Industrie 4.0 : pas d'impact sur la consommation d'énergie ?
Dans quelle mesure la numérisation des processus industriels et de fabrication (Industrie 4.0) améliore-t-elle l'efficacité énergétique et réduit-elle ainsi l'intensité énergétique ?
La Chine représente 30 % de la valeur ajoutée manufacturière mondiale et la plus grande part de la production manufacturière et industrielle mondiale. On s'attend généralement à ce que l'industrie 4.0 - la numérisation complète des processus de production industrielle - permette à la fois de stimuler la croissance économique et d'atteindre les objectifs en matière d'économies d'énergie. Toutefois, la communauté scientifique n'est pas d'accord sur la question de savoir si l'industrie 4.0 peut en fait concilier ces deux objectifs.
L'une des conclusions de l'étude RIFS est que le mantra souvent postulé de "l'augmentation de l'efficacité énergétique par la numérisation" est en grande partie inefficace pour les objectifs de durabilité et la décarbonisation de l'industrie.
RIFS/ Kathleen Friedrich
Une étude de l'Institut de recherche pour la durabilité (RIFS) a analysé dix secteurs manufacturiers chinois entre 2006 et 2019 dans le but d'identifier les corrélations entre l'industrie 4.0 et les indicateurs énergétiques. Bien que certaines études aient déjà analysé l'impact des technologies numériques sur la consommation d'énergie, peu d'entre elles se sont concentrées sur le contexte chinois. "En outre, les études précédentes n'ont pas correctement abordé le concept d'industrie 4.0", explique l'auteur principal Stefanie Kunkel. "Par exemple, certaines études sur l'industrie 4.0 dans le contexte chinois ont trop simplifié le concept et ont assimilé l'utilisation de robots dans la fabrication à l'intelligence artificielle, par exemple. Ce faisant, ces études ignorent les dimensions de connaissance et d'innovation de l'industrie 4.0." En outre, peu d'études antérieures ont examiné la consommation d'énergie globale. Au lieu de cela, la plupart se sont concentrées sur la consommation d'énergie relative ou l'efficacité énergétique. Cependant, les gains obtenus à ce niveau peuvent détourner l'attention de l'objectif de réduction de la consommation totale d'énergie, qui est vital pour la décarbonisation du secteur industriel.
Existe-t-il un lien significatif entre l'industrie 4.0 et la consommation d'énergie ?
L'objectif principal de l'étude est de comprendre dans quelle mesure l'adoption et le degré des technologies de l'industrie 4.0 ont un impact sur la consommation globale d'énergie et l'intensité énergétique dans le secteur manufacturier chinois - et si la thèse selon laquelle l'industrie 4.0 contribue à l'efficacité et donc aux économies d'énergie est étayée par des résultats statistiques.
Le terme "intensité énergétique" mesure l'énergie consommée dans un secteur donné par euro de production. Kunkel et ses coauteurs ont mené une analyse de données de panel qui incluait des données provenant de dix secteurs industriels sur une période de 14 ans (2006 à 2019). Les secteurs manufacturiers couverts comprennent notamment l'industrie textile, l'industrie métallurgique et l'industrie alimentaire.
Rebond numérique et croissance contre effets d'efficacité
En ce qui concerne la consommation totale d'énergie dans le secteur manufacturier en Chine, les résultats montrent qu'il n'y a pas de lien significatif entre le degré de l'industrie 4.0 et la consommation d'énergie. "La relation est positive, mais pas significative", commente Kunkel. Par exemple, l'utilisation de robots à la place du travail manuel dans la fabrication de textiles, qui est actuellement moins numérisée, peut probablement augmenter la consommation d'énergie dans ce secteur. Ce que l'on appelle les "effets de rebond numérique" se produisent souvent lorsque les gains d'efficacité obtenus grâce à la numérisation conduisent à des économies de coûts. Ces économies peuvent alors être totalement ou partiellement réinvesties, neutralisant ainsi une partie ou la totalité des gains d'efficacité et donc des économies de ressources escomptées. En outre, la numérisation a généralement pour effet de promouvoir la croissance, ce qui est également susceptible d'augmenter la consommation d'énergie.
