Pourquoi l’énergie est-elle indispensable à l’économie et la finance ?
La nature thermodynamique de l'économie
Pour saisir l’ampleur de notre dépendance aux énergies fossiles et pourquoi la transition est si ardue, il faut changer de lunettes et regarder l’économie à travers la physique. Les modèles classiques traitent l’énergie comme un simple facteur de production, interchangeable et secondaire, au motif qu’elle ne pèse généralement que 5 à 10 % du PIB d’un pays. Ce raisonnement oublie l’essentiel : sans énergie, rien ne se produit.
L'énergie comme facteur limitant de la production
En réalité, le capital (machines, usines, infrastructures) et le travail (main-d'œuvre) sont inertes sans apport d'énergie.
️Une usine ultramoderne, si elle est privée d'électricité, a une productivité nulle. Pareil pour un camion, aussi sophistiqué soit-il : il ne déplace aucune marchandise sans carburant. L'énergie est le flux qui anime le capital, c’est l’homme qui dirige la marionnette. Ainsi, dans une approche physique, l'économie ne « produit » rien ; elle transforme simplement des ressources naturelles préexistantes en biens et services utilisables, grâce à l'énergie.
Les enjeux énergétiques sont centraux car la disponibilité de l’énergie conditionne directement notre niveau de vie. Un individu ne peut produire qu’environ 100 kWh d’énergie mécanique par an, quand un seul baril de pétrole en contient près de 1 700, représentant plusieurs années de travail humain obtenues pour un coût dérisoire.
Le concept d’« esclaves énergétiques »
Cette disparité colossale entre la puissance biologique et la puissance fossile permet d'introduire le concept d' « esclaves énergétiques ».
La mécanisation industrielle, alimentée par les énergies fossiles, revient à doter chaque être humain d'une armée invisible de serviteurs. Les calculs physiques montrent que le mode de vie moyen d'un occidental correspond à l'utilisation continue de plusieurs centaines d'esclaves énergétiques. Ces machines (excavatrices, laminoirs, camions, serveurs informatiques, lave-linge) travaillent 24h/24 pour extraire, transformer, transporter et chauffer à notre place.
Jean-Marc Jancovici, expert énergie-climat, utilise volontiers l'analogie du « costume d'Iron Man » pour illustrer cela : l'énergie fossile agit comme un exosquelette surpuissant qui démultiplie la capacité d'action de l'humanité sur son environnement. C'est cette injection massive d'énergie qui a permis l'explosion de la productivité du travail et, par conséquent, l'essor fulgurant du PIB mondial depuis le début de la révolution industrielle.
Problème : sans cette énergie abondante et dense, la productivité marginale du travail s'effondrerait pour revenir à ses niveaux préindustriels.
La corrélation historique PIB/Énergie
Depuis 1965, la corrélation entre la croissance du PIB mondial réel et celle de la consommation d’énergie primaire est extrêmement forte. L’équation de Kaya (développée par l'économiste japonais Yoichi Kaya en 1993) permet de le formaliser en montrant que le PIB par habitant dépend à la fois de l’énergie consommée par personne et de l’efficacité avec laquelle elle est transformée en valeur.
Historiquement, la croissance a reposé sur la hausse conjointe de ces deux facteurs. Jusqu’à 1979, elle était surtout extensive, tirée par l’augmentation rapide de l’énergie disponible par individu.
Mais, depuis les années 1980, dans les pays de l’OCDE, la consommation d’énergie par habitant stagne et la croissance provient surtout des gains d’efficacité. Le « découplage » observé dans certains pays riches est en grande partie trompeur : il tient surtout au fait que les services ont remplacé l’industrie et que les activités les plus énergivores ont été déplacées à l’étranger. Si l’on tient compte de l’énergie nécessaire pour produire les biens importés, ce découplage disparaît largement.
À l’échelle mondiale, l’économie reste donc étroitement liée à l’énergie : quand l’activité recule, la consommation d’énergie baisse presque toujours, et inversement.
