L'émergence de la mobilité aérienne décarbonée : dynamiques, conflits d'usages et justice énergétique

The emergence of low-carbon air mobility : dynamics, conflicts of use and energy justice

• Auteur / Autrice : Jean-Baptiste Jarin
• Direction : Louis De Fontenelle, Carole Haritchabalet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences économiques
• Date : Soutenance le 20/12/2024
• Etablissement(s) : Pau
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences sociales et humanités (Pau, Pyrénées Atlantiques)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : TRansitions Energétiques et Environnementales (Pau)
• Jury : Président / Présidente : Erwin Franquet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Massol, Iban Lizarralde
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Erwin Franquet, Olivier Massol

Mots clés

Mots clés contrôlés

Décarbonation

Biomasse

Transports aériens

Mots clés libres

Décarbonation

Aérien

Énergie

Durabilité

Biomasse

Carburant

Decarbonization

Aerospace

Energy

Sustainability

Biomass

Fuel

Résumé

Depuis 1997, la mobilité aérienne doit proposer des mesures pour réduire ses émissions eCO2. Mais depuis, ces émissions ont doublé, et le secteur peine toujours à proposer une trajectoire de décarbonation crédible.Il se trouve que la décarbonation de la mobilité aérienne passe par la décarbonation de son énergie, ce qui va mobiliser des quantités considérables de biomasse et d'électricité. Deux ressources qui sont déjà en tension, deux ressources qui servent les besoins primaires de l'ensemble de l'humanité. Et comme la mobilité aérienne reste un besoin tertiaire, à haute intensité énergétique, qui bénéfice pour l'essentiel aux plus aisés, il est dès lors nécessaire que le concept de justice énergétique soit pris en compte lors de la construction de la feuille de route de décarbonation de la mobilité aérienne.La thèse identifie deux leviers majeurs : la réduction de la vitesse et le déploiement massif de carburant bas carbone (Sustainable Aviation Fuels, SAF). Diminuer la vitesse permet une baisse très sensible de la consommation de carburant, et dans le même temps, les SAF permettent d'en diminuer l'intensité carbone. La thèse identifie que par rapport à d'autres vecteurs énergétiques, les SAF s'imposent, car ils présentent le moins mauvais taux de retour énergétique. Ce taux impacte les émissions eCO2 et les coûts de production, mais aussi la quantité d'intrants (biomasse, électricité) nécessaires. Les SAF présentent d'autres qualités : moindres émissions polluantes, possibilité d'un déploiement massif, sous réserve d'être compatibles avec la flotte existante. Cela aura un coût, pour le secteur comme pour nos sociétés. D'un côté, une molécule de SAF coûte 3 à 5 fois plus que son équivalent d'origine fossile, ce qui induit une hausse sensible du coût de la mobilité aérienne. De l'autre, même en limitant les volumes nécessaires, la production de SAF va engendrer des conflits d'usages sur la biomasse et l'électricité.La trajectoire de décarbonation de la mobilité aérienne s'inscrit donc sur une ligne de crête, mais la thèse défend l'idée que cette hausse du prix de l'énergie pour le secteur est souhaitable, pour l'ensemble des parties. Pour la société civile, en limitant la demande, cela est synonyme d'une moindre pression sur les intrants. Pour le secteur, il se trouve que les compagnies aériennes ont déjà prouvé par le passé qu'elles pouvaient accroître leur rentabilité lorsque le prix de l'énergie augmente. Pour les industriels, le développement d'aéronefs plus efficients et moins rapides, à base de turbopropulseurs et d'open rotor, viendrait nourrir bureaux d'études et lignes de production.Cette hausse des prix viendrait par ailleurs modérer la croissance du trafic, qui pourrait, in fine, évoluer dans une fourchette de -0.5 à +1.6% / an. Le paradigme originel de l'aérien, hausse de la vitesse et baisse des prix avec comme corollaire une pression toujours plus accrue sur les ressources énergétiques et le climat, deviendrait dès lors baisse de la vitesse et hausse des prix, afin d'en minimiser les externalités.C'est donc dans une logique de justice énergétique, et climatique, que la thèse propose un strict plafonnement des émissions globales, une orientation des intrants disponibles, une réflexion quant à la nécessité de revoir la fiscalité de l'énergie appliquée à la mobilité aérienne. Afin de soutenir cette approche, le concept de pyramide des besoins énergétiques de l'humain, comme socle à la justice énergétique est développé.

Since 1997, the air mobility sector has been required to propose measures to reduce its eCO2 emissions. Since 1997, these emissions have doubled, and the sector is still struggling to propose a credible decarbonization trajectory.Decarbonizing air mobility means decarbonizing its energy, which will mobilize considerable quantities of biomass and electricity, resources that are already under pressure. What is more, these resources serve the primary needs of humanity as a whole, while at the same time, air mobility remains an energy-intensive tertiary need, benefiting mainly the most affluent.The concept of energy justice therefore needs to be considered when building the decarbonization roadmap for air mobility. The thesis identifies two major levers: speed reduction and massive deployment of low-carbon fuel (SAF). Reducing speed leads to a significant drop in fuel consumption, while low-carbon fuels significantly reduce the fuel carbon intensity. Compared with other energy carriers, SAF is the best choice, as it has the lowest energy rate of return. This rate has an impact on eCO2 emissions and production costs, but also on the quantity of inputs (biomass, electricity) required. SAFs have other qualities: lower pollutant emissions and the possibility of mass deployment, if drop in, with the existing fleet.But this comes at a cost, both for the industry and for our societies. On the one hand, a SAF molecule costs 3 to 5 times more than its fossil fuel equivalent. On the other hand, even if volumes are limited, SAF production will give rise to conflicts of use for biomass and electricity. Increased pressure could destabilize the supply-demand balance, and thus drive-up prices, for resources that serve the vital needs. It is also likely that the sector will seek to minimize these additional costs, either directly (subsidies) or indirectly (taxation), which may fuel a form of energy injustice.The decarbonization trajectory of air mobility is therefore on a crest line, but the thesis defends the idea that this rise in energy prices is desirable, for all parties. For our civil societies, it means less pressure on inputs. For the industry, airlines have already proved in the past that they can increase their profitability when energy prices rise. For manufacturers, the development of ever more efficient and slower-moving aircraft, based on turboprops and open rotors, would boost r&d and manufacturing. This rise in prices would also moderate traffic growth, which, subject to a reduction in speed, could ultimately evolve within a range of -0.5 to +1.6% / year.This requires us to reverse our relationship with speed and price. The original paradigm of air travel - higher speeds and lower prices, with the corollary of ever-increasing pressure on energy resources and the climate - becomes lower speeds and higher prices, in order to minimize externalities.With energy and climate justice in mind, the thesis proposes a strict cap on global emissions, a focus on available inputs, and an overhaul of energy taxation applied to air mobility. In support of this approach, the concept of the pyramid of human energy needs as a basis for energy justice is developed.Energy justice is seen here as an opportunity, since it would enable us to build a decarbonization trajectory for air mobility that is at once credible, fair and efficient.