La gestion des transports, la priorité québécoise dans le contexte de Kyoto

par Luc Gagnon et Normand Parisien

article paru dans Le Devoir, mardi 8 février 2005, page A7

(Normand Parisien est directeur général, Transport 2000 Québec. Luc Gagnon est membre de Transport 2000 et travaille à Hydro-Québec comme conseiller principal, changement climatique).

La Russie a récemment ratifié le Protocole de Kyoto, dont l'objectif est d'atténuer l'intensité du changement climatique. Cette ratification permettra la mise en oeuvre du Protocole, en février 2005. Au cours de l'année, on peut donc prévoir l'implantation de programmes concrets pour réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES), par les divers paliers de gouvernement. Au Québec, les débats sur le projet du Suroît confirment un intérêt public pour l'enjeu du changement climatique. Par contre, il est surprenant que le secteur électrique québécois (dont la contribution aux émissions est actuellement négligeable) reçoive autant d'attention, alors que la gestion des transports est rarement discutée.

Selon les statistiques officielles (2002), les émissions québécoises du secteur des transports ont augmenté de 22 % depuis 1990 et représentent 39 % des émissions totales de GES. En fait, la responsabilité des transports est encore plus grande, car ce 39 % inclut uniquement les GES qui sortent directement des tuyaux d'échappement. Une évaluation plus rigoureuse doit aussi tenir compte des industries qui «soutiennent» les réseaux de transport. Ces industries sont de grandes émettrices de GES : le raffinage du pétrole; la pétrochimie et les fonderies de métaux nécessaires à la fabrication des automobiles; la fabrication des métaux et du ciment nécessaires aux infrastructures de transport, etc. En tenant compte de ces émissions indirectes, le secteur des transports est responsable d'environ 55 % des émissions québécoises.

En présumant qu'il y aura des discussions publiques à ce sujet, nous désirons ici rappeler quelques données scientifiques pertinentes. Le tableau 1 présente la consommation d'énergie et les émissions de CO₂ (le principal GES) des divers modes de transport, pour chaque km parcouru.

Voici quelques faits saillants provenant du tableau 1 :

Les véhicules utilitaires sport (VUS) consomment environ deux fois plus d'énergie que les automobiles compactes et sous-compactes.
En transport interurbain, le train et l'autobus ont des efficacités similaires.
Sur une distance comme Montréal-Québec, l'avion consomme environ 10 fois plus d'énergie que le train ou l'autobus.
En milieu urbain, le conducteur (seul) d'une automobile compacte consomme 4 fois plus d'énergie que le passager d'un autobus diesel rempli à 50 %.
Le conducteur (seul) d'un VUS consomme 45 fois plus d'énergie que l'usager du métro à l'heure de pointe.
L'électrification directe (par fil ou par un rail de métro) permet de doubler et même de tripler l'efficacité d'un mode.
Dans le transport des marchandises, le bateau et le train consomment 3 à 7 fois moins d'énergie que le camion.
L'avion cargo est sûrement un mode de transport à éviter, avec une consommation 30 à 70 fois plus grande que le bateau.

En confrontant cette liste avec les tendances des deux dernières décennies, il est facile d'expliquer l'augmentation des émissions de GES : hausse de l'usage des VUS et des camionnettes, hausse des livraisons de marchandises par camion et avion, baisse de l'usage du train et de l'autobus.

