par Prof. émérite Alain Préat, Université Libre de Bruxelles

ENGLISH VERSION, BELOW

Vaclav Smil est peu connu du grand public. C’est pourtant un expert de renommée internationale spécialisé dans les questions énergétiques. Le titre de son dernier livre (2024) est sans ambiguïté : « 2050. Pourquoi un monde sans carbone est presque impossible » .

La finalité affichée, suite aux Accords de Paris (COP, 2015), est un monde  totalement décarboné en 2050 vu le danger que représenterait le CO₂ atmosphérique pour la Planète. Comme pour mon récent texte sur le Pacte Vert, le rôle de ce gaz n’est pas discuté ici et ne fait donc pas l’objet de cet article. Retenons l’objectif fixé par l’UE, le Net-Zéro 2050 (neutralité carbone) et voyons s’il est réalisable. La réponse est clairement non pour Vaclav Smil. Voyons pourquoi…

Dépendance aux combustibles fossiles

Notons d’abord que les émissions des gaz liés à la combustion des énergies fossiles  de la plupart des pays riches ont été bien inférieures à celles de la plupart des  autres pays en développement. Ces derniers ont en effet  provoqué une augmentation des émissions dans le reste du monde suite à leur consommation de charbon et d’hydrocarbures. Les principales raisons  sont liées à la désindustrialisation de l’Europe et des Etats-Unis et à l’augmentation de la part industrielle carbonée en Asie. En témoigne la situation de 2023 avec une forte dépendance à l’égard du carbone fossile qui a augmenté de 54% au niveau mondial depuis la signature du protocole de Kyoto (1997) qui visait une réduction en 2008-2012 de 5% par rapport à 1990. La Chine est  aujourd’hui (2024) le plus grand contributeur d’émissions avec 31%, suivie des Etats-Unis (14%), l’UE (11%), l’Inde (8%), la Russie (4%), l’Arabie Saoudite et l’Indonésie (chacune 2%) (Smil, 2024).

Le futur ne s’annonce pas bien : l’Inde pourrait augmenter sa production de charbon de 25%, d’ici 2025, de même la Chine qui a atteint un record de production en 2022 et quadruplé son extraction de charbon depuis 30 ans. L’Inde a une bonne raison de recourir au charbon, c’est une énergie abondante, bon marché, qui lui permettra une ascension économique rapide comme celle qu’a menée la Chine. De son côté l’Afrique compte se développer à partir du gaz naturel. Ces développements économiques concernent plusieurs milliards d’individus, représentant près des 3/4 ou 4/5 de la population de la planète, consommant  encore actuellement très peu d’énergie, ce qui empêche un décollage économique de même type que celui que nous avons connu.  La consommation d’énergie par habitant en Afrique. subsaharienne (excepté l’Afrique du Sud) est inférieure à 10GJ/an, contre 26GJ en Inde et 112GJ en Chine. A comparer aux 370GJ par an et par habitant au Canada (Smil, 2024), soit un rapport de 1 à près de 40 pour l’Afrique.

Voyons la tendance en matière d’émissions depuis les dernières décennies ?  Les émissions sont  principalement liées à la combustion des énergies fossiles, et notre dépendance à l’égard de ces dernières n’a diminué que de  4% depuis 1997. En réalité on est bien  loin d’avoir réduit la dépendance au carbone fossile, on en brûle aujourd’hui 10Gt/an, soit  près de 50% de plus qu’il y a 25 ans. Les alternatives non carbonées (hydroélectricité, géothermie, renouvelable,  nucléaire …) ont progressé mais laissent toujours le carbone fossile en première place, et de loin avec aujourd’hui  un peu plus de 80% (environ 82%) de la consommation d’énergie primaire mondiale. Les émissions mondiales continuent d’augmenter, de 54% (soit 39,3 Gt) en 2023 par rapport aux accords de Kyoto (1997). Celles de la Chine et de l’Inde ont triplé car ces pays mettent en avant leur développement économique, ‘effaçant’ ainsi les réductions des émissions de  l’Europe et des Etats-Unis. Les émissions mondiales de CO₂ ont été multipliées par 19 entre 1900 et 2022. Elles ont temporairement diminué de 2% lors de la crise du Covid, dans un contexte économique tournant au ralenti.

