Les leçons du père Kaya

Par MD

« Ce n’est que faute de savoir bien
connaître et étudier le présent
qu’on fait l’entendu pour étudier l’avenir
 »
(Blaise Pascal, lettre à
Mlle de Roannez, décembre 1656).

Introduction.
Kaya est le patronyme de Yoichi Kaya (né en 1934), un économiste japonais spécialisé dans l’énergie et l’environnement, Il a publié son « équation » en 1993. Les travaux de Kaya ont notamment trait aux émissions de CO2 ; on sait l’importance que la communauté internationale – à tort ou à raison – attache à ce gaz trace indispensable à la vie mais supposé néfaste.
L’équation de Kaya a connu un grand succès, au point d’être utilisée notamment par le GIEC. Elle consiste à énoncer que l’émission de CO2 d’un pays donné est une fonction de son produit intérieur brut (PIB). C’est cette assertion qui va être examinée et détaillée. Les chiffres qui suivent sont empruntés à la base de données « BP statistical review of world energy (2022) » et à la banque mondiale (WDI). Les émissions prises en compte sont celles qui résultent de la combustion des énergies fossiles (à l’exclusion de celles résultant des changements dans l’utilisation des sols, qui sont d’ailleurs très minoritaires). L’unité d’énergie est désormais le joule (J), unité S.I. particulièrement peu maniable vue sa petitesse au regard des quantités en jeu : les consommations d’énergie sont généralement exprimées, pour les consommations globales en exajoules (EJ=1018J), et pour les consommations par habitant en gigajoules (GJ=109J). A titre d’ordre de grandeur, l’ancienne tonne-équivalent pétrole (tep) équivaut à 41,87 GJ.

Relation entre produit intérieur brut et émission de CO2.
Le contenu du PIB en CO2 est la quantité de CO2 émise par unité de PIB. Chaque point du nuage ci-dessous, relatif à l’année 2021, représente un pays du monde, caractérisé :
-en abscisse par son produit intérieur brut par habitant exprimé en parité de pouvoir d’achat (PPA) comme il est de rigueur dans les comparaisons internationales (base actuelle : dollar PPA 2011 constant),
-en ordonnées par ses émissions de CO2 par habitant exprimées en tonnes.
Pour fixer les idées, quelques pays caractéristiques ont été étiquetés. Le point rouge représente la moyenne pour le monde entier (par habitant : 4,3 tonnes de CO2 pour 17 000 dollars soit 0,25 t / 1 000$), chiffre qu’on retrouvera dans la suite.image001Compte tenu de la disparité considérable entre les pays, on a préféré ici des échelles logarithmiques pour rendre le graphique plus lisible. Le resserrement (relatif) du fuseau est donc artificiel : en effet, chaque graduation en abscisse et ordonnée représente un doublement de valeur. Ainsi pour une valeur de PIB donnée, les émissions peuvent aller jusqu’à un rapport de 1 à 4 (deux graduations). Cela étant, on voit bien qu’une certaine corrélation entre les deux variables existe, quoiqu’elle soit assez distendue. Les pays les plus riches apparaissent en règle générale comme les plus émetteurs.

Facteurs de Kaya et leurs évolutions dans le temps.
Pour passer du PIB aux émissions de CO2 (tonnes / dollars), Kaya définit deux facteurs intermédiaires :
Contenu du PIB en énergie : consommation d’énergie par unité monétaire de PIB (joules / dollars).
– Contenu de l’énergie en CO2 : émission de CO2 par unité de consommation d’énergie (tonnes / joules).
L’équation s’exprime ainsi :

(contenu du PIB en énergie) x (contenu de l’énergie en CO2) 
= (contenu du PIB en CO2)

Ces facteurs présentent une dispersion considérable selon les pays. Afin de simplifier l’exposé, on ne considère ci-après que quatre grands ensembles : 1/monde entier, 2/pays appartenant à l’OCDE (les plus développés), 3/pays hors OCDE (la grande majorité), 4/Union européenne (à 27 États membres, dont la plupart appartiennent aussi à l’OCDE d’où un recouvrement partiel). Les trois graphiques ci-dessous illustrent l’évolution de ces facteurs depuis l’année 1990, année choisie universellement comme référence pour les « engagements » des pays en termes d’émissions de CO2.image002image003Dans les pays développés (OCDE et UE) les tendances sont clairement à la baisse. Dans les pays n’appartenant pas à l’OCDE, on note un ressaut en 2002 : si l’on examine le détail par pays, on voit que ce ressaut est dû en grande partie à la Chine (année de sa relance économique et de son adhésion à l’OMC). Depuis au moins une dizaine d’années, les tendances sont de nouveau à la baisse.
En faisant le produit des données précédentes selon l’équation de Kaya, on obtient ce troisième graphique.image004Après le ressaut de 2002 déjà signalé, la tendance générale est à une diminution généralisée des émissions de CO2 rapportées au PIB. Les niveaux d’émissions des pays développés sont et restent très inférieurs à ceux du reste du monde, comme l’avait suggéré le premier graphique par pays. Mais cet écart est largement compensé par les différences des niveaux de vie, comme on va le voir. Signalons au passage que le ratio pour la France est de 0,09 tonnes / 1 000$, un des plus faibles du monde.

Voici les chiffres de 2021 pour le monde entier, à titre de vérification (lecture facultative…).image005

PIB et émissions de CO2 par habitant.
L’évolution du PIB par habitant est illustrée par le graphique ci-dessous. On observe une croissance généralisée du PIB ainsi que l’écart entre pays développés et reste du monde (remarquer les indentations dues à la crise financière de 2009 et au covid en 2020, visibles surtout pour l’OCDE).image006On peut ainsi calculer les émissions de CO2 par habitant présentées dans le graphique ci-dessous.image007

Les émissions de CO2 des habitants de l’OCDE sont à la baisse depuis la fin des années 2000, mais elles sont encore 2,4 fois plus importantes que celles du reste du monde, même si l’écart tend à se resserrer. Au niveau du monde entier, on constate une sorte de stabilisation aux environs de 4,5 tonnes de CO2 par habitant.  On peut en déduire que les émissions totales de CO2 ont dû croître à peu près proportionnellement à la population mondiale, ce que l’on va vérifier. Cette information reste utile, même si on ne préjuge pas de la poursuite de cette tendance.

Population et émissions totales de CO2.
La population mondiale croît de façon régulière (environ 80 millions de plus par an), surtout emmenée par les pays en développement.image008

Les données démographiques permettent de tracer le graphique des émissions de CO2 qui montre au niveau mondial, comme on pouvait s’y attendre, une croissance sensiblement linéaire depuis une quinzaine d’années (sauf les deux mêmes indentations).image009

L’année 2022 est encore incertaine. Sur les 7 premiers mois, certains spécialistes ont estimé une augmentation globale de 1,7% par rapport à 2021, ce qui, si la tendance se poursuivait, porterait les émissions annuelles au-dessus de celles de 2019, retrouvant ainsi la tendance des quinze dernières années.

Conclusion.
Les commentaires précédents ont été volontairement réduits au strict minimum, car ces quelques graphiques sont suffisamment éloquents et instructifs, et chacun peut les interpréter à sa guise. Ne préjugeons pas de l’avenir, mais compte tenu des énormes inerties en jeu, il est peu probable que l’on assiste prochainement à des ruptures de tendances spectaculaires comme certains augures de bureau le prédisent ou l’espèrent. Dussions-nous autres « occidentaux » le déplorer, l’essentiel en matière d’énergie et de CO2 se produira de plus en plus dans le reste du monde, qui doit observer nos obsessions d’un œil amusé.

Publicité
Ce contenu a été publié dans Climat par MD. Mettez-le en favori avec son permalien.

6 réflexions au sujet de « Les leçons du père Kaya »

  1. Un mot sur votre conclusion: si ces graphiques sont suffisamment éloquents et instructifs, et c’est ce que je pense, alors chacun ne peut pas les interpréter à sa guise. Au contraire, ils nous montrent une tendance indiscutable.

    J’aime

  2. Il s’agit d’un traitement politique politique avec des arguments politiques d’une question de philosophie…
    Nulle part je ne vois de sciences là-dedans.
    L’équation de Kaya traduit simplement le fait que l’homme a besoin d’énergie pour alimenter son développement, la belle affaire !!!
    Evidemment que la bouilloire électrique utilisée ce matin pour préparer mon thé a consommé beaucoup d’électricité et que tout le monde sur cette terre ne dispose pas comme moi d’une électricité abondante et bon marché.
    Les écolos y voient un problème là où les humanistes y voient des opportunités d’améliorer la vie de nos semblables.

    Kaya était un militant écolo, il a vendu une théorie écolo…

    J’aime

  3. Un facteur déterminant est l’évolution de l’intensité énergétique : la quantité d’énergie pour produire une unité de PIB. Cela permettrait d’estimer la diminution de production de biens que causeront les politiques de « net zéro ».
    Cette diminution (appelée sobriété) est l’objectif des politiques de transition écologique.

    J’aime

  4. Coucou,

    Elle est géniale cette maxime de pascal. Heuseusement qu’il ne l’a pas envoyé au pape, il aurait fini sur le bucher !

    J’aime beaucoup aussi celle de pierre dac :
    « L’avenir de Monsieur est devant lui, et l’aura dans le dos chaque fois qu’il fera demi-tour. »

    Bonne journée

    STéphane

    J’aime

  5. Ping : Climat : scénarios, modèles et Cie | Mythes, Mancies & Mathématiques

Votre commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l’aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion /  Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l’aide de votre compte Twitter. Déconnexion /  Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l’aide de votre compte Facebook. Déconnexion /  Changer )

Connexion à %s