Rester lucide sur le mix énergétique
Une erreur d'appréciation fréquente dans la compréhension de l’ISR consiste à confondre la dynamique des flux financiers ou médiatiques avec la dynamique des flux physiques. Si les investissements dans les renouvelables croissent de manière exponentielle, leur impact sur le mix énergétique global reste pour l'instant marginal en termes de substitution.
La domination persistante des énergies fossiles
Les chiffres de l’Energy Institute et de l’AIE sont sans ambiguïté : en 2022, les énergies fossiles représentaient encore environ 81,5 % de la consommation mondiale d’énergie primaire, un ordre de grandeur remarquablement stable depuis des décennies malgré les politiques climatiques.
Le pétrole domine toujours pour le transport et la pétrochimie grâce à sa densité énergétique et sa facilité de stockage, le charbon reste central pour l’électricité et l’industrie lourde en Asie, et le gaz joue un rôle clé pour le chauffage et la production électrique flexible.
Les renouvelables et le nucléaire progressent, mais ils restent minoritaires à l’échelle globale. Le point décisif est que ces nouvelles capacités se sont ajoutées aux fossiles plutôt que de les remplacer. La demande énergétique mondiale augmentant plus vite que le déploiement des sources bas carbone, la consommation absolue de charbon, de pétrole et de gaz continue de croître.
En 2023, l’usage du charbon a même atteint un record historique, porté par la Chine et l’Inde, ce qui contredit frontalement les scénarios d’une sortie rapide des fossiles.
Rester impartial avec l’électricité
Si l’électricité occupe une place centrale dans notre imaginaire énergétique, les experts expliquent qu’il est nécessaire de prendre un certain recul. Certes, elle est indispensable à la modernité, mais ne représente qu’environ 20 % de la consommation finale d’énergie. Les 80 % restants correspondent à des usages difficiles à électrifier.
La production d'acier, de ciment ou de verre nécessite des températures de plus de 1000 C, aujourd'hui fournies massivement par le charbon et le gaz. De la même manière, l'aviation, le transport maritime et le transport routier longue distance reposent sur la densité énergétique exceptionnelle des hydrocarbures liquides, difficilement égalable par les batteries actuelles
La neutralité carbone repose donc largement sur un défi encore irrésolu d’électrification massive des usages. Pour atteindre la neutralité carbone, la part de l’électricité devra passer de 20 % aujourd’hui à près de 50 % en 2050.
Cela implique un défi industriel colossal : décarboner entièrement la production électrique actuelle tout en multipliant par deux ou trois les capacités pour alimenter les nouveaux usages. Il ne s’agit pas d’une simple transition, mais d’une reconstruction complète du système énergétique mondial en trente ans, sous fortes contraintes physiques et matérielles.
Comment se manifestent concrètement les dilemmes énergétiques ?
La transition énergétique change la logique économique du système : on passe d’un modèle où l’on paie surtout le carburant au fil du temps (OPEX : dépenses courantes nécessaires pour la faire fonctionner au quotidien) à un modèle où l’essentiel du coût est payé dès le départ pour construire les infrastructures (CAPEX : l’argent investi au départ pour construire une infrastructure), ce qui transforme en profondeur les risques et les gains possibles. C’est précisément cette nouvelle équation que l’on examine ici.
Le problème du CAPEX
Une centrale à gaz est relativement bon marché à construire mais coûte cher à faire fonctionner car elle dépend du prix du combustible.
À l’inverse, une éolienne ou un réacteur nucléaire nécessitent très peu de dépenses de maintenance : le vent est gratuit, l’uranium peu coûteux, toutefois, la faible densité énergétique du vent et du soleil impose de déployer des infrastructures très étendues pour produire autant d’énergie qu’une centrale thermique compacte.
Problème : cette structure rend la transition extrêmement dépendante du coût de l’argent (plus les taux d’intérêt sont élevés, plus il devient coûteux de financer les infrastructures nécessaires à la transition, ce qui réduit leur rentabilité et ralentit leur déploiement.)
Résultat : une hausse de 2 points de taux augmente le coût total de l’électricité produite d’environ 20 % pour un projet renouvelable, contre environ 11 % pour une centrale à gaz selon le World Economic Forum.
Dans un contexte de taux durablement élevés (croissance mondiale incertaine, tensions géopolitiques etc.) les actifs verts perdent mécaniquement en compétitivité face aux actifs fossiles déjà amortis. Pour les investisseurs, la rentabilité des infrastructures bas carbone ne repose donc plus seulement sur le progrès technologique, mais de plus en plus sur les conditions de financement et le soutien public.
L’enjeu de la physique du réseau électrique
Le réseau électrique peut être compris comme un immense système de tuyaux et de machines reliant les producteurs d’électricité aux consommateurs.
Cependant, contrairement à l’eau, l’électricité ne peut pas être stockée facilement dans ce réseau : à chaque instant, la quantité produite doit être quasiment égale à la quantité consommée pour éviter les pertes.
Pour que cet équilibre soit maintenu, le courant circule à une vitesse très précise, mesurée par la fréquence du réseau, fixée en Europe à 50 Hz. Si cette fréquence s’éloigne trop de cette valeur, les équipements se dégradent et des coupures peuvent survenir.
Le défi ne consiste donc pas seulement à produire assez d’électricité sur l’année, mais à maintenir en permanence la stabilité du système.
Cette stabilité repose en grande partie sur l’inertie du réseau.
Les centrales conventionnelles, comme le nucléaire, l’hydraulique ou le charbon, fonctionnent avec des alternateurs synchrones, c’est-à-dire de grosses machines mécaniques qui tournent à vitesse constante et sont directement couplées au réseau.
Leur masse joue le rôle d’un stabilisateur : en cas de panne, elle amortit le choc, évite que la fréquence ne parte trop vite dans tous les sens, et donne au réseau le temps de se rééquilibrer.
Cette contrainte physique a des conséquences économiques directes. La valeur d’une installation électrique ne dépend plus seulement de la quantité d’électricité qu’elle produit, mais aussi de sa capacité à stabiliser le réseau.
Les énergies renouvelables variables ne sont donc pas plus complexes à maintenir individuellement, mais elles rendent le système électrique global plus difficile à stabiliser, ce qui impose des investissements supplémentaires pour garantir sa fiabilité.
La réalité matérielle de l’investissement énergétique
On présente souvent la transition énergétique comme un passage « plus propre » et presque immatériel, mais elle repose en réalité sur quelque chose de très concret : des machines, des câbles, des batteries, des centrales, donc beaucoup de matériaux. Autrement dit, on ne sort pas de la dépendance aux ressources, on la déplace. On dépendra moins du pétrole et du gaz, et davantage des métaux et des infrastructures nécessaires pour produire, stocker et acheminer l’énergie.
- Capter des flux diffus comme le vent et le soleil exige davantage d’équipements par unité d’énergie utile, donc plus de cuivre, d’acier, de béton, de réseaux, ainsi que des batteries et des systèmes de pilotage.
Problème : cette intensité matérielle peut alimenter une dynamique de « greenflation » : même si les technologies progressent, le coût des projets bas carbone peut être tiré vers le haut par la hausse des matières premières, par la volatilité des cycles miniers et par des enjeux géopolitiques lorsque certaines étapes clés, comme le raffinage, sont concentrées dans quelques pays. - Pour aller plus loin, on peut raisonner avec une idée très simple : une source d’énergie n’est intéressante que si elle rapporte nettement plus d’énergie qu’elle n’en coûte à mettre en service.
C’est exactement ce que mesure le TRE, le « taux retour énergétique (sur investissement) » : on compare l’énergie que la filière fournit à l’énergie qu’il faut dépenser pour l’extraire, fabriquer les équipements, les installer, les entretenir et parfois stocker l’électricité. - Les fossiles ont longtemps offert un rendement énergétique très élevé, ce qui laissait beaucoup d’énergie « disponible » pour le reste de l’économie. Si, dans le nouveau système, une part plus importante de l’énergie doit être réinvestie dans l’infrastructure elle-même, l’énergie nette restante diminue, avec des effets possibles sur les coûts, la productivité et le potentiel de croissance.
Pour un investisseur de long terme, cela signifie que la réussite du bas carbone dépend autant de la solidité des chaînes industrielles et matérielles que des progrès technologiques.
