BE 2023 Emissions

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Les émissions de gaz à effet de serre du système électrique français ont atteint en 2023 un minimum historique

Les émissions liées à la production d’électricité en France ont atteint 16,1 MtCO2eq en 2023, leur niveau le plus faible depuis le début des années 1950. L’intensité carbone de la production d’électricité française est également au plus bas : elle a été de 32 gCO2eq par kilowatt-heure produit sur l’année 2023. Cette baisse généralisée, après la hausse conjoncturelle du volume d’émissions observée en 2022, est la conséquence d’un volume de production fossile relativement faible grâce à l’amélioration de la disponibilité des moyens de production bas-carbone et à la baisse de la consommation. Les émissions du système électrique français sont restées en 2023 parmi les plus faibles d’Europe (ce qui était également le cas en 2022), et pèsent relativement peu dans le bilan carbone national (moins de 5 %, contre 22 % pour l’Allemagne, 19 % pour l’Espagne et 21 % en moyenne pour l’Union européenne2). Même si le mix électrique français est déjà largement décarboné, l’enjeu pour les années à venir réside dans l’augmentation du volume d’électricité décarbonée produite pour alimenter des besoins croissants en électricité qui résulteront de la sortie progressive des énergies fossiles dans les secteurs très émetteurs (transports, industrie, bâtiments).

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Sources : CITEPA, Rapport Secten 2023 ; European Environment Agency ; Eurostat ; ENTSO-E ; calculs : RTE.

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Les émissions territoriales de l’Union européenne se sont élevées à 3 735 MtCO2eq en 2021 (source : European Environmental Agency). Les émissions dues à la production d’électricité dans l’Union européenne ont atteint 783 MtCO2eq (source : Ember Climate, Yearly electricity data, 2024).


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Largement décarbonée depuis la fin des années 1980, la production française d’électricité l’est encore plus depuis les années 2010

À partir de la seconde moitié du XXème siècle, il est possible d’identifier quatre grandes périodes pour le système électrique français du point de vue des émissions de gaz à effet de serre:

  • De l’après-guerre jusqu’à la fin des années 1970, la production était fortement carbonée ; la croissance importante de la consommation d’électricité (+1 % par an en moyenne), dans un contexte de fort développement économique et d’électrification du pays, était couverte essentiellement par l’hydroélectricité, les centrales au charbon et au fioul. Ainsi, l’intensité moyenne de la production d’électricité en France se maintint entre 400 et 500 gCO2eq./kWh. En 1976, les émissions annuelles liées à la production d’électricité en France atteignaient près de 100 MtCO2eq ;
  • Durant les années 1980, la mise en service à un rythme soutenu des réacteurs nucléaires qui composent le parc actuel, en parallèle de la poursuite de la croissance de la consommation nationale d’électricité (+0,4 % par an en moyenne sur la décennie), a eu pour effet une décarbonation très rapide du mix électrique français4. Ce déploiement a vu le parc au fioul quasiment disparaître et les émissions liées au charbon diminuer de moitié entre 1980 et 1990. En conséquence, l’intensité carbone de la production française a été divisée par quatre en dix ans : en 1990, elle était inférieure à 100 gCO2eq/kWh ;
  • Entre 1990 et la fin des années 2000, les émissions et l’intensité en émissions de la production sont restées relativement stables. Le mix électrique était dominé par le nucléaire, mais une partie (entre 10 et 20 GW) du parc thermique fossile, notamment au charbon, était encore en fonctionnement. Les émissions de gaz à effet de serre (entre 20 et 40 MtCO2eq) et l’intensité carbone (autour de 75 gCO2eq/kWh) sont restées stables sur la période ;
  • À partir du début des années 2010, avec le rehaussement des objectifs en matière de réduction des émissions de gaz à effet de serre et de polluants, le parc de production au fioul et au charbon a été progressivement réduit au minimum nécessaire pour assurer la sécurité d’approvisionnement. En même temps, des centrales à gaz, moins émettrices à parité d’énergie produite, les ont remplacés dans le rôle de moyens de production de pointe. La décennie 2010 a également été marquée par le fort développement de l’éolien et du solaire. Tous ces facteurs ont contribué ensemble à faire baisser encore l’intensité de la production d’électricité française, qui a atteint 45 gCO2eq/kWh en moyenne sur la période ;
histo émissions
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Aujourd’hui, le mix électrique français est l’un des plus décarbonés d’Europe, en raison de la prédominance des sources de production bas-carbone : le nucléaire, l’hydraulique et plus récemment l’éolien et le solaire. De plus, au cours des vingt dernières années, des moyens de production parmi les plus fortement émetteurs (charbon et fioul) ont été progressivement fermés5. Ainsi, malgré une consommation d’électricité par habitant relativement élevée par rapport à des pays européens comparables6, les émissions pour la production d’électricité représentent autour de 5 % des émissions territoriales de la France7, contre 22 % pour l’Allemagne, 19 % pour l’Espagne et 21 % en moyenne pour l’Union européenne9. En outre, la position habituellement largement exportatrice de la France permet aux pays européens interconnectés d’importer de l’électricité bas-carbone pour couvrir une partie de leur consommation, améliorant ainsi le bilan carbone à l’échelle européenne.