Tableau 1 : Consommation énergétique et émissions de CO₂ des modes de transport

Mode	Nombre de personnes à bord ou facteur de charge	Consommation en kJ / passager·km	Source d'énergie	Émissions** directes de CO₂ g / passager·km
Transport interurbain
Utilitaire sport 12 litres/100 km	Une	4200	Essence	286
Auto intermédiaire 8 L/100 km	Une	2800	Essence	190
Auto compacte 6 L/100 km	Une Trois	2100 800	Essence	143 54
Autobus diesel	Moyenne*	567	Diesel	40
Train : diesel (LRC) électrique	50 % 50 %	800 300	Diesel Hydro	56 0
Avion : vols de +1000 km vols domestiques	Moyenne Moyenne	1500-2500 3000-5000	Kérosène Kérosène	102-170 204-340
Motoneige sur piste	Une	4000-9200	Essence	272-626
Transport urbain
Utilitaire sport 17 L/100 km	Une	5950	Essence	405
Auto intermédiaire 12 L/100 km	Une	4200	Essence	286
Auto compacte 9 L/100 km	Une Trois	3150 1100	Essence	214 75
Autobus diesel	50 % 100 %	800 450	Diesel Diesel	56 32
Tramway électrique	100 %	300	Hydro	0
Autobus scolaire	Moyenne	432	Essence	29
Métro (électrique)	40 % 100 %	280 130	Hydro	0 0
Piéton		150	Céréales	Blé = 2
Cycliste		60	Céréales	Blé = 1
Transport des marchandises		kJ / tonne·km		g / tonne·km
Camion diesel : tous lourd	Moyenne Moyenne	1583 600-1000	Diesel Diesel	111 42-71
Train	100 %	280-400	Diesel	20-28
Bateau	Moyenne	moins de 200	Mazout	moins de 14
Pipelines	Moyenne	170
Avion cargo	Moyenne	7000-15000	Kérosène	476-1020

* Moyenne = facteur de charge basé sur la moyenne des données réelles.

** Les estimations de CO₂ n'incluent pas les émissions liées au raffinage du carburant, à la fabrication des véhicules ou aux infrastructures de transport.

Estimations des sources suivantes : Intergovernmental Panel on Climate Change, Worldwatch Institute, Département de l'énergie des États-Unis, Association française pour la maîtrise de l'énergie, Canadian Climate Change Secretariat, SAE CSC Fuel Economy/Endurance Results.

Sur un autre plan, nous constatons que de grands efforts de recherche sont consacrés à certaines nouvelles technologies, particulièrement les piles à combustibles et la société de l'hydrogène. Cette technologie suscite de grands espoirs, en terme de réduction des émissions. Ces espoirs sont basés sur le fait qu'une pile à combustible produit de l'électricité en consommant de l'hydrogène et en émettant que de la vapeur d'eau. L'usage d'une telle technologie semble donc propre. Mais ce serait une illusion de regarder uniquement la pile, puisque l'hydrogène n'est pas disponible à l'état naturel et que, pour le produire, il faut dépenser beaucoup plus d'énergie que l'énergie qui est ensuite contenue dans l'hydrogène.

L'hydrogène n'est donc pas une source d'énergie, mais simplement un moyen de distribuer une autre source d'énergie. Sans percée technologique majeure, le seul moyen de produire de l'hydrogène à un coût raisonnable est de transformer du gaz naturel en hydrogène. L'efficacité et les émissions de cette option ont fait l'objet de plusieurs études. Le tableau 2 présente les émissions relatives de GES des différentes technologies de transport automobile, en se basant sur trois études internationales à ce sujet. On peut en tirer les faits saillants suivants :

Lorsque la source d'énergie est le gaz naturel, les piles à combustibles émettent autant de GES que la combustion du gaz, qui est une technologie beaucoup plus simple, moins coûteuse et plus fiable.
La conception «hybride électrique» permet de réduire les émissions de 32 à 46 %. C'est une technologie disponible maintenant, contrairement aux piles à combustible.
Les véhicules tout électriques ont la meilleure performance environnementale, même si l'électricité provient de turbines à cycle combiné, alimentés au gaz naturel. Si l'électricité provient d'hydroélectricité ou d'éolien, les émissions sont presque nulles.

Tableau 2 : Émissions des diverses technologies automobiles
(données du cycle de vie complet)

Technologies de l'automobile (véhicules de taille similaire)	Source d'énergie	Émissions de GES par rapport à un véhicule conventionnel
Moteur conventionnel	essence	Base de comparaison
Véhicule hybride électrique	essence	Baisse de 41 à 46 %
Moteur conventionnel	gaz naturel	Baisse de 26 à 35 %
Véhicule hybride électrique	gaz naturel	Baisse de 54 %
Pile à combustible, conversion gaz → H	gaz naturel	Baisse de 25 à 40 %
Véhicule tout électrique, électricité provenant de turbine à cycle combiné	gaz naturel	Baisse de 60 à 68 %

Source des données:
— On the road in 2020, M.I.T., Cambridge MA, Oct. 2000
— ExternE (European Commission), Comparison of two models of environmental evaluation – Application to a particular case study (alternative vehicles)
— Pembina Institute, Life-Cycle Value Assessment of Fuel Supply Options for Fuel Cell Vehicles in Canada, June 2002

Face à ces constats, certains promoteurs de la société de l'hydrogène répondent qu'il suffit de produire l'hydrogène, par électrolyse, à partir d'une source propre d'électricité comme l'énergie éolienne. Le cycle «énergie éolienne + compression de l'hydrogène + pile à combustible» serait effectivement très propre.

Par contre, il faut poser la question suivante : s'il est possible de développer de grandes quantités supplémentaires d'énergie éolienne ou hydroélectrique, cette énergie devrait-elle servir à produire de l'hydrogène ? En comparant deux usages possibles d'un kWh d'énergie propre, on doit conclure que la réponse est non. Si ce kWh sert à remplacer du charbon, il permet une baisse des émissions de GES d'environ 1000 grammes. Si ce kWh permet de remplacer du pétrole dans les transports, par le biais du cycle «hydrogène/pile à combustible», il réduit les émissions d'environ 380 grammes. La priorité est donc de remplacer le charbon, tant qu'il y aura du charbon. La société de l'hydrogène ne sera justifiée, sur le plan environnemental, que lorsque presque tout le charbon aura été remplacé (ou que des technologies seront implantées sur toutes les centrales au charbon, pour éliminer leurs émissions). Considérant que le coût des piles à combustibles est encore dix fois plus élevé que celui des moteurs conventionnels, il n'est donc pas réaliste de concevoir une société de l'hydrogène avant 40 ou 50 ans (et uniquement dans un scénario où il n'y aura plus de pétrole ou de gaz disponible pour le secteur des transports).

Conclusions

Les options de transport public (métro, tramways électriques, autobus) demeurent de très loin les options les plus efficaces. Elles le sont encore plus si on inclut les besoins énergétiques indirects d'un système basé sur le transport individuel : raffinage du pétrole, fabrication des véhicules, entretien des routes...
Dans le domaine du transport individuel, il est possible de réduire de 50 % les émissions, simplement en incitant un choix de véhicules plus efficaces. La technologie des véhicules hybrides électriques est déjà fiable et abordable, avec une baisse additionnelle des émissions. Au Québec, grâce au profil hydroélectrique, des véhicules hybrides électriques qu'on pourrait recharger la nuit, permettraient de réduire encore plus les émissions.
Les espoirs relatifs aux piles à combustible et à la société de l'hydrogène sont excessifs et nuisibles, car ces espoirs justifient souvent l'absence d'action à court terme, sous la présomption qu'une solution miraculeuse future viendra résoudre tous les problèmes.
Concernant le transport interurbain, une discussion sérieuse est requise pour définir une place raisonnable à l'avion. Cet enjeu est cependant complexe, car sur de longues distances, les alternatives sont souvent inexistantes. Par contre, l'usage de l'avion sur de courtes distances pourrait être remplacé par des moyens beaucoup plus efficaces, notamment des trains modernes.

Et le constat le plus important est possiblement le suivant : De multiples options existent actuellement pour réduire les émissions de plus de 50 %; il est inutile d'attendre de nouvelles technologies avant d'agir.