Selon l’auteur, après avoir augmenté notre dépendance aux combustibles fossiles de 180EJ depuis 1997, on devrait éliminer près de 500EJ pour arriver à un bilan carbone nul en 2050, ce qui représente une augmentation annuelle d’une facteur six  des énergies alternatives par rapport au rythme observé depuis 1997 (soit 9,4 EJ/an au lieu de 1,7 EJ/an en moyenne).

Réduire les émissions ?

Alors comment réduire les émissions ? Voyons quelques chiffres (Smil, 2024) : sans récession économique  prolongée (rappelons le Covid), il sera difficile de réduire les émissions de CO₂ liées à l’énergie : pour cela il faudrait les réduire de 16Gt entre 2023 et 2030 ce qui correspond aux émissions combinées annuelles des deux plus grands émetteurs de la planète, à savoir la Chine et les Etats-Unis. En ce qui concerne les emplois finaux de l’énergie il faudra remplacer 4 TW de capacité de production d’électricité (actuellement fournis par les centrales à charbon et à gaz) par des sources non carbonées. La demande devrait satisfaire l’ensemble des moteurs thermiques avec le remplacement de 1,5 milliards de véhicules routiers et non routiers et l’ensemble des machines agricoles (50 millions de tracteurs et > de 100 millions de pompes d’irrigation, sans parler des avions, bateaux, procédés industriels (ciment, verre, acier…) etc. Pour Smil (2024) c’est a priori impossible, surtout en une seule génération puisque c’est le timing imposé pour atteindre l’objectif Net Zéro en 2050. Prenons le cas des véhicules particuliers (> 40 millions) : fin 2022 seulement 2% ont été électrifiés. Pour Les autres types de transport mentionnés ci-dessus la décarbonation n’a pas encore été initiée.
La transition énergétique s’inscrit donc économiquement et technologiquement dans le  long terme, tout comme les métaux nécessaires qui s’inscrivent dans le temps long qui est celui de la mine dont ils sont extraits (SCE, 2025).

La transition ne peut qu’être progressive, d’autant que nous sommes encore fort dépendants du carbone fossile. L’AIE (2023) prévoit que la consommation de charbon sera en 2050 toujours aussi élevée que celle du début du 21^ème siècle, de même pour celle des  hydrocarbures avec >95% de la consommation de 2030 en 2050 par rapport à aujourd’hui.  La conclusion de Smil (2024) est simple : contrairement à ce qui est affirmé, la première grande transition énergétique, débutée avec la révolution industrielle il y a de deux siècles,  n’est toujours pas terminée. En voit-on le bout ? Si on tient compte du fait que près de  3 milliards de personnes dépendent  toujours des énergies traditionnelles (biomasse pour la cuisine et chauffage…) on peut en douter. La transition énergétique, pour à peu près la moitié de la population terrestre, nécessitera outre les éoliennes et les panneaux photovoltaïques, l’extension de lignes de transport à haute tension, et de capacité de stockage de l’électricité suite à l’intermittence des énergies renouvelables. Si ces sources d’énergie deviennent prépondérantes malgré leur faible puissance, elles seront inefficaces en absence de vent ou de soleil, ainsi elles doivent impérativement être complétées par une production nucléaire ou par les hydrocarbures. Ces derniers restent donc incontournables à court et moyen termes, d’autant plus que l’industrie chimique (les plastiques), la fabrication des lubrifiants industriels, la production du ciment, du fer primaire et de l’ammoniac dépendent aujourd’hui des combustibles fossiles. Des alternatives sont envisagées (hydrogène vert, éthanol…) mais le compte n’y est pas. Et pourtant on est à mi-chemin (aujourd’hui en 2024)  entre 1997 (Kyoto) et 2050 pour un monde décarboné.