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Les facteurs d’émissions des différentes filières production utilisés pour le calcul des émissions sur toute la période 1950-2023 sont les facteurs d’émissions actuels. En toute rigueur, il faudrait tenir compte du fait que les facteurs d’émissions ont tendance à diminuer (très lentement) dans le temps avec l’amélioration de l’efficacité des centrales, les évolutions concernant la qualité des combustibles fossiles, etc. Cependant, l’approximation qui est faite ici n’est pas de nature à modifier substantiellement les résultats de l’analyse. 

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L’objectif principal étant à l’époque l’amélioration de la souveraineté énergétique et non pas la décarbonation du mix.

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Voir le chapitre Europe.

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En raison notamment de la part importante du chauffage électrique. En 2021, la consommation était d’environ 7 200 kWh/habitant en Italie, contre 6 000 kWh/habitant en Allemagne, 5 500 kWh/habitant dans l’Union européenne, et moins de 5 000 kWh/habitant en Espagne et en Italie (source : Eurostat).

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Les émissions territoriales de la France se sont élevées à 418 MtCO2eq en 2021.  – CITEPA, Rapport Secten 2023.

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Sources : CITEPA, Rapport Secten 2023 ; European Environment Agency ; Eurostat ; ENTSO-E ; calculs : RTE.

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Les émissions territoriales de l’Union européenne se sont élevées à 3 735 MtCO2eq en 2021 (source : European Environmental Agency). Les émissions dues à la production d’électricité dans l’Union européenne ont atteint 783 MtCO2eq (source : Ember Climate, Yearly electricity data, 2024).


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Un minimum historique d'émissions de gaz à effet de serre grâce au rebond de la production décarbonée et à la baisse de consommation

Au cours de l’année 2022, la crise de la production en France avait entrainé deux effets de nature à affecter le bilan carbone du système électrique français et un autre affectant plus largement le bilan carbone du système électrique européen :

  • Le recours accru aux moyens thermiques fossiles en France (essentiellement au gaz) ;
  • Dans une moindre mesure, le recours significatif de la France aux importations depuis les pays voisins, dont le mix est en général plus carboné que le mix français, pour couvrir une partie de la consommation ;
  • Du point de vue des émissions évitées à l’étranger par les exportations françaises : le recours, dans les pays voisins, à des moyens de production plus carbonés qu’en France pour compenser la baisse des importations depuis la France.

En 2023, l’amélioration de la disponibilité du parc nucléaire français et de la production hydraulique, les volumes historiquement élevés de production éolienne et solaire, la poursuite de la baisse de consommation (voir le chapitre Consommation), ainsi que la place désormais anecdotique du charbon (voir le chapitre Production), ont permis une nette réduction des émissions par rapport à l’année précédente : le niveau des émissions est même repassé en dessous de ceux observés avant la crise énergétique, entre 2018 et 2021. Ainsi, les émissions directes totales liées à la production d’électricité en France se sont élevées à 16,1 MtCO2eq. Par ailleurs, en 2023, 92 % de l’électricité produite en France l’a été à partir de sources bas-carbone, soit 456 TWh. Cette proportion correspond à la moyenne de la période 2014-2021, après un creux à 87 % en 2022.

prod décarbonée
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émissions prod
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En 2014, les centrales à charbon représentaient encore près de 40 % des émissions de gaz à effet de serre liées à la production d’électricité en France, soit 7 MtCO2eq. En 2023, les centrales au charbon ont émis moins d’une mégatonne d'équivalent-CO2 soit moins de 4 % des émissions totales liées à la production d’électricité en France.