Les conclusions de Kunkel et al. contredisent d'autres études, qui ont montré que l'utilisation de robots et la numérisation industrielle réduisaient l'intensité énergétique de l'industrie et de la fabrication - en d'autres termes, qu'elles permettaient de réaliser des gains d'efficacité. L'étude RIFS, en revanche, n'a pu identifier une corrélation négative entre l'industrie 4.0 et l'intensité énergétique que pour les secteurs déjà fortement numérisés. Cela pourrait s'expliquer par le fait que les innovations de l'industrie 4.0 peuvent être mieux intégrées dans des secteurs fortement numérisés, tels que les transports, ce qui permet de réaliser des gains d'efficacité potentiels dans une plus large mesure.
Un défi pour l'analyse de l'effet de l'industrie 4.0 sur les indicateurs énergétiques est que la délocalisation liée à la numérisation et donc les réductions de l'intensité énergétique peuvent être attribuées à la numérisation elle-même. Afin de saisir partiellement ces effets, Kunkel et al. ont inclus l'indicateur "importations de CO2" en tant qu'indicateur indirect de l'intensité énergétique des biens importés. Des associations positives significatives ont été observées entre les importations de CO2 et l'étendue de l'industrie 4.0, ce qui suggère qu'un degré croissant d'industrie 4.0 est associé à une augmentation des importations de CO2. Toutefois, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre la dynamique sous-jacente.
Conclusion
La consommation d'énergie dans l'industrie représentait 37 % de la consommation mondiale d'énergie en 2022, la Chine représentant la part la plus importante. La réduction de la consommation d'énergie et l'amélioration de la performance environnementale de la production industrielle en Chine seront donc essentielles pour atténuer le changement climatique.
L'une des principales conclusions de cette étude RIFS est que le fait de se concentrer exclusivement sur les gains potentiels d'efficacité énergétique grâce à la numérisation peut compromettre les efforts visant à atteindre les objectifs de durabilité et à décarboniser l'industrie, étant donné que la croissance et la dynamique de délocalisation induites par la numérisation peuvent entraîner une augmentation globale de la consommation d'énergie. D'autres facteurs doivent être pris en compte, tels que les impacts sur la délocalisation industrielle, les impacts sectoriels des différentes technologies numériques, les capacités humaines permettant d'absorber les innovations et d'en exploiter les avantages pour la durabilité, ainsi que l'intégration simultanée des énergies renouvelables dans la fabrication industrielle.
Outre les variables énergétiques, l'étude de Kunkel et al. recommande également d'inclure d'autres indicateurs de durabilité tels que la consommation de ressources et les déchets électroniques issus des technologies numériques dans les futures études sur la durabilité de l'industrie 4.0. De telles analyses de la relation entre l'énergie et l'industrie 4.0 présentent un intérêt considérable pour les représentants de l'industrie et les décideurs politiques au-delà de la Chine. L'Union européenne et les pays du monde entier espèrent que la numérisation peut être mise au service d'un développement plus durable. Cette étude montre que la réalisation de ce résultat n'est pas acquise, mais qu'elle nécessitera un pilotage prudent.
Résumé et recommandations
- Tout d'abord, des efforts devraient être entrepris par le biais d'une coopération internationale et d'accords sur la chaîne d'approvisionnement pour s'assurer que l'adoption des innovations de l'industrie 4.0 dans l'industrie manufacturière réduit les demandes en énergie et en ressources tout au long de la chaîne de valeur. Cela pourrait contribuer à prévenir la délocalisation accrue des processus de fabrication à forte consommation d'énergie vers des pays où les normes environnementales sont moins strictes dans le contexte de l'industrie 4.0.
- Deuxièmement, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour améliorer la compréhension des mécanismes et des effets par lesquels des technologies spécifiques affectent la consommation d'énergie dans l'industrie et la fabrication. Cela permettrait d'identifier les innovations dans le domaine de l'industrie 4.0 ayant la capacité de réduire la charge environnementale globale de l'industrie et la manière dont la politique et l'industrie peuvent soutenir leur a
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