Unequal and fragmented futures increase the material cost of decarbonisation

Le monde tente actuellement de s'éloigner de la combustion des combustibles fossiles comme le charbon et le pétrole, pour se tourner plutôt vers des sources d'énergie qui n'ajoutent pas de carbone à l'atmosphère. Cette transition repose largement sur de nouvelles technologies : les panneaux solaires, les éoliennes et les véhicules électriques. Bien que ces machines fonctionnent grâce à l'énergie propre, elles sont construites de fond en comble en utilisant un ensemble spécifique de matières premières présentes dans la croûte terrestre, telles que le cuivre, le lithium et le cobalt. On les appelle souvent minéraux critiques car ils sont essentiels aux nouveaux systèmes énergétiques mais ne sont pas aussi abondants ou faciles d'accès que le fer et l'acier utilisés dans les infrastructures plus anciennes. Pendant des années, des experts ont tenté de deviner la quantité de ces matériaux dont le monde aura besoin pour atteindre les objectifs climatiques. La plupart de ces estimations supposaient que le monde agirait de la manière la plus efficace et la moins coûteuse possible pour réduire les émissions. Cependant, la réalité du terrain est rarement aussi simple. Elle est façonnée par la richesse ou la pauvreté de différents pays, par la qualité de la coopération entre les nations et par la façon dont les gens choisissent de vivre leur vie. Ces conditions sociales et économiques pourraient modifier la quantité de matières premières nécessaires tout autant que les cibles climatiques elles-mêmes.

Une équipe de chercheurs de l'Université de Cambridge s'est donné pour mission de comprendre comment ces conditions réelles et complexes affectent les besoins matériels de la décarbonation. Ils ne se sont pas contentés d'examiner un futur idéal ; au lieu de cela, ils ont modélisé cinq mondes très différents, allant d'un futur où le monde travaille ensemble pacifiquement pour réduire les inégalités, à un futur où les nations se replient sur elles-mêmes, entrent en compétition agressive et luttent contre de profonds clivages sociaux. Pour chacun de ces cinq scénarios, ils ont calculé la quantité de cobalt, de cuivre, de graphite, de lithium, de nickel et d'éléments de terres rares qui seraient nécessaire chaque année jusqu'en de 2050. Ils ont examiné deux versions de chaque futur : un où les pays poursuivent leur trajectoire actuelle sans action climatique supplémentaire, et un autre où ils s'alignent avec succès sur l'Accord de Paris pour limiter le réchauffement climatique. En lançant ces simulations complexes, les chercheurs ont découvert que la voie que prend le monde importe plus qu'on ne le pensait auparavant. Dans chaque scénario, la demande pour ces minéraux augmente, mais l'ampleur de cette augmentation dépend entièrement des choix sociaux et économiques que nous faisons.

L'étude révèle que si le monde suit une voie de durabilité, où les pays coopèrent et où les gens consomment moins d'énergie et moins de véhicules privés, la demande pour ces minéraux est nettement plus faible. Dans ce futur optimiste, le monde peut atteindre ses objectifs climatiques tout en utilisant environ un quart à un tiers de moins de ces matériaux par rapport aux autres futurs alignés sur Paris. Cependant, si le monde se dirige vers un futur défini par l'inégalité ou la rivalité régionale, le coût en matières premières monte en flèche. Dans ces futurs fragmentés, atteindre les mêmes cibles climatiques nécessite 150 à 250 % de minéraux de plus que les niveaux de référence observés aujourd'hui. Cela ne se produit pas parce que l'objectif climatique est plus difficile à atteindre, mais parce que la manière de l'atteindre change. Dans des mondes inégaux ou divisés, les gens ont tendance à consommer davantage, la technologie se diffuse plus lentement et les nations comptent sur des technologies spécifiques, gourmandes en matériaux, plutôt que de trouver des alternatives plus efficaces. Par exemple, dans un futur de rivalité régionale, l'Europe pourrait s'en tenir à des types de batteries plus anciens nécessitant plus de cobalt, tandis que dans un futur d'inégalité, la croissance rapide en Asie du Sud pourrait entraîner une demande massive pour les infrastructures et les véhicules, les deux étant intensifs en minéraux.

Les chercheurs ont également découvert que l'emplacement de cette demande change radicalement selon le futur. Dans un monde de rivalité régionale, le besoin de minéraux comme le cobalt et le nickel reste élevé en Europe en raison de choix technologiques spécifiques là-bas. Dans un monde d'inégalité, la demande se déplace massivement vers l'Asie du Sud à mesure que cette région croît. Cela signifie que le défi de sécuriser ces matériaux ne concerne pas seulement la quantité totale dont le monde a besoin, mais aussi l'endroit où ce besoin est concentré. Un futur de fragmentation rend la chaîne d'approvisionnement plus difficile à gérer précisément au moment où le commerce et la coopération sont susceptibles d'être les plus faibles. L'étude suggère que la difficulté de respecter les cibles climatiques n'est pas fixée par la limite de température seule. Au contraire, elle est façonnée par les conditions socio-économiques dans lesquelles nous tentons de les atteindre. Si le monde devient plus inégal ou divisé, la transition vers l'énergie propre nécessitera une extraction beaucoup plus lourde des ressources de la Terre, créant potentiellement de nouveaux risques pour les chaînes d'approvisionnement et augmentant le coût de la transition.

L'équipe a utilisé un modèle informatique sophistiqué qui suit le nombre de machines existantes, leur durée de vie et la manière dont elles sont remplacées au fil du temps. Ils ont combiné cela avec un modèle économique mondial pour voir comment différents récits sociaux se jouent. Ils ont découvert que dans un futur durable, le monde peut croître économiquement tout en utilisant réellement moins de minéraux par personne, car les gens comptent davantage sur les transports publics et les services partagés. En revanche, dans des futurs marqués par l'inégalité, l'élite riche des régions en développement stimule la demande pour des technologies privées et gourmandes en matériaux, tandis que les pauvres sont laissés pour compte. Cela crée une situation où les parties les plus riches du monde pourraient avoir l'argent pour acheter la technologie, mais où le système mondial manque de coordination pour la construire efficacement. L'étude suggère que simplement essayer d'extraire plus de minéraux ou de construire plus d'usines ne suffit pas. Pour rendre la transition réalisable, le monde doit également se concentrer sur la réduction de la quantité de matériaux nécessaires par personne grâce à de meilleurs transports publics, des produits plus durables et la coopération internationale. Sans ces changements, le chemin vers un futur propre pourrait être bloqué par les matériaux mêmes dont nous avons besoin pour le construire.