L’intensité en émissions de la production, c’est-à-dire les émissions rapportées à l’énergie produite, s’est élevée à 32 gCO2eq/kWh en 2023, en baisse de près de 40 % par rapport à 2022 (54 gCO2eq/kWh), et même en dessous de la moyenne de la période 2018–2021, qui se situait autour de 37 gCO2eq/kWh.

Même en tenant compte des émissions sur le cycle de vie, les émissions liées au système électrique français restent très faibles

L’intensité carbone liée à la production d’électricité peut être calculée en considérant uniquement les émissions directes, comme c’est le cas dans les figures précédentes, ou en incluant toutes les émissions liées à la production d’électricité sur le cycle de vie. Ce dernier permet de prendre en compte, en plus des émissions directes liées à la combustion en centrale (pour les centrales alimentées par les combustibles fossiles), l’ensemble des émissions liées au cycle de vie des installations de production : de l’extraction et le transport des combustibles et des matières premières ou des équipements, à la construction des infrastructures permettant la production d’une quantité donnée d’énergie. Certaines sources de production, comme l’éolien, le solaire et l’hydraulique, n’entrainent pas d’émissions directes, mais la construction des barrages, la fabrication et le transport des panneaux solaires et des éoliennes et leur installation, génèrent des émissions indirectes qui sont prises en compte dans cette approche10.

En tenant compte des émissions liées au cycle de vie, les émissions liées à la production d’électricité en France ont atteint 22,6 MtCO2eq en 2023, contre 30,8 MtCO2eq en 2022, soit une baisse de 27 %. Tout comme les émissions directes, les émissions sur le cycle de vie restent très inférieures en France par rapport à celles dans d’autres pays. En 2023, les émissions sur le cycle de vie ont été environ 40 % supérieures aux émissions directes. Malgré une part croissante dans le mix, la contribution cumulée de l’éolien, du solaire et de l’hydraulique aux émissions sur le cycle de vie de la production d’électricité reste très faible. Elles ont représenté en 2023 moins de 10 % des émissions totales sur le cycle de vie liées à la production d’électricité en France (2,1 MtCO2eq) et moins de 0,5 % de l’empreinte carbone du pays11.

émissions prod acv
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Les émissions de gaz à effet de serre sur le cycle de vie des énergies décarbonées restent très faibles par rapport à celles des moyens thermiques fossiles : 16 gCO2eq/kWh pour l’éolien terrestre, 17 gCO2eq/kWh l’éolien en mer, 43 gCO2eq/kWh pour le solaire photovoltaïque, 7 gCO2eq/kWh pour le nucléaire, 6 gCO2eq/kWh pour l’hydraulique, à comparer avec 941 gCO2eq/kWh pour les centrales au charbon, 928 gCO2eq/kWh pour les centrales au fioul et 389 gCO2eq/kWh pour les cycles combinés gaz, qui sont les centrales au gaz les plus performantes.

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L’empreinte carbone désigne l’ensemble des émissions, domestiques ou à l’étranger, qui sont attribuables à la consommation intérieure d’un pays donnée. Celle-ci comptabilise donc les émissions générées à l’étranger par la production de bien ou de services consommés dans le pays en question, mais pas les émissions générées dans le pays en question par la production de biens ou de service qui sont consommés à l’étranger. C’est une notion proche du cycle de vie, mais distincte : l’empreinte carbone repose sur l’attribution d’émissions à la consommation d’un territoire donné, alors que l’analyse du cycle de vie repose sur l’attribution d’émissions à un usage, une activité ou un objet donné.

 


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Même en tenant compte des importations et des exportations d’électricité, le système électrique français reste largement décarboné

Les émissions liées au système électrique français peuvent être évaluées selon différents périmètres : celui de la production d’électricité en France, détaillé dans les parties précédentes, mais également celui de la consommation d’électricité en France. En effet, en plus de la part servant à couvrir la consommation nationale, une partie de l’électricité produite en France est exportée vers les autres pays européens. À l’inverse, une partie de la consommation française est couverte par des importations d’électricité produite à l’étranger, notamment lors des périodes de forte consommation en hiver, ou lorsqu’il est plus économique d’importer depuis les pays voisins (notamment en cas de production renouvelable abondante dans ces pays) que de démarrer des moyens de production plus coûteux en France.

Les émissions liées à la consommation d’électricité en France correspondent donc aux émissions de la production française desquelles ont été retranchées les émissions liées aux exportations, et auxquelles ont été ajoutées celles liées aux importations12. Selon le ratio entre les volumes d’énergie importés et exportés, et les moments pendant lesquels se font ces échanges, donc l’intensité en émissions de ces volumes, les émissions au périmètre de la consommation peuvent être plus ou moins élevées que celles au périmètre de la production. En effet, même si la production d’électricité en France est plus décarbonée que celle dans les pays voisins, il est utile de noter qu’en moyenne plus de 60 % des importations françaises sont décarbonées (voir l’analyse détaillée dans la suite du chapitre). Ainsi, en 2023, les émissions directes au périmètre de la consommation se sont élevées à 15,3 MtCO2eq, soit légèrement plus faibles que celles au périmètre de la production (16,1 MtCO2eq), même si au cours des années précédentes les émissions au périmètre de la consommation avaient été plus élevées que celles au périmètre de la production. Si l’on prend en compte toutes les émissions sur le cycle de vie, la consommation d’électricité en France a émis 21 MtCO2eq en 2023, et la production 23 MtCO2eq.

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Plus la France importe fréquemment et des volumes importants, plus les émissions liées aux importations occupent une place importante dans les émissions totales liées à la consommation. Cela avait été particulièrement le cas en 2022, lorsque le solde des échanges de la France était importateur net, et la France avait importé de l’électricité près de 70 % du temps : au cours de cette année-là, la part des importations dans les émissions liées à la consommation française s’était élevée à un peu moins de 20 %. Lorsque la France est majoritairement exportatrice, malgré le recours ponctuel aux importations pour couvrir les périodes de forte consommation en hiver (ou pour tirer profit de la forte production renouvelable à l’étranger), les émissions liées aux importations sont tout à fait marginales. Ainsi, en 2023, les importations n'ont représenté que 5 % des émissions liées à la consommation d’électricité en France, soit moins de 1 MtCO2eq.

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L’année 2022 avait été marquée par une hausse visible mais contenue de l’intensité carbone tant au périmètre production qu’au périmètre consommation, en raison du recours relativement plus important aux moyens fossiles et, au second ordre, aux importations (en moyenne plus carbonées que la production française) depuis les pays voisins. Ainsi, l’intensité carbone de la production d’électricité en France était passée de 37 à 54 gCO2eq/kWh entre 2021 et 2022, et l’intensité carbone de la consommation de 41 à 62 gCO2eq/kWh. En 2023, dans l’ensemble, celles-ci ont retrouvé des niveaux proches voire légèrement inférieurs à ceux d’avant la crise énergétique : 32 gCO2eq/kWhen ce qui concerne la production et 31 gCO2eq/kWh en ce qui concerne la consommation.

Le contenu carbone moyen de l’électricité importée par la France a également légèrement baissé en 2023 par rapport aux années marquées par la crise énergétique, 2021 et 2022. Dans l’ensemble, sur la période 2017–2023, il a baissé dans des proportions importantes, reflétant en cela la tendance de décarbonation des pays européens (voir le chapitre Europe).

À la maille horaire, un système électrique français bas-carbone la majorité du temps, avec quelques pics d’intensité carbone

Une analyse fine de l’intensité carbone de la production et de la consommation heure par heure permet de mettre en évidence des grands écarts entre les valeurs maximales et minimales au cours de l’année, mais également le caractère ponctuel de l’atteinte de ces valeurs extrêmes.  Cela concerne à la fois les valeurs les plus élevées – lorsqu’il est fait appel à des moyens très carbonés à l’étranger pour assurer l’équilibre offre-demande – et les plus faibles – qui correspondent généralement à des situations où la production décarbonée française est largement excédentaire relativement à la consommation intérieure, et dont le surplus est exporté. L’analyse à la maille horaire est complémentaire aux analyses à des échelles de temps plus longues ; ensemble, elles permettent d’illustrer les dynamiques conjoncturelles, structurelles et ponctuelles que connaît le système électrique français en matière d’émissions de gaz à effet de serre.

