f97.beL’ATELIER D’ERIK SCHMIDT
← Tous les termes

Glossaire · Secteur de l’énergie & transition énergétique

Émissions

Glossaire Énergie système électrique Protection du climat gaz à effet de serre production d'électricité

Notion et cadre juridique

Les émissions sont des substances ou des effets qui parviennent dans l'environnement depuis une source. Cela comprend les gaz, les particules, les rayonnements, le bruit, les vibrations, la lumière et la chaleur. La loi fédérale allemande sur la protection contre les immissions (Bundes-Immissionsschutzgesetz) définit la notion par rapport à une installation. Selon l'article 3, paragraphe 3, de la BImSchG, les émissions sont les pollutions atmosphériques, bruits, vibrations, lumière, chaleur, rayonnements et phénomènes analogues émanant d'une installation. Cette définition juridique s'applique au droit de la protection contre les immissions. Dans les bilans climatiques ou les rapports d'entreprise, la notion est souvent employée dans un sens plus large ou plus étroit.

Dans le système électrique, la notion désigne le plus souvent les gaz à effet de serre et les polluants atmosphériques. Ils sont libérés lorsque de l'énergie est produite, convertie, stockée, transportée ou utilisée. Pour la protection du climat, comptent surtout le dioxyde de carbone, le méthane, le protoxyde d'azote et les gaz fluorés. Dans le secteur de l'électricité, trois questions sont décisives : combien d'émissions sont générées pour fournir un kilowattheure ? Où sont-elles comptabilisées ? Et quelles installations, quels combustibles ou quelles règles de marché les causent ?

Émissions et immissions

Les émissions apparaissent à la source, par exemple à la cheminée d'une centrale ou par des fuites de méthane lors de l'extraction et du transport du gaz naturel. Les immissions décrivent en revanche ce qui agit en un lieu donné sur les personnes, les animaux, les plantes, le sol, l'eau, l'atmosphère ou les biens matériels, par exemple la concentration de particules fines dans l'air respiré. Depuis la modification de juillet 2024, l'article 3, paragraphe 2, de la BImSchG mentionne expressément aussi le climat comme bien protégé contre les immissions. Les gaz à effet de serre se mélangent à l'échelle mondiale dans l'atmosphère. Pour eux, le lieu de rejet est donc à peine déterminant sur le plan climatique. Pour le dioxyde de soufre, les oxydes d'azote, les particules fines ou le mercure, en revanche, le lieu est central. La pollution locale dépend de l'emplacement d'une installation, de son mode d'exploitation et de l'épuration de ses gaz d'échappement.

Unités : équivalents CO₂, émissions absolues et spécifiques

Les émissions de gaz à effet de serre sont le plus souvent exprimées en tonnes d'équivalent dioxyde de carbone (t éq. CO₂). Pour cela, la masse de chaque gaz est multipliée par son potentiel de réchauffement global (Global Warming Potential, GWP). Une période d'observation de 100 ans (GWP100) est usuelle. Les inventaires nationaux de gaz à effet de serre utilisent actuellement les valeurs du cinquième rapport d'évaluation du GIEC. Selon celles-ci, une tonne de méthane équivaut à 28 tonnes d'équivalent CO₂ et une tonne de protoxyde d'azote à 265 tonnes. Le méthane agit beaucoup plus fortement que le CO₂ par tonne, mais reste moins longtemps dans l'atmosphère. Son facteur de conversion dépend donc fortement de la période choisie : sur 20 ans, il est nettement plus élevé que sur 100 ans. Les équivalents CO₂ rendent différents gaz comparables, mais ne disent rien de la source. Le CO₂ d'une centrale à charbon, les fuites de méthane d'une chaîne d'approvisionnement en gaz et le protoxyde d'azote d'une usine chimique peuvent apparaître dans la même unité, alors qu'ils doivent être traités de manière très différente sur les plans technique et politique.

Les émissions absolues indiquent combien de tonnes ont été libérées au total. Les émissions spécifiques rapportent cette quantité à une unité de production. Dans le secteur de l'électricité, il s'agit le plus souvent de grammes de CO₂ ou de grammes d'équivalent CO₂ par kilowattheure. Cet indicateur, souvent appelé facteur d'émission, décrit l'intensité d'émission d'une quantité d'électricité. Les deux grandeurs peuvent évoluer différemment. Avec davantage d'électricité éolienne et solaire, l'émission spécifique peut baisser, tandis que les émissions absolues diminuent plus lentement, parce que la consommation d'électricité augmente avec les pompes à chaleur, l'électromobilité et l'électrification de l'industrie. Inversement, une faible consommation peut masquer une forte intensité d'émission lorsque l'électricité provient majoritairement du charbon.

