Facteur d'émission · Glossaire

Un facteur d'émission indique la quantité d'émissions de gaz à effet de serre attribuée à une quantité d'énergie donnée, à une consommation de combustible, à un produit ou à un service. Dans le système électrique, il est le plus souvent exprimé en grammes par kilowattheure d'électricité. S'il ne porte que sur le dioxyde de carbone, l'unité est le g CO₂/kWh. Si d'autres gaz à effet de serre sont inclus, on écrit g CO₂e/kWh. Le kilowattheure est la quantité d'énergie ; le facteur d'émission est l'effet climatique qui lui est attribué dans une limite de bilan définie.

La mention CO₂e signifie équivalents CO₂. Les autres gaz à effet de serre, comme le méthane ou le protoxyde d'azote, y sont convertis en une quantité équivalente de dioxyde de carbone selon leur effet climatique. Pour l'électricité produite à partir de charbon, de gaz ou de pétrole, la plus grande partie des émissions provient directement de la combustion dans la centrale. S'y ajoutent les émissions des chaînes amont, par exemple l'exploitation minière, l'extraction du gaz, les fuites de méthane et le transport. L'éolien, le photovoltaïque, l'hydroélectricité et l'énergie nucléaire n'émettent pas, ou très peu, de CO₂ direct en fonctionnement. Pour ces filières, les émissions surviennent surtout lors de la fabrication, de la construction, de la maintenance, de l'approvisionnement en combustible et du démantèlement. Pour chaque facteur d'émission, il doit donc être clair s'il ne s'agit que des émissions directes en fonctionnement ou de l'ensemble du cycle de vie.

Ordres de grandeur : technologies et mix électrique allemand

L'évaluation figurant dans le cinquième rapport d'évaluation du GIEC (2014) montre l'ampleur des écarts entre les technologies. Sur l'ensemble du cycle de vie, elle indique des valeurs médianes d'environ 820 g CO₂e/kWh pour les centrales à charbon et d'environ 490 g CO₂e/kWh pour les centrales à gaz. Pour l'énergie nucléaire, la valeur est de 12 g, pour l'éolien terrestre de 11 g et pour l'éolien en mer de 12 g CO₂e/kWh. Pour le photovoltaïque à grande échelle, environ 48 g CO₂e/kWh sont indiqués. Les seules émissions directes de la combustion s'élèvent, pour le charbon, à environ 760 g/kWh en valeur médiane. Pour le nucléaire et l'éolien, elles sont nulles. Les fourchettes des études évaluées sont parfois larges, par exemple 410 à 650 g CO₂e/kWh pour le gaz et 3,7 à 110 g pour le nucléaire. Elles dépendent notamment du site, du taux d'utilisation, de la durée de vie, des émissions de méthane dans la chaîne amont du gaz et de l'année de fabrication des installations. Les études plus récentes aboutissent généralement à des valeurs plus faibles pour le photovoltaïque moderne.

Pour l'Allemagne, l'Agence fédérale de l'environnement (Umweltbundesamt, UBA) calcule chaque année le facteur d'émission du mix électrique et publie son évolution depuis 1990. Selon l'estimation de l'UBA, 344 grammes de CO₂ en moyenne ont été émis en 2025 lors de la production par kilowattheure d'électricité consommée en Allemagne. En 2024, la valeur était de 353 g, en 2023 de 379 g. En 1990, elle se situait encore à un peu plus de 760 g/kWh. Point important pour l'interprétation : cette valeur de référence bien connue ne comptabilise que les émissions directes de CO₂, c'est-à-dire sans le méthane, le protoxyde d'azote ni les chaînes amont. L'UBA présente séparément les valeurs incluant ces composantes. Elles sont plus élevées. Comme raisons de la baisse, l'UBA cite la part croissante des énergies renouvelables, la baisse de la consommation d'électricité due à la stagnation économique et les importations nettes d'électricité. L'agence n'interprète donc la baisse à partir de 2023 que de manière limitée comme le signe d'une protection du climat durablement efficace dans le secteur électrique.