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Tout comme les volumes d’émissions, l’intensité en émissions au périmètre consommation peut être plus ou moins élevée que celle au périmètre production ; dans les années passées elle avait été plus fréquemment supérieure. En 2023, en revanche; l’intensité en émissions (directes) au périmètre de la consommation a été inférieure près de 80 % du temps à l’intensité évaluée au périmètre production. Sur les 20 % du temps où l’intensité carbone de la consommation a été supérieure à celle de la production, l’écart entre les deux a été d’autant plus important qu’on se rapprochait des maxima horaires pour les deux périmètres. Sur ces pas de temps, la différence entre les deux périmètres s’explique simplement par la prise en compte des importations : lorsque l’intensité est élevée au périmètre de la production française, cela signifie que des moyens carbonés ont été très sollicités en France, ce qui a tendance à se produire lorsque l’équilibre entre l’offre et la demande d’électricité est tendu. Or c’est précisément dans ces situations que la part des importations dans la couverture de la consommation française est la plus grande. Comme les importations sont en moyenne plus carbonées que la production française, elles alimentent le différentiel entre les deux périmètres et l’écart devient alors plus important.

Les trois-quarts du temps, l’intensité carbone en émissions directes de la production française est inférieure à 40 gCO2eq/kWh ; un quart du temps, elle est même inférieure à 20 gCO2eq/kWh, une valeur particulièrement faible. Sur le quart du temps où l’intensité est la plus élevée, celle-ci se situe entre 40 et 80 gCO2eq/kWh, une plage relativement élevée pour le système électrique français, mais qui reste tout de même faible par rapport à l’intensité moyenne de la production dans d’autres pays comparables (voir chapitre Europe). Enfin, l’intensité carbone de la production d’électricité en France ne dépasse que très rarement les 80 gCO2eq/kWh (moins de 0,3 % du temps, soit 30 heures dans l’année) ; au périmètre consommation, l’intensité en émissions directes dépasse moins de 0,3 % du temps la valeur de 120 gCO2eq/kWh ; ces valeurs peuvent être mises en regard, par exemple, de l’intensité d’un parc de production qui serait entièrement composé des centrales au gaz les plus efficaces, soit 331 gCO2eq/kWh. Ainsi, même lors des heures de forte consommation, où la production est la plus carbonée et le recours aux importations élevé, la production décarbonée représente un socle important de la production française.

Le système électrique français a retrouvé son rôle de contributeur à la décarbonation du système électrique européen

Les exportations d’électricité de la France, largement bas-carbone, contribuent non seulement à la performance carbone du système électrique national, mais également à celles des autres pays avec lesquels la France est interconnectée via le réseau maillé européen. Ainsi, à partir des volumes d’exportations françaises et en comparant heure par heure l’intensité des mix respectifs de production à celle de la France, il est possible de déterminer la quantité d’émissions « évitées » à l’étranger du fait de la moindre sollicitation de centrales thermiques par ces pays, grâce au recours aux importations depuis la France13. Au total, depuis 2017, les exportations d’électricité françaises ont permis d’éviter l’émission de près de 150 MtCO2eq en Europe, dont la moitié en Italie. La figure ci-dessous présente ces volumes d’émissions agrégés à l’échelle annuelle, par pays, au périmètre du réseau européen élargi tel que présenté dans le chapitre Échanges.

émissions évitées
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Les volumes d’émissions évitées à l’étranger dépendent essentiellement de deux facteurs :

  • La proportion de temps où le solde des échanges français est exportateur net, tant en matière de solde global que bilatéral, et les volumes exportés ;
  • Le différentiel d’intensité carbone entre la France et les autres pays : plus celui-ci se réduit du fait de la décarbonation progressive des mix des autres pays (voir le chapitre Europe), moins la contribution des exportations françaises à la décarbonation est significative.