Un exemple allemand : selon les calculs de l'Office fédéral de l'environnement (Umweltbundesamt, UBA), la production de l'électricité consommée sur le territoire national a généré en 2025 en moyenne 344 grammes de CO₂ par kilowattheure. En 2024, c'était 353 grammes, en 2023 379 grammes. La valeur de 2025 est provisoire. Elle ne comprend que les émissions directes de CO₂ de la production, donc ni les autres gaz à effet de serre ni les chaînes amont. Comme raisons de la baisse, l'UBA cite davantage d'énergies renouvelables, le recul de la consommation dû à la faiblesse de la conjoncture et les importations nettes d'électricité. L'office souligne donc que la baisse du facteur n'indique que de façon limitée une protection durable du climat dans le secteur de l'électricité. Cela montre à quel point un indicateur dépend de la limite du système et des conditions-cadres.

Émissions et consommation d'énergie ne sont pas équivalentes

Un kilowattheure consommé ne génère pas automatiquement une quantité fixe d'émissions. La quantité produite dépend du mix de production, mais aussi du moment de la consommation, des importations et exportations, de la disponibilité des centrales et des règles du marché. Une charge supplémentaire pendant une heure à forte production éolienne et solaire n'a pas le même effet que la même charge pendant une période sans vent ni soleil (« Dunkelflaute »), lorsque des centrales fossiles couvrent la charge résiduelle. Celui qui veut évaluer l'effet sur les émissions de consommateurs flexibles, de stockages ou d'électrolyseurs doit donc distinguer entre facteurs d'émission moyens et marginaux.

Pour un facteur d'émission moyen, les émissions d'un mix électrique sont divisées par la quantité d'électricité produite ou consommée sur une période. Il convient aux statistiques, aux tendances à long terme et aux bilans simples. Un facteur d'émission marginal demande en revanche quelle centrale modifie sa production lorsqu'un kilowattheure supplémentaire est consommé ou économisé. Cette approche est importante pour le pilotage à court terme, le déplacement de charge et la flexibilité. Les deux approches sont admissibles, mais répondent à des questions différentes. Une moyenne annuelle n'explique pas quelles émissions la recharge d'une voiture électrique déclenche à une heure précise. Inversement, une approche marginale horaire ne remplace pas un bilan climatique national. Les valeurs marginales sont en outre estimées à l'aide de modèles, et les résultats diffèrent sensiblement selon la méthode.

Limites du système et règles de comptabilisation

Les inventaires nationaux de gaz à effet de serre selon les règles de la Convention-cadre sur les changements climatiques attribuent les émissions au territoire où elles se produisent. Pour les importations d'électricité, les émissions apparaissent donc dans le pays de production, non dans le pays de consommation. Le facteur de l'UBA pour la consommation intérieure tient en revanche compte du solde d'échange, c'est-à-dire du rapport entre importations et exportations d'électricité, et reflète ainsi une autre perspective. Les bilans d'entreprise distinguent généralement les émissions directes et indirectes. Les émissions directes proviennent d'installations propres. Les émissions indirectes apparaissent par exemple lors de l'achat d'électricité, de chaleur ou de produits intermédiaires. Cela aide à attribuer les responsabilités. Mais si la règle appliquée n'est pas claire, des doubles comptages ou des lacunes menacent.

Le terme « sans émissions » prête particulièrement à confusion. Les installations éoliennes et photovoltaïques ne brûlent aucun combustible en fonctionnement et ne causent donc pas d'émissions directes de gaz à effet de serre. La fabrication, la construction, la maintenance et l'élimination causent toutefois des émissions dans des processus en amont et en aval. Il en va de même pour les centrales nucléaires : l'exploitation courante ne libère guère de CO₂. Mais l'extraction d'uranium, la fabrication du combustible, la construction, le démantèlement et le stockage définitif ont leurs propres effets sur l'environnement. « Sans émissions » n'est précis que si la limite est indiquée, à savoir émissions directes d'exploitation, émissions sur le cycle de vie ou bilan sectoriel.

Différences entre technologies

Dans la production d'électricité, les plus grandes différences existent entre les combustibles et les technologies. Les centrales à charbon, surtout à lignite, émettent beaucoup de CO₂ par kilowattheure. Le charbon est très riche en carbone, et le rendement électrique est limité. Une centrale à gaz libère nettement moins de CO₂ par kilowattheure produit lors de la combustion, en particulier sous forme de centrale à cycle combiné gaz-vapeur. Les fuites de méthane lors de l'extraction, du transport et de la distribution du gaz naturel peuvent toutefois dégrader sensiblement le bilan climatique. L'ampleur dépend de la voie d'approvisionnement et du potentiel de réchauffement retenu. L'éolien, le photovoltaïque et l'hydraulique ont des émissions sur le cycle de vie très faibles. Leur effet sur l'ensemble du système dépend toutefois aussi du développement du réseau, des stockages et de la flexibilité, ainsi que du fait qu'ils remplacent effectivement une production fossile. Les centrales de cogénération présentent un autre problème de comptabilisation : la part des émissions attribuée à l'électricité et celle attribuée à la chaleur dépendent de la méthode de répartition choisie.