Quel est le bilan à mi-parcours ?  Assez maigre !, la consommation mondiale d’énergie primaire à partir du carbone fossile est passée de 86% en 1997 à environ 82% en 2022, soit un gain de 4% ! Mais ce recul relatif marginal s’est accompagné d’une croissance absolue et massive de la combustion des carburants fossiles : en 2022 le monde a consommé près de 55% d’énergie à partir du carbone fossile de plus qu’en 1997 (Energy Institute, 2023). Cette augmentation est surtout portée par la Chine et l‘Inde, ce qui a  ‘effacé’ les réductions des émissions de CO₂  des grandes économies (USA, UE). Pour Smil (2024) : en 2023, après un quart de siècle il n’ y a pas eu de décarbonation de l’approvisionnement énergétique à l’échelle mondiale en chiffres absolus et le monde a accru sa dépendance aux énergies fossiles.

Est-il possible d’inverser la tendance ?  Un monde décarboné en 2050 implique une réduction de 82% des énergies fossiles, les besoins énergétiques devront alors être satisfaits par une combinaison d’électricité provenant de diverses sources (renouvelables, hydrogène vert, carburants verts) en espérant également des gains d’efficacité.  Pour atteindre l’objectif intermédiaire de 2024-2025, la plupart des pays du G20 devraient diminuer leurs émissions de 50% à 60% par rapport à 2020, et sans  doute encore plus après car la demande mondiale d’énergie ne faiblira pas. Elle devrait augmenter d’au moins 10 à 15 %( AIE, Exxon Mobil, DNV in Smil 2024). Pour Smil (2024): seul un effondrement économique  sans précédent pourrait entraîner de telles réductions aux cours des six prochaines années’ c’est-à-dire pour atteindre l’objectif intermédiaire de 2030.  

La demande d’électricité va continuer à augmenter, avec une croissance annuelle de 3,3% jusqu’en 2050 pour atteindre un total d’environ 72 PWh, soit 2,5 fois le total de 2022 (AIE, 2022). Même si l’énergie hydroélectrique et le nucléaire assureront 20% de ce total, l’éolien et le solaire devraient couvrir 58 PWh en 2050, soit 17 fois leur production de 2022.  De plus il sera nécessaire d’électrifier toutes les industries qui dépendent des combustibles fossiles. La décarbonation concernera aussi de nombreux processus industriels, ce qui nécessitera de tester de nouveaux protocoles à l’échelle mondiale. Smil (2024) prend les exemples de l’acier et de l’ammoniac.  Dans le cas de l’acier, la production d’acier vert ou décarboné d’ici 2050 va nécessiter, outre 30% dans le recyclage dans des fours à arc électrique,  la production annuelle de 91 Mt d’hydrogène vert, et environ 44 Mt  de production annuelle d’hydrogène vert, pour l’ammoniac. Soit 135 Mt de production annuelle d’hydrogène vert d’ici à 2050 pour ces deux produits,  et finalement 500 Mt en ajoutant 25 PWh d’électricité verte pour les autres demandes (transport, chauffage, verrerie etc.), le tout équivalent à 86% de la consommation mondiale d’électricité  en 2022 ( IRENA, 2023 ). Ainsi selon Smil (2024) presque toute l’électricité d’origine renouvelable devrait être consacrée à la seule production d’hydrogène vert ! Mission probablement impossible puisqu’en 2023 l’AIE a estimé qu’en 2030 la production mondiale d’hydrogène vert pourrait atteindre 38 Mt  si tous les projets envisagés aboutissent, ce qui est loin d’être le cas (certains sont encore à l’étude et de nombreuses compagnies abandonnent leurs projets, comme BP, 2025  (voir aussi ici et ici). La construction des usines à hydrogène et d’acier (vert) va aussi affecter la transition énergétique mondiale par les matériaux nécessaires.