Ainsi, le volume d’émissions évitées en 2022 par les exportations françaises a été très nettement plus faible que celui des années précédentes, du fait de la position d’importatrice nette de la France pendant une grande partie du temps. En 2023, à la faveur de la reprise des exportations (voir le chapitre Échanges), les émissions évitées à l’étranger sont revenues à un niveau proche de celui des années d’avant crise énergétique, et se sont élevées à 23 MtCO2eq.

L’analyse montre également une légère diminution (en valeur absolue) entre les émissions évitées en 2018 (après un creux en 2017 dû à une production française plus carbonée) et celles évitées en 2021 et 2023, qui passent d’un total de 35 MtCO2eq à environ 20 MtCO2eq. Cette baisse n’est pas due à une diminution du volume d’exportation, mais plutôt à la baisse de l’intensité carbone du mix de production de la plupart des pays européens pris en compte dans l’analyse, et, en conséquence, à la diminution de l’écart d’intensité carbone entre la production de ces pays et la production française. Ainsi, par exemple, l’écart entre les intensités moyennes des mix de production italien et français est passé de de 356 à 248 gCO2eq/kWh entre 2018 et 2023, résultant en une baisse des émissions évitées annuelles de près de 5 MtCO2eq malgré un maintien des volumes d’exportations. Les émissions évitées en Espagne, qui s’élevaient encore à presque 5 MtCO2eq en 2018, ont été quasiment négligeables en 2023 : cela s’explique par l’effet combiné de la décarbonation du mix de production espagnol (voir chapitre Europe) et de la position plus équilibrée du point de vue des échanges entre la France et l’Espagne (voir chapitre Échanges).

Les importations françaises sont majoritairement décarbonées

L’évaluation des émissions au périmètre de la consommation, évoquée précédemment, nécessite une analyse du contenu carbone des importations françaises, qui est réalisée en suivant la même approche au périmètre européen élargi (c’est-à-dire, en tenant compte également des échanges entre les pays voisins de la France et leurs propres voisins, et ainsi de suite) que celle présentée dans le chapitre Échanges14. Cette analyse permet de mettre en évidence que, même si la production d’une large partie des pays européens est plus carbonée que la production française et que l’intensité en émissions des importations est en général plus élevée que l’intensité en émissions de la production française, les volumes importés comprennent tout de même une part non négligeable d’énergies bas-carbone. En effet, sur l’année 2023, 64 % des volumes d’électricité importés étaient décarbonés ; même en 2022, ce taux avait avoisiné 60 %, reflétant en cela la tendance de décarbonation en cours du système électrique européen (voir chapitre Europe).

Les émissions liées aux importations avaient été caractérisées par une hausse ponctuelle en 2022 (5,2 MtCO2eq), comme évoqué dans l’analyse des émissions au périmètre de la consommation. En 2023, elles ont représenté 0,8 MtCO2eq, un niveau plus proche de celui des années précédentes à la crise énergétique.

En 2022, la France avait principalement importé de l’électricité depuis la Grande-Bretagne et l’Espagne (39 % du total pour les deux considérés ensemble, soit près de 10 TWh). Les émissions liées à ces importations étaient restées contenues, en volume (1,5 MtCO2eq pour les deux) comme en intensité (respectivement 191 et 147 gCO2eq/kWh en moyenne). Les émissions liées aux importations depuis des pays dont la production est fortement carbonée, comme les Pays-Bas, la Pologne ou la République Tchèque, étaient demeurées faibles en volume (1,4 MtCO2eq). Les émissions liées aux importations depuis l’Allemagne étaient également restées modérées : environ 1,5 MtCO2eq, soit moins d’un tiers des émissions liées aux importations et moins de 5 % des émissions totales liées à la consommation d’électricité française. Ce volume relativement faible en ce qui concerne l’Allemagne est à mettre en regard de la contribution essentielle de ces échanges – ainsi que de ceux avec les autres pays – à la sécurité d’approvisionnement de la France.

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La distinction entre les émissions au périmètre production et les émissions au périmètre consommation est analogue à la distinction entre émissions territoriales et empreinte carbone.

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Il s’agit en toute rigueur d’un minorant des émissions évitées : il est probable que les moyens de production qui auraient été appelés à la place des importations françaises soient plus carbonés que le mix moyen du pays importateur à l’instant considéré.

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Hörsch, J et al., Flow tracing as a tool set for the analysis of networked large-scale renewable electricity systems, 2017.


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