Échange de quotas d'émission : un prix pour les émissions

Le système d'échange de quotas d'émission européen (SEQE-UE 1) associe des coûts aux émissions. Les exploitants d'installations couvertes doivent restituer un quota d'émission pour chaque tonne d'équivalent CO₂ émise durant l'année de déclaration. Sont couvertes notamment les installations de combustion d'une puissance thermique totale de combustion à partir de 20 mégawatts, donc les grandes centrales et les centrales de chauffage, ainsi que certaines installations industrielles. Les petites installations de combustion ne relèvent pas du SEQE-UE 1. Ce qui est couvert est surtout le CO₂. Depuis 2013, l'obligation s'applique aussi, pour certains processus, au protoxyde d'azote, par exemple dans la fabrication d'acide nitrique et d'acide adipique, et aux hydrocarbures perfluorés issus de la production d'aluminium. Les fuites de méthane dans les chaînes d'approvisionnement en gaz en amont ne sont pas couvertes par l'échange de quotas des centrales. Depuis 2024, les installations d'incinération de déchets municipaux de plus de 20 mégawatts doivent en outre surveiller et déclarer leurs émissions. Elles n'ont pour l'instant pas à restituer de quotas.

Le prix du CO₂ qui en résulte augmente les coûts variables des centrales fossiles, et ce d'autant plus que le combustible est riche en carbone. Il modifie ainsi l'ordre d'appel des centrales et influence les prix de gros, l'exploitation des centrales et les investissements. Le système d'échange de quotas n'interdit aucune technique. Il limite la quantité totale de quotas par un plafond décroissant et rend les droits d'émission rares. Son efficacité dépend de ce plafond, de la réserve de stabilité du marché, d'exceptions telles que l'allocation gratuite et des attentes des investisseurs.

Garanties d'origine et étiquetage de l'électricité

L'étiquetage de l'électricité et les tarifs d'électricité verte donnent eux aussi souvent lieu à des malentendus. Les garanties d'origine attestent qu'une certaine quantité d'électricité a été produite dans des installations renouvelables et attribuée comptablement à une consommation. Elles ne modifient ni le flux physique d'électricité dans le réseau ni nécessairement l'appel à court terme des centrales. Pour les consommateurs, elles rendent les décisions d'approvisionnement transparentes. La question de savoir si les émissions diminuent effectivement dépend d'autres points : de nouvelles installations renouvelables sont-elles encouragées ? La production fossile est-elle remplacée ? Et la demande flexible est-elle déplacée vers des périodes de faible intensité d'émission ?

Points d'attention pour les données d'émissions

  • Source et périmètre : l'indication ne vaut-elle que pour le CO₂ ou pour tous les gaz à effet de serre en équivalents CO₂, et avec quel potentiel de réchauffement la conversion a-t-elle été faite ?

  • Limite du système : s'agit-il uniquement des émissions directes à la cheminée, ou aussi des chaînes amont et de l'ensemble du cycle de vie ?

  • Référence : s'agit-il de tonnes absolues ou d'une grandeur spécifique par kilowattheure ? Et la valeur se rapporte-t-elle à la production ou à la consommation intérieure, solde d'échange compris ?

  • Méthode et période : s'agit-il d'une valeur moyenne ou marginale, d'une moyenne annuelle ou d'une valeur horaire, de données provisoires ou définitives ?

  • Cadre juridique : la notion est-elle entendue au sens du droit de la protection contre les immissions, de l'échange de quotas d'émission ou d'un bilan volontaire d'entreprise ?

Les données d'émissions relatives au système électrique comportent plusieurs niveaux à la fois : pertes de conversion, choix des combustibles, règles de marché, chaînes d'approvisionnement internationales et limites de comptabilisation étatiques. Un chiffre isolé n'est significatif que si la source, l'unité, la méthode et la limite du système sont indiquées. Si ces informations manquent, une grandeur de mesure paraît vite plus univoque qu'elle ne l'est, et les causes techniques, les incitations économiques et les compétences politiques se mélangent.

Sources

Autres entrées du glossaire

Edited by eCMS on 11.11.2026 19:44

© 2026 Erik Schmidt. All rights reserved. Quotations with a link to the source are welcome.