,1 tonnes de CO₂ par personne en 2012, un chiffre nettement supérieur à l'émission de gaz à effet de serre par habitant sur le territoire national.

Par secteur en 2021, les émissions de CO₂ par combustion étaient issues pour 48,3 % de l'industrie de l'énergie (surtout lors des transformations : production d'électricité et de chaleur : 43,6 %, raffinage, etc.), 22,7 % des transports, 18,9 % de l'industrie, 5,9 % des logements et 2,4 % du secteur tertiaire ; mais après réallocation des émissions de la production d'électricité et de chaleur aux secteurs consommateurs, la part de l'industrie passe à 38 %, celle des transports à 23,4 %, celle des logements à 16,9 % et celle du secteur tertiaire à 9,4 %.

Dans le cadre des négociations internationales sur le climat, tous les pays se sont engagés à maintenir la hausse des températures en deçà de +2 °C par rapport à l'ère préindustrielle. Or Christophe McGlade et Paul Ekins, chercheurs à l'University College de Londres (UCL), soulignent dans la revue Nature que pour aboutir à ce résultat, il faudrait que globalement, les pays s'abstiennent d'extraire un tiers des réserves de pétrole, la moitié des réserves de gaz et plus de 80 % du charbon disponibles dans le sous-sol mondial, d'ici à 2050. Les chercheurs montrent ainsi, pays par pays, que cela concerne l'essentiel des immenses réserves de charbon qui se trouvent en Chine, en Russie, en Inde et aux États-Unis. Au Moyen-Orient, cela suppose d'abandonner l'idée d'extraire 60 % du gaz et de ne pas toucher à environ 260 milliards de barils de pétrole, l'équivalent de toutes les réserves de l'Arabie saoudite. Il faudrait enfin oublier toute velléité d'exploiter les réserves d'énergies fossiles découvertes en Arctique et s'interdire d'accroître l'exploitation du pétrole non conventionnel (schiste bitumineux, huile de schiste, etc.).

L'Agence internationale de l'énergie avait déjà préconisé, en 2012, de laisser dans le sol plus des deux tiers des réserves prouvées de combustibles fossiles, car notre consommation, d'ici à 2050, ne devra pas représenter plus d'un tiers des réserves prouvées de combustibles fossiles afin de ne pas dépasser les +2 °C de réchauffement global maximal d'ici la fin du siècle. Dans une étude de 2009, le Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung démontrait qu'il ne fallait pas émettre plus de 565 gigatonnes de CO₂ d'ici à 2050 pour avoir quatre chances sur cinq de ne pas dépasser la barre fatidique des +2 °C. Or, la combustion de toutes les réserves prouvées de pétrole, charbon et gaz de la planète engendrerait 2 795 gigatonnes de CO₂, soit cinq fois plus. Selon ces données, ce sont donc 80 % des réserves d'énergies fossiles actuelles qui ne doivent pas être extraites.

Notes et références

Références

• (de) Agence fédérale pour les sciences de la terre et les matières premières, BGR Energiestudie 2021 - Daten und Entwicklungen der deutschen und globalen Energieversorgung [« Données et évolutions de l'approvisionnement allemand et mondial »], février 2022, 175 p. (lire en ligne [PDF])

• (en) « 2023 Statistical Review of World Energy » [PDF], sur Energy Institute, 26 juin 2023.

• (en) « Highlights : Greenhouse Gas Emissions from Energy » [xls], sur Agence internationale de l'énergie, 1^er août 2023.

Autres références :

Voir aussi

Bibliographie

• Bernadette Mérenne-Schoumaker, Géographie de l'énergie : acteurs, lieux et enjeux, Belin, Paris, 2011 (rééd.), 279 p. (ISBN 978-2-7011-5897-6).

Articles connexes

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Liens externes

• (en) « World Energy & Climate Statistics – Yearbook 2022 », sur enerdata.net
• (en) « Electricity map » (consulté le 16 décembre 2022), carte interactive montrant les production, consommation et flux d'électricité ainsi que les ressources éolienne et solaire.
• Alain Préat, « La gestion de l'énergie. La quadrature du cercle ! » [audio], Collège Belgique, 26 novembre 2009.
• BP Statistical Review of World Energy 2022 : les chiffres clés de l’énergie dans le monde, sur connaissancedesenergies.org