Les implications politiques du réchauffement
dû aux gaz à effet de serre: réduction, adaptation
et base scientifique - 04/05
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Une réduction d'au moins 60% des
émissions mondiales actuelles d'équivalent CO2 serait
nécessaire pour la stabilisation,
d'après le Groupe d’Experts Intergouvernemental sur l’Évolution
du Climat (1991). Comme discuté dans le chapitre 28, les options
de géoingénierie pourraient être capables de diminuer
les réductions nécessaires, mais un agrément et
une participation internationales dans de telles actions seraient nécessaires
pour qu'elles soient entreprises à l'échelle planétaire.
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L'ampleur des changements économiques en jeu, ainsi que le besoin
de rechercher une approche rentable, impliquent qu'une stratégie
combinée, employant une variété de mesures, serait
nécessaire.
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Les options de la catégorie 3, principalement des options de
géoingénierie, sont celles qui apparaissent être
faisables compte tenu des informations limitées disponibles actuellement,
et pourraient – après des études, recherches et
développements additionnels – fournir la possibilité
de changer les concentrations atmosphériques, ou le forçage
radiatif, et l'impact fondamental du réchauffement dû aux
gaz à effet de serre avec une ampleur substantielle. En général,
ils s'occupent des symptômes plutôt que des causes. Certaines
de ces actions pourraient être mises en oeuvre après qu'un
changement de climat nuisible soit nettement identifiable, si la recherche
et le développement ont été complétés
auparavant. Des recherches à court terme sur les options de la
catégorie 3 comme une mesure de "protection" seront
probablement bénéfiques et relativement peu coûteuses.
Finalement, comme discuté dans le chapitre 28, certaines de ces
options pourraient être économiques, sures, et réversibles.
Plusieurs des options de la catégorie
3 semblent relativement peu coûteuses au niveau de leur implémentation
mais de larges parts d'inconnu subsistent sur les effets collatéraux
sur l'environnement ou le cycle du carbone si elles devaient être
mises en application. Par exemple, augmenter
la croissance du phytoplancton par l'addition de fer dans les océans
pourrait être une option de réduction faisable, mais l'impact
du remaniement de l'équilibre du fer, du carbone, de l'oxygène
et autres nutriments dans l'océan est inconnu pour l'instant.
Ces options doivent être davantage étudiées et bien
comprises avant que leur implémentation ne soit considérée
sérieusement.
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On ne peut considérer l'utilisation de ces options avant que
les effets possibles de la suie, de la poudre ou des aérosols
sur la destruction de l'ozone stratosphérique soient compris.
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Limiter la croissance de la population est un
point essentiel pour limiter la consommation future d'énergie,
et donc la stabilisation future des émissions de gaz à
effet de serre. Limiter la croissance de la population pourrait ne pas
être coûteux, mais est constellé d'obstacles politiques,
sociaux et idéologiques.
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Le niveau auquel la science est actuellement capable d'évaluer
la rentabilité du remaniement de l'équilibre des radiations
globales moyennes laisse une grande part d'incertitude
en ce qui concerne à la fois la faisabilité technique
et les conséquences environnementales.
Cette analyse suggère que des études supplémentaires
sont appropriées.
Diminuer la croissance
de la population mondiale pourrait être nécessaire pour
obtenir un changement significatif des émissions de gaz à
effet de serre. Cependant, l'analyse du comité indique
que la seule réduction de la croissance
de la population ne pourrait pas réduire les émissions
de gaz à effet de serre si il y a une croissance économique
continue.
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Les erreurs sont inévitables. Les erreurs
graves seront coûteuses et douloureuses.
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Déclaration individuelle d'un membre de l'atelier sur l'adaptation
Jane Lubchenco:
Ce ton trop confiant est injustifié à la lumière
de: (a) les incertitudes sur la réaction au changement de climat
des systèmes naturels, (b) la dépendance des systèmes
humains sur ces systèmes naturels (c'est à dire les interactions
entre les différents secteurs considérés dans le
rapport), (c) les conséquences environnementales non considérées
des adaptations recommandées, (d) les difficultés substantielles
anticipées pour que les nations en voie de développement
s'adaptent au changement de climat. Je suis d'accord sur le fait que
les stratégies d'adaptation suggérées dans ce rapport
pourraient être assez raisonnables et pourraient être menées.
Cependant, les limitations et le coût de ces adaptations doivent
être définies. Les domaines où les adaptations ne
peuvent pas se faire, ou du moins pas facilement (par exemple ceux identifiés
dans les sections au sujet des écosystèmes ingérables),
sont si fondamentalement importants au système global que l'atténuation
– et non l'adaptation – devient capitale.
En résumé, je suis en désaccord avec le message
implicite du rapport: "nous pouvons nous adapter sans ou avec très
peu de problèmes". Je crois que même les analyses
incomplètes de l'atelier sur l'adaptation confirment les recommandations
de l'atelier de synthèse d'adopter des actions efficaces mais
peu coûteuses pour réduire le réchauffement dû
aux gaz à effet de serre.
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Éviter tous les réchauffements futurs serait soit très
coûteux (si nous réduisons significativement la concentration
atmosphérique des gaz à effet de serre) ou potentiellement
très risqué (si nous utilisons la géoingénierie
climatique).
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Une structure pour répondre au réchauffement supplémentaire
dû aux gaz à effet de serre
Quels genres de réponses au réchauffement potentiel sont
possibles?
Les interventions humaines dans les activités économiques
et naturelles peuvent affecter le taux net du forçage radiatif
de la terre. Il est utile de classer les types possibles d'intervention
dans trois groupes:
-Actions pour éliminer ou réduire les émissions
de gaz à effet de serre.
-Actions pour "compenser" de telles émissions en supprimant
ces gaz de l'atmosphère, en bloquant les radiations solaires
ou en altérant la réflectivité de la terre ou l'absorption
d'énergie.
-Actions pour aider l'homme et les systèmes écologiques
à s'ajuster aux nouvelles conditions climatiques et évènements.
Dans cette étude, le comité analyse les deux premiers
groupes d'actions simultanément sous l'étiquette "atténuation",
car leur but est d'éviter ou de réduire le réchauffement
dû aux gaz à effet de serre. Le troisième groupe
est ici appelé "adaptation".
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Quelles sont les exemples d'options ayant un large potentiel de réduire
ou de compenser les émissions?
Les options appelées géoingénierie
ont le potentiel d'affecter de façon substantielle la concentration
atmosphérique des gaz à effet de serre. Elles ont
la capacité de faire écran à la lumière
solaire, de stimuler l'assimilation du CO2 par les plantes et les animaux
dans les océans ou de supprimer le CO2 de l'atmosphère.
Bien qu'elles apparaissent faisables, elles
requièrent des études additionnelles à cause de
leur impact environnemental potentiel.
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Qu'est ce qui devrait être fait maintenant?
Le comité a développé un ensemble d'options recommandées
dans cinq domaines: réduire ou compenser les émissions,
améliorer l'adaptation au réchauffement, améliorer
les connaissances pour des décisions futures, évaluer
les options de géoingénierie, et exercer un rôle
de leader au niveau international. Le comité recommande d'agir
de manière résolue pour entreprendre les actions décrites
questions 51 à 55 ci-dessous.
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54.Est ce que les options de géoingénierie ont vraiment
du potentiel?
Les estimations préliminaires de ces options suggèrent
qu'elles ont un large potentiel d'atténuer le réchauffement
dû aux gaz à effet de serre et qu'elles
sont relativement peu coûteuses en comparaison d'autres options
d'atténuation. Cependant leur faisabilité et spécialement
les effets collatéraux associés doivent être soigneusement
examinés. Parce que les options de géoingénierie
ont le potentiel d'affecter le réchauffement dû aux gaz
à effet de serre à une échelle substantielle, parce
qu'il y a des preuves indiscutables que certaines
causent ou altèrent une variété de réactions
chimiques dans l'atmosphère, et parce que le système climatologique
est mal compris, de telles options doivent être considérées
extrêmement prudemment. Si le réchauffement se produit
et que le système climatologique se révèle fortement
sensible au rayonnement forcé, elles pourraient être nécessaires.
55.Que devraient faire les États-Unis
au niveau international
Les États-Unis devraient reprendre leur participation inconditionnelle
dans les programmes internationaux pour ralentir
la croissance de la population.
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L'hypothèse que l'augmentation des gaz à effet de serre
dans le passé n'est pas encore totalement observable dans le
réchauffement global est aussi pertinente. Ceci suggère
que la stabilisation du stock de gaz à effet de serre apporterait
encore un changement de climat global dans le système; une réduction
du stock serait requise pour stabiliser le climat.
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Accélérer la réduction de la circulation des gaz
à effet de serre
Une catégorie d'instruments politiques pourrait induire une réduction
rapide de la circulation des gaz à effet de serre. De tels instruments
ont peu d'effets immédiats mais augmentent exponentiellement
avec le temps. Un bon exemple de cette catégorie
d'instruments serait celle qui réduirait la population, comme
décrit ci-après.
La réduction de la population est accomplie
par la réduction du taux de fertilité (retarder les naissances
n'aurait qu'un effet limité).
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La sagesse conformiste suggère qu'une diminution du taux des
naissances aurait peu d'effet sur les émissions nettes à
court terme et que l'effet pourrait même être leur augmentation.
Ce qui arriverait si l'investissement, les travailleurs et la consommation,
libérés en ayant une plus faible cohorte d'enfants, émettaient
plus de gaz à effet de serre que les activités remplacées.
Avec le temps cependant, les prévisions sont que les effets seraient
positifs et importants et augmenteraient exponentiellement comme la
population serait réduite par le cycle démographique.
C'est pourquoi on s'attend à ce que les émissions de gaz
à effet de serre soient plus sensibles à la diminution
de la population qu'à l'augmentation du revenu par habitant.
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Un changement des produits des animaux ruminants (produits laitiers,
boeuf et mouton) vers des produits à base de céréales
réduirait les émissions de CH4.
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L'élimination des subventions (coûteuses) existantes sur
les produits laitiers et le grain pour l'alimentation du bétail
(qui soutiennent indirectement la production de viande) aux États-Unis
(et en Europe) amènerait à une augmentation de consommation
de produits d'animaux ruminants et probablement des émissions
de CH4. Une taxe sur la consommation de produits d'animaux ruminants
serait probablement inacceptable politiquement. Ceci pourrait cependant
produire une atténuation du CH4. Le coût d'une taxe utilisant
les mesures standards techniques (voir Gardner, 1987) dépendrait
de la réponse de l'offre et de la demande sur cette taxe.
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Annexe Q
Options de géoingénierie
Cette annexe est divisés en 4 sections: (1) système maritime
de canons, (2) systèmes de ballons, (3) système de ballons
multiples, (4) changement de l'abondance des nuages. Chaque section
soit décrit le système soit indique comment le prix a
été calculé.
Système maritime de canons
Le coût actuel d'un projectile pesant 860 Kg est de 7000 à
8000 $. Le coût du carburant seul (si l'obus est fourni) est de
900 $. Il semble qu'une estimation raisonnable pour un obus d'1 tonne,
la poudre (l'oxyde d'aluminium commercial peut être obtenu pour
0.5 $/Kg) et le carburant pour chaque tir soit de 10000 $. Une efficacité
de 0.5 est supposée: la moitié de l'obus est de la poudre
et l'autre moitié consiste en l'enveloppe, les mécanismes
de dispersion, etc, nécessaires au fonctionnement de l'obus.
Le coût des munitions pour 40 ans sera de 4 x 10 puissance 12
$ (4000 milliards de $).
Le nombre de tirs nécessaires pendant 40 ans est de 10 puissance
7 tirs (10 millions de tirs).
Si un seul canon peut tirer 5 coups par heure (les canons maritimes
peuvent tirer plus rapidement, mais des intervalles entre les tirs peuvent
augment la durée de vie du fût) et opérer 250 jours
par an, alors un canon peut tirer 5 coups/heure x 24 heures/jour x 250
jours/an = 3 x 10 puissance 4 tirs/an par canon (30000 tirs/an par canon).
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Donc 350 canons opérant simultanément.
Un fût devra être remplacé approximativement tous
les 1500 tirs; donc durant les 40 ans, 3 x 10 puissance 5 fûts
(300000 fûts) seront nécessaires. Un fût coûterait
probablement (en production continue) plusieurs centaines de milliers
de $ - disons 1 million de $. Le coût total des fûts est
donc 3 x 10 puissance 5 fûts x 10 puissance 6 $/fût = 3
x 10 puissance 11 $ (300 milliards de $) pour les fûts.
Si les canons sont organisés par base
de 10, sur terre ou sur mer, et que 1 milliard de $ est alloué
pour le coût d'1 base, on peut s'attendre à payer 40 bases
de 10 canons pour opérer 350 canons simultanément, donc
le coût de 40 bases x 1 milliard de $ = 40 milliards de $.
Ceci devrait probablement être au moins
doublé pour tenir compte des frais généraux, de
l'électricité, de la maintenance, du remplacement, etc.
Multiplier par 5 donne 200 milliards de $.
Enfin, du personnel est nécessaire pour
faire fonctionner le système. Bien que le système puisse
probablement être largement automatisé, supposons qu'il
fonctionne comme les opérations actuelles. Allouons 10 personnes/canon
x 400 canons x 3 équipes x 100000 $/personne/an x 40 ans = 48
milliards de $, qui peuvent être doublés pour inclure le
personnel indirect, les frais généraux, etc, ce qui donne
environ 100 milliards de $ pour les opérateurs. Donc, 24000 personnes
devraient être impliquées à tout moment.
Pour résumer,
Munitions 4 x 10 puissance 12 $ (4000 milliards de $)
Fûts 3 x 10 puissance 11 $ (300 milliards de $)
Bases 2 x 10 puissance 11 $ (200 milliards de $)
Personnel 1 x 10 puissance 11 $ (100 milliards de $)
Total 4.6 x 10 puissance 12$ (4600 milliards de$) pour 40 ans
ce qui donne un coût annuel non escompté d'environ 100
milliards de $
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Le coût du projet est nettement dominé par les munitions,
le nombre de bases et de canons est raisonnable, comme l'est l'activité,
considérée à une large échelle industrielle.
Les canons pourraient être déployés en mer ou dans
des zones désertes (par exemple des réserves militaires)
où le bruit des tirs et la chute des obus pourraient être
gérés.
Système de ballons
Considérons un ballon à hydrogène flottant à
20 Km utilisant le principe d'Archimède, et notons que la densité
de l'hydrogène est 14 fois plus faible que l'air:
Si r = 100 m (rayon du ballon)
Le poids du ballon pour une épaisseur de 1 mm est de 1.5 x 10
puissance 5 Kg (150 tonnes)
Si le ballon fait 2/3 mm d'épaisseur (supposé pour raisons
de commodité), son poids d'après les précédents
calculs est de 1.5 x 10 puissance 5 Kg (100 tonnes) et la masse de poudre
devant être soulevée, si un coefficient d'efficacité
de 50% est utilisé pour tenir compte des instruments, des disperseurs
de poudre, des containers, etc (ceci est le minimum), est de 10 puissance
5 Kg (100 tonnes). Du nylon d'une épaisseur appropriée
pour tisser une épaisseur de 2/3 mm (le 1050 deniers fait environ
0.3 mm) coûte 4.4 $/Kg. Si ceci est triplé pour le tissu
et la fabrication du ballon...
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...(le prix d'une toile de parachute est d'environ 3 fois celui du fil
polyamide, basé sur des informations d'un confrère des
tissus industriels DuPont), les systèmes de contrôles,
les disperseurs de poudre, etc, le prix peut être estimé
à 15 $/Kg ou 1.5 x 10 puissance 5 Kg/ballon x 15 $/Kg = 2.25
x 10 puissance 6 $/ballon (2.25 millions de $/ballon).
20 lancements sont nécessaires en 40 ans:
2 x 10 puissance 6 ballons x 2.25 x 10 puissance 6 $/ballon = 4.25 x
10 puissance 12 $ (4250 milliards de $).
Considérant le coût additionnel
de l'infrastructure et du support il y aura 2 x 10 puissance 6 (2 millions)
lancements en 40 ans ou 5 x 10 puissance 4 (50000) lancements par an.
Si il y a 100 équipes (chacune responsable
de 2 lancements par jour, 250 jours par an) et que chaque équipe
est constituée de 100 personnes, 10 puissance 4 personnes x 10
puissance 5 $/personne/an x 40 ans = 4 x 10 puissance 10 $ (40 milliards
de $), ou environ 10 puissance 11 $ (100 milliards de $) avec une marge
de 150%.
Si chaque base est capitalisée 10 puissance
9 $ (1 milliard de $), encore 10 puissance 11 $ (100 milliards de $)
sont nécessaires, mais cette infrastructure affecte à
peine les coûts, de même que le prix de la poudre même
à 0.5 $/Kg ou l'hydrogène à 10 $/Kg.
L'hydrogène peut être actuellement
acheté sous forme liquide par 5700 litres (équivalent
à 4800 m3) pour 9 $/10 m3. Le prix est donc de 10.6 $/Kg.
En quantité de 3600 x 10 puissance 6 m3/jour
(3600 millions de m3/jour), Ogden et Williams (1989) citent des coûts
inférieurs à 4 $/Kg.
Chaque ballon a un poids de 4.2 x 10 puissance
6 m3 x 1/14 x 8.8 x 10 puissance -2 Kg/m3 = 2.6 x 10 puissance 4 Kg
(26 tonnes) d'hydrogène. Pour 5 x 10 puissance 4 (50000) lancements
par an, la quantité annuelle est de 13.2 × 10 puissance
8 kg (1.32 millions de tonnes).
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La quantité totale d'hydrogène nécessaire pour
40 ans est de 2.6 x 10 puissance 4 Kg/ballon x 2 x 10 puissance 6 ballons
= 5.2 x 10 puissance 10 Kg (52 millions de tonnes).
À 10 $/Kg, le coût est de 5.2 x 10 puissance 11 $ (520
milliards de $)
En utilisant de l'hydrogène à 10
$/Kg les coûts peuvent être résumés ainsi:
Ballons 4.25 x 10 puissance 12 $ (4250 milliards de $)
Infrastructure et personnel 0.1 x 10 puissance 12 $ (100 milliards de
$)
Capital pour l'installation des bases 0.1 x 10 puissance 12 $ (100 miliards
de $)
Hydrogène 0.52 x 10 puissance 12 $ (520 milliards de $)
Total 4.97 x 10 puissance 12 $ (4970 milliards de $)
Ceci atténue l'effet de 10 puissance 12
tonnes (1000 milliards de tonnes) de carbone ou 4 x 10 puissance 12
tonnes (4000 milliards de tonnes) de CO2. Un coût non escompté
identique à celui du système de canons maritimes est obtenu:
5 $/t C = 1.25 $/t CO2
5 $/40/t C/an = 0.125 $/t C/an = 0.03 $/t CO2/an
Tous les éléments ci-dessus supposent
que les ballons ne sont pas réutilisés et qu'aucune dépense
n'est prise en compte pour l'automatisation des lancements, etc. La
possibilité de réutilisation et d'automatisation réduit
probablement le prix total. S'ils ne sont pas contrôlés
pour l'atterrissage en vue de leur réutilisation, les ballons
pourraient être "poursuivis" et contrôlés
pour l'atterrissage et l'élimination, ou pour atterrir au milieu
de l'océan et couler rapidement. |