Unité, limite du bilan et grandeur de référence

Un facteur d'émission n'est pas une propriété de l'électricité elle-même. L'électricité d'une prise ne peut pas être triée physiquement selon son origine. Le facteur d'émission résulte d'une attribution. Il faut pour cela déterminer quelles installations de production sont attribuées à quelle consommation, quelle période s'applique, quels gaz et quelles chaînes amont comptent et quelle source de données est utilisée. Exemple : 1 000 kWh d'électricité domestique correspondent, avec la valeur de l'UBA pour 2025, à environ 344 kg d'émissions directes de CO₂ en calcul. Avec une valeur de cycle de vie en CO₂e ou avec une valeur horaire, on obtient un autre chiffre pour la même quantité d'électricité.

Pour l'électricité, plusieurs grandeurs de référence sont courantes. Le facteur d'émission moyen décrit les émissions de l'ensemble de la production d'électricité dans une zone sur une période, souvent une année civile. Il convient à de nombreux bilans climatiques statistiques, car il évalue l'ensemble de la consommation avec un facteur uniforme. Il faut alors distinguer s'il se rapporte à la production sur le territoire national (mix de production) ou à la consommation, y compris les échanges d'électricité avec l'étranger. Un facteur d'émission variable dans le temps décrit en revanche l'intensité d'émission de l'électricité à une heure ou un quart d'heure donné. Il gagne en importance lorsque des consommateurs flexibles tels que les pompes à chaleur, les voitures électriques, les électrolyseurs ou les accumulateurs par batterie peuvent décaler leur fonctionnement dans le temps.

Il faut en distinguer le facteur d'émission marginal. Il se demande quelle centrale ou quel groupe de centrales modifie sa production lorsqu'un kilowattheure supplémentaire est demandé ou économisé. Pour évaluer une charge supplémentaire, un déplacement de charge ou une mesure d'efficacité, cette valeur peut être plus pertinente qu'une moyenne annuelle. Elle est cependant plus difficile à déterminer. Elle dépend de l'appel des centrales, des congestions du réseau, des prix des combustibles et du CO₂, de la météo ainsi que des importations et des exportations. On distingue en outre les valeurs marginales de court terme en exploitation courante des valeurs de long terme, qui tiennent compte aussi des évolutions du parc de centrales.

Distinction avec l'intensité carbone, le mix électrique et les garanties d'origine

Le facteur d'émission et l'intensité carbone sont souvent employés presque comme synonymes. L'UBA désigne expressément son indicateur des émissions directes de CO₂ par kilowattheure d'électricité aussi comme facteur d'émission ou émission spécifique. La différence tient davantage à l'usage des termes qu'à la physique. Facteur d'émission évoque plutôt une règle de comptabilisation, intensité carbone plutôt une caractéristique d'un mix de production ou d'une technologie. Pour chaque valeur chiffrée, la méthode devrait donc être indiquée.

Le mix électrique décrit à partir de quelles sources d'énergie ou technologies de production l'électricité est produite ou consommée dans une zone. Le facteur d'émission traduit ce mix en un effet climatique par kilowattheure. Un mix comportant beaucoup de lignite a un facteur d'émission élevé, un mix comportant beaucoup d'éolien, de photovoltaïque, d'hydroélectricité ou de nucléaire un facteur faible. Les importations d'électricité, la cogénération, les pertes de stockage et l'autoconsommation peuvent modifier l'attribution. Pour la cogénération, il importe par exemple de savoir comment les émissions du combustible sont réparties entre l'électricité et la chaleur. Il est en outre décisif de savoir si l'on considère un mix de production, un mix de consommation ou un mix résiduel.

Les garanties d'origine sont un instrument de comptabilisation. Elles attestent qu'une quantité d'électricité déterminée a été produite à partir de sources renouvelables. Elles ne modifient pas le flux physique d'électricité dans le réseau, ni nécessairement l'appel des centrales à un moment donné. Pour le bilan climatique des entreprises, le Scope 2 Guidance du GHG Protocol (2015) distingue deux méthodes. La méthode fondée sur la localisation applique le facteur d'émission moyen du réseau dont l'électricité est tirée. La méthode fondée sur le marché prend en compte les contrats de fourniture, les garanties d'origine, les contrats d'achat d'électricité à long terme (PPA) et les facteurs des fournisseurs. Pour l'électricité sans preuve contractuelle, elle utilise le mix résiduel. Selon le Guidance, les entreprises actives sur des marchés disposant de tels instruments contractuels doivent présenter les deux résultats séparément. C'est ce qu'on appelle le dual reporting. Les deux chiffres répondent à des questions différentes : l'un à celle de l'approvisionnement moyen sur le site, l'autre à celle de l'approvisionnement contractuel.

Pourquoi le facteur d'émission est important dans le système électrique

Le facteur d'émission relie la production technique d'électricité aux bilans climatiques, aux décisions d'investissement et aux instruments de pilotage politique. Sans lui, on ne peut pas calculer quelles émissions une consommation d'électricité provoque, ce qu'une mesure d'efficacité permet d'économiser ni quel effet climatique a une électrification. Si l'on remplace un moteur à combustion par une voiture électrique, un chauffage au gaz par une pompe à chaleur ou un procédé fossile par de la chaleur électrique, le bilan climatique dépend fortement de l'électricité utilisée. Il dépend aussi de la manière dont le mix électrique évolue pendant la durée de vie de l'installation.

Le facteur d'émission n'est pas une valeur naturelle fixe. Il baisse lorsque la production renouvelable remplace des centrales fossiles, lorsqu'une puissance garantie à faibles émissions est disponible ou lorsque les consommateurs fonctionnent surtout aux moments de faible intensité carbone. À court terme, il peut augmenter, par exemple lorsque des centrales à charbon ou à gaz couvrent la demande pendant les heures sans vent ni soleil. Plus la part des énergies renouvelables est élevée, plus l'intensité d'émission fluctue et plus l'attribution temporelle devient importante.

Pour les consommateurs flexibles, la consommation annuelle n'est donc pas seule à compter. Une pompe à chaleur qui a besoin de beaucoup d'électricité surtout lors de périodes froides sans vent ni soleil (Dunkelflauten) peut avoir un effet d'émission différent d'un consommateur fonctionnant majoritairement lorsque l'électricité éolienne ou solaire abonde. Une voiture électrique qui se recharge le plus souvent à midi, lorsque l'injection photovoltaïque est élevée, ou la nuit, lorsqu'il y a beaucoup de vent, obtient un autre résultat que celle qui se recharge régulièrement aux heures de pointe du soir, quand l'offre est tendue. Un facteur annuel forfaitaire ne reflète que de façon limitée de telles différences.

Interprétations erronées typiques

Une valeur unique est considérée comme toute la vérité : une moyenne annuelle est utile à de nombreuses fins. Elle n'explique cependant pas quelle production une charge supplémentaire déclenche. Celui qui évalue l'effet d'un déplacement de charge avec la valeur moyenne peut le sous-estimer ou le surestimer.
Le CO₂ est confondu avec le CO₂e : la valeur bien connue de l'UBA de 344 g/kWh pour 2025 ne contient que les émissions directes de CO₂. Les valeurs en CO₂e ou avec chaînes amont sont plus élevées et ne sont pas directement comparables.
Un tarif d'électricité verte est assimilé à une consommation sans émissions : un tarif avec garanties d'origine attribue des quantités d'électricité renouvelable sur le plan comptable. Un effet climatique supplémentaire n'apparaît que si l'approvisionnement encourage une nouvelle production renouvelable, correspond dans le temps à la consommation ou remplace réellement la production fossile.
L'électrification est automatiquement considérée comme neutre pour le climat : les technologies électriques améliorent souvent le bilan, parce qu'elles sont plus efficaces. Une pompe à chaleur fournit plusieurs kilowattheures de chaleur à partir d'un kilowattheure d'électricité, et une voiture électrique utilise l'énergie dans la propulsion bien mieux qu'un véhicule à combustion. La consommation finale d'énergie totale peut ainsi baisser, même si la consommation d'électricité augmente. L'ampleur réelle de la baisse des émissions dépend toutefois du facteur d'émission de l'électricité et de l'énergie fossile remplacée.
Une valeur actuelle élevée plaide contre l'électrification : les systèmes électriques évoluent, et une installation construite aujourd'hui fonctionne de nombreuses années. Pour son bilan, ce sont les facteurs d'émission attendus sur l'ensemble de la durée d'utilisation qui comptent, pas la valeur d'une seule année.

Liens techniques et institutionnels

Le facteur d'émission est étroitement lié à l'appel des centrales. Les centrales ne sont pas appelées seulement selon leurs émissions, mais selon la disponibilité, les coûts marginaux, les restrictions du réseau, le besoin de réserve de régulation, les prix des combustibles et les règles du marché. Le système d'échange de quotas d'émission européen renchérit la production fossile en proportion de ses émissions de CO₂ et influence ainsi l'ordre dans lequel les centrales sont appelées. Les congestions du réseau peuvent toutefois conduire à brider une production à faibles émissions et à augmenter ailleurs une production fossile. Le mix électrique comptabilisé de façon simple s'écarte alors de la réalité de l'exploitation du réseau.

Le stockage modifie aussi l'analyse. Un accumulateur par batterie absorbe de l'électricité lors de la charge et la réinjecte plus tard. En raison des pertes de conversion, il augmente d'abord la quantité d'électricité nécessaire. Il peut néanmoins être utile pour la protection du climat s'il décale de l'électricité d'heures à faible facteur d'émission vers des heures à facteur d'émission élevé et réduit ainsi la pointe fossile. Un facteur moyen forfaitaire ne suffit pas pour l'évaluer. Ce qui est déterminant, c'est l'écart entre les facteurs d'émission aux moments de la charge et de la décharge, les pertes devant être prises en compte.

Il en va de même pour la flexibilité. Les charges flexibles peuvent réduire les émissions si elles déplacent leur consommation vers des périodes de forte injection renouvelable. Elles peuvent aussi les augmenter si des signaux de prix, des tarifs de réseau ou le pilotage technique favorisent des moments défavorables. Le facteur d'émission rend visibles de tels effets. Il ne remplace pas une analyse des capacités du réseau, des règles de marché et de l'infrastructure de mesure.

Pour les entreprises, les collectivités et les programmes politiques, le choix du facteur d'émission est une question de gouvernance. Différentes normes et différents programmes de soutien admettent des facteurs différents. Cela crée des marges de manœuvre, mais complique les comparaisons. Au GHG Protocol, une révision des règles du Scope 2 est actuellement en discussion, qui prévoit notamment des facteurs plus finement résolus dans l'espace et dans le temps. Un bilan climatique paraît précis lorsqu'il présente des chiffres avec décimales. Il ne devient fiable que lorsque la limite du bilan, les gaz à effet de serre inclus, la période, la source de données, la méthode et le but du calcul sont indiqués.

Le facteur d'émission est ainsi une mesure de l'effet climatique attribué à un kilowattheure dans le système électrique. Il ne décrit pas d'où vient un électron isolé et ne remplace pas l'examen de la puissance, de l'exploitation du réseau ou de la sécurité d'approvisionnement. Il ne devient pertinent que par la méthode divulguée : moyen ou marginal, seulement CO₂ ou CO₂e, direct ou sur le cycle de vie, annuel ou à résolution temporelle, fondé sur la localisation ou sur le marché. Sans ces indications, la valeur chiffrée est certes facile à comprendre, mais techniquement incomplète.

Sources

CO₂-Emissionen pro Kilowattstunde Strom 2025 nur leicht gesunken — Umweltbundesamt (UBA); unbekannt (2026). Meldungstext / Kurzbeschreibung
Entwicklung der spezifischen Treibhausgas-Emissionen des deutschen Strommix in den Jahren 1990–2025 (Climate Change 16/2026) — Umweltbundesamt (UBA); 2026-03. Tabelle 1 sowie Abschnitte 1.3, 2.1 und 2.2
Electrical Utilities Background Paper: Development of Eligibility Criteria — Climate Bonds Initiative; 2024-03 (Datei 2025-06). Tabelle 12, Lebenszyklusemissionen nach IPCC AR5 Annex III
GHG Protocol Scope 2 Guidance — World Resources Institute / WBCSD (GHG Protocol); 2015 (Dateiablage 2023-03). Abschnitt 1.5.1 und Kapitel 7.4 (Dual Reporting)
Strom- und Wärmeversorgung in Zahlen — Umweltbundesamt (UBA); unbekannt. FAQ: Wie viel CO2 verursacht eine Kilowattstunde Strom im deutschen Strommix?

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Edited by eCMS on 11.11.2026 19:45