 Un monde électrifié décarboné en 2050 devra se passer des turbines à gaz qui sont très efficaces (>60% de rendement) et nécessitent moins de 10 tonnes de matériaux par MW installé (et pas plus de 30 t/MW avec les structures associées) alors que les grandes turbines éoliennes nécessitent environ 500 t/MW de matériaux (Carrara et al., 2024). Elles nécessitent également du béton armé, de l’acier, des fibres pour les pales, des résines … et une grande quantité de matériaux critiques, dont surtout les terres rares (SCE, 2025). Ces besoins en matériaux s’ajoutent à ceux requis dans le cadre du Pacte Vert (SCE, id.) et posent la question de l’approvisionnement, des implications environnementales et (géo)politiques, et de la pénurie de la main d’œuvre. Pour Smil (2025) les besoins matériels dépassent l’imagination.
La décarbonation nécessite 600 millions de tonnes de cuivre, soit 30 ans de production. Avec un minerai à 0,6%, cela signifie déplacer 100 milliards de tonnes de roches. Les écosystèmes en souffriront…

Quelle est la situation actuelle ?

Actuellement, on ne connaît ni l’ampleur ni les pourcentages finaux des énergies spécifiques d’un monde décarboné réel, ni le volume d’investissement nécessaire (Smil, 2024).
Ces chiffres ne peuvent être connus des décennies à l’avance, trop de paramètres tous azimuts interviennent y compris les améliorations possibles du renouvelable. Ces dernières connaîtront sans doute comme toutes les technologies un plafond. Le solaire et l’éolien étant marginaux aujourd’hui à l’échelle mondiale, la production totale d’électricité est satisfaite  par le charbon, le nucléaire  ou les turbines à gaz, ou encore par des importations de pays voisins. Ces sources d’énergie sont disponibles quasi instantanément à la différence du renouvelable intermittent peu pilotable comme l’a récemment montré le ‘black-out’ électrique en Espagne et au Portugal (Charlez, 2025,  Prud’homme, 2025) .Pour une économie décarbonée  dominante ou complète il faudra  développer des interconnexions à haute tension depuis des régions favorables éloignées et augmenter de manière drastique les capacités de stockage. L’AIE (2023) a estimé qu’il faut ajouter ou moderniser 80 millions de km de réseau d’ici 2040, soit l’ensemble du réseau mondial en 2023. A nouveau cela va nécessiter des besoins massifs en matériaux critiques, acier, ciment etc . (De Pape, 2024) qui s’ajoutent à ceux nécessaires aux éoliennes et panneaux photovoltaïques .

 L’estimation total du coût  n’est pas connue, néanmoins une évaluation de 9,2 milliards de dollars par an entre 2021 et 2025  a été estimée par le Global Institute de Mc Kinsey correspondant à 10% du PIB mondial de 2022 , à comparer aux  0,2 ou 0,3 % initialement estimés (Banque mondiale, 2023). Pour Smil (2024) la charge réelle sera bien plus élevée car les pays à faible revenus ne pourront supporter un tel engagement, et 91,5% de projets d’une valeur supérieure à un milliard de dollars (16000 projets dans 16 pays et dans 20 catégories) ont dépassé l’estimation initiale de 62% en moyenne, ce qui ramène le coût de la décarbonation à 15 milliards de dollars par an (pendant trois décennies) avec une contribution des pays riches à hauteur de 20 à 25% de leur PIB annuel. C’est du jamais vu ! Aucun projet  (projet Manhattan, programme Apollo, Seconde Guerre Mondiale) n’a jusqu’à aujourd’hui concerné de telles sommes sur une aussi longue période. A cela s’ajoute l’augmentation de la population mondiale et ses besoins, toujours aujourd’hui satisfaits majoritairement (près de  80% pour l’énergie primaire mondiale) par les combustibles fossiles. Face à ces estimations, la conclusion de Smil (2024) est très claire : il n’y aura pas de réduction des émissions de carbone fossile de près de 50% d’ici 2030, et pas de neutralité carbone d’ici 2050. C’est également la conclusion de  Furfari (2020) : « A transition on the scale which is talked about presupposes an understanding of the issues, an absence of ideological prejudices and a coherent approach. And above all, despite the urgency claimed by the activists, it takes time. And governments, with a horizon of four or five years, are not good at that. Energy is an issue for science and technology, not of short term politicians ».

En conclusion

La baisse des émissions de nombreux pays riches est bien inférieure à celle du reste du monde où le charbon et les hydrocarbures dominent encore largement. Il s’ensuit que le pic mondial des émissions de carbone n’a pas encore été atteint, selon (AIE, 2023) il sera peut-être atteint en 2025 ?, la demande de pétrole brut  et de gaz naturel ne changera que marginalement en 2050, la consommation de charbon devrait diminuer jusqu’en 2050, mais pas drastiquement.

La décarbonation fait les frais d’un optimisme excessif et d’un battage médiatique (Smil, 2023). Les ‘miracles’ technologiques promis  qui devraient changer la donne se font attendre (avions, fonte de l’acier, ammoniac, fusion nucléaire, etc.). Des politiques raisonnables accompagnées d’une mise en œuvre rigoureuse  indiquent qu’il est extrêmement improbable de se débarrasser du carbone fossile d’ici 2050. Peut-être 60 ou 65 %, bien en deçà de ce que les modélisateurs nous promettent ! Pour  la société norvégienne DNV, (étude réaliste souvent citée), la part du fossile sera proche de 50% en 2050, c’est-à-dire presque autant qu’en 1995.

 Finalement l’objectif  un monde zéro carbone’ n’est possible que si on réalise les énormes investissements nécessaires  (> 10% du PIB mondial) et qu’on entreprend une mobilisation exceptionnelle de l’ensemble de la population pour consommer moins d’énergie année par année pour réduite les émissions.

Ces solutions radicales sont loin du compte, elles paraissent tout simplement irréalistes.  Il faut donc conclure avec l’auteur qu’un monde sans carbone fossile d’ici 2050 est presque impossible.

Energy transition nothing else than wishful thinking?

Vaclav Smil is little known to the general public. Yet he is an internationally renowned expert on energy issues. The title of his latest book (2024) is unambiguous: 2050. Why a carbon-free world is almost impossible.

The stated aim, following the Paris Agreements (COP, 2015), is a totally carbon-free world by 2050, given the  potential danger posed to the planet by atmospheric CO₂. As with my recent text on the Green Pact, the role of this gas is not discussed here and therefore is not the subject of this article. Let’s look at the objective set by the EU, Net-Zero 2050 (carbon neutrality) and see whether it is achievable. The answer is clearly no for Vaclav Smil. Let’s see why…

Dependence on fossil fuels

First of all, it should be noted that the decline in emissions of gases linked to the combustion of fossil fuels in most rich countries has been, and still is, much less than in most other developing countries. The latter have in fact caused an increase in emissions in the rest of the world as a result of their consumption of coal and hydrocarbons. The main reasons for this are the de-industrialisation of Europe and the United States, and the increase in the proportion of carbon-based industry in Asia. This is reflected in the situation in 2023, with a heavy dependence on fossil carbon, which has increased by 54% worldwide since the Kyoto Protocol targeting a 5% reduction in 2008-2012 compared with 1990, which has risen by 54% worldwide since the Kyoto Protocol was signed (1997). China is now (2024) the largest contributor to emissions with 31%, followed by the United States (14%), the EU (11%), India (8%), Russia (4%), Saudi Arabia and Indonesia (each 2%) (Smil, 2024).

The future does not look good: India could increase its coal fleet by 25% by 2025, as could China, which has set a production record for 2022 and quadrupled its coal extraction over the last 30 years. India has a good reason to turn to coal: it’s an abundant, cheap source of energy that will enable it to achieve the rapid economic rise that China has achieved. Africa, meanwhile, plans to develop its economy using natural gas. This economic development concerns billions of people, nearly 3/4 or 4/5ths of the planet’s inhabitants, who still consume very little energy, which is preventing an economic take-off of the kind we have seen. 
Per capita energy consumption in sub-Saharan Africa (excluding South Africa) is less than 10GJ/year, compared with 26GJ in India and 112GJ in China. This compares with 370GJ per year per capita in Canada (Smil, 2024), a ratio of 1 to almost 40 for Africa.

Let’s look at the trend in emissions over the last few decades?  Emissions are mainly linked to the burning of fossil fuels, and our dependence on fossil fuels has only fallen by 4% since 1997. In fact, we are a long way from having reduced our dependence on fossil fuels. Today, we burn 10Gt/year, almost 50% more than 25 years ago. Non-carbon alternatives (hydroelectricity, geothermal energy, renewable energies, nuclear power, etc.) have made progress, but fossil fuels are still in first place by far, accounting for 80% (around 82%) of the world’s primary energy consumption. Global emissions are continuing to rise, by 54% (or 39.3 Gt) in 2023 compared with the Kyoto agreements (1997). China’s and India’s emissions have tripled because these countries are emphasising their economic development, thereby ‘wiping out’ the emission reductions achieved by Europe and the United States. Global CO₂ emissions increased 19-fold between 1900 and 2022. They temporarily fell by 2% during the Covid crisis, as the economy slowed down.
According to the author, having increased our dependence on fossil fuels by 180 EJ since 1997, we would have to eliminate almost 500 EJ to achieve a zero carbon footprint in 2050, which represents an annual increase of alternative energies by a factor of six compared with the rate observed since 1997 (i.e. 9.4 EJ/year instead of 1.7 EJ/year on average).

Reducing emissions?

So how can we reduce emissions? Let’s look at some figures (Smil, 2024): without a prolonged economic recession (remember Covid), it will be difficult to reduce energy-related CO₂ emissions: to do so, we would need to cut them by 16Gt between 2023 and 2030, which corresponds to the combined annual emissions of the world’s two biggest emitters, namely China and the United States. In terms of end-use energy, 4 TW of electricity generation capacity (currently supplied by coal and gas-fired power stations) will have to be replaced by non-carbon sources. Demand would have to satisfy all internal combustion engines, with the replacement of 1.5 billion road and non-road vehicles and all agricultural machinery (50 million tractors and > 100 million irrigation pumps, not to mention aircraft, boats, industrial processes (cement, glass, steel, etc.), etc.). For Smil (2024), this is a priori impossible, especially in a single generation, given that this is the timing required to achieve the Net Zero objective by 2050. Take the case of private cars (> 40 million): by the end of 2022, only 2% had been electrified. For the other types of transport mentioned above, decarbonisation has not yet been initiated.
The energy transition is therefore economically and technologically a long-term process, just like the metals we need, which are part of the long-term process of the mines from which they are extracted (SCE, 2025).  

The transition can only be gradual, especially as we are still heavily dependent on fossil fuels. The IEA (2023) predicts that coal consumption in 2050 will still be as high as it was at the beginning of the 21st century, as will hydrocarbon consumption, which will be >95% higher in 2050 than it was in 2030.  Smil’s (2024) conclusion is simple: contrary to what is claimed, the first major energy transition, which began with the industrial revolution two centuries ago, is still not complete. Can we see the end of it? If we take into account the fact that almost 3 billion people still depend on traditional energy sources (biomass for cooking and heating, etc.), we may well doubt it. For around half the world’s population, the energy transition will require not only wind turbines and photovoltaic panels, but also the extension of high-voltage transmission lines and electricity storage capacity to cope with the intermittent nature of renewable energies If these energy sources become dominant despite their low power, they will be ineffective in the absence of wind or sun, so they must be supplemented by nuclear power or hydrocarbons. Fossil fuels therefore remain essential in the short and medium term, especially as the chemical industry (plastics), the manufacture of industrial lubricants, and the production of cement, primary iron and ammonia are all currently dependent on fossil fuels. Alternatives are being considered (green hydrogen, ethanol, etc.), but we’re not there yet.And yet we are halfway (today in 2024) between 1997 (Kyoto) and 2050 for a low-carbon world.

What is the mid-term assessment?  The global consumption of primary energy from fossil fuels has fallen from 86% in 1997 to around 82% in 2022, a gain of 4%! But this marginal relative decline has been accompanied by massive absolute growth in the combustion of fossil fuels: in 2022, the world will have consumed almost 55% more energy from fossil carbon than in 1997 (Energy Institute, 2023). This increase is being driven mainly by China and India, which has ‘wiped out’ the reductions in CO₂ emissions by the major economies (USA, EU).
According to Smil (2024), in 2023, after a quarter of a century, there has been no decarbonisation of the world’s energy supply in absolute terms, and the world has increased its dependence on fossil fuels.

Is it possible to reverse the trend?  A decarbonised world in 2050 implies an 82% reduction in fossil fuels. Energy needs will then have to be met by a combination of electricity from various sources (renewables, green hydrogen, green fuels), while also hoping for efficiency gains.  To reach the interim target of 2024-2025, most G20 countries will have to cut their emissions by 50% to 60% compared with 2020, and probably even more after that, because global demand for energy will continue unabated. It is expected to increase by at least 10 to 15% (IEA, Exxon Mobil, DNV in Smil 2024). For Smil (2024) ‘only an unprecedented economic collapse could lead to such reductions over the next six years’, i.e. to reach the intermediate target of 2030′. 

Electricity demand will continue to rise, with annual growth of 3.3% until 2050, reaching a total of around 72 PWh, or 2.5 times the 2022 total (IEA, 2022). Although hydroelectricity and nuclear power will account for 20% of this total, wind and solar power should provide 58 PWh in 2050, or 17 times their 2022 output.  In addition, it will be necessary to electrify all industries that depend on fossil fuels. Decarbonisation will also affect many industrial processes, which will require new protocols to be tested on a global scale. Smil (2024) takes the examples of steel and ammonia.  In the case of steel, the production of green or decarbonised steel by 2050 will require, in addition to 30% recycling in electric arc furnaces, the annual production of 91 Mt of green hydrogen, and around 44 Mt of annual production of green hydrogen for ammonia. This means 135 Mt of annual green hydrogen production between now and 2050 for these two products, and finally 500 Mt if we add 25 PWh of green electricity for other applications (transport, heating, glassmaking, etc.), equivalent to 86% of world electricity consumption in 2022 (IRENA, 2023). According to Smil (2024), almost all the electricity from renewable sources should be used to produce green hydrogen! Mission probably impossible, since in 2023 the IEA estimated that by 2030 world production of green hydrogen could reach 38 Mt if all the planned projects came to fruition, which is far from being the case (some are still under study and many companies are abandoning their projects, such as BP, 2025 (see also here and here). The construction of hydrogen and (green) steel plants will also affect the global energy transition in terms of the materials required.

A decarbonised electrified world in 2050 will have to do without gas turbines, which are highly efficient (>60% efficiency) and require less than 10 tonnes of materials per MW installed (and no more than 30 t/MW with the associated structures), whereas large wind turbines require around 500 t/MW of materials (Carrara et al., 2024). They also require reinforced concrete, steel, fibres for the blades, resins, etc. and a large quantity of critical materials, especially rare earths (SCE, 2025). These material requirements are in addition to those required under the Green Pact (SCE, id.) and raise the question of supply, environmental and (geo)political implications, and labour shortages. For Smil (2025), material needs are beyond imagination. Decarbonisation requires 600 million tonnes of copper, or 30 years’ production. With an ore content of 0.6%, this means moving 100 billion tonnes of rock. Ecosystems will suffer…

What is the current situation?

At present, we know neither the scale nor the final percentages of the specific energies of a real decarbonised world, nor the volume of investment required (Smil, 2024). These figures cannot be known decades in advance, as too many parameters come into play, including possible improvements in renewable energies. Like all technologies, these will undoubtedly reach a ceiling. With solar and wind power currently marginal on a global scale, total electricity production is met by coal, nuclear or gas turbines, or by imports from neighbouring countries. These energy sources are available almost instantaneously, unlike intermittent renewables which are difficult to control, as recently demonstrated by the electricity blackouts in Spain and Portugal (Charlez, 2025,  Prud’homme, 2025).  For a predominantly or completely decarbonised economy, high-voltage interconnections will have to be developed from remote favourable regions, and storage capacity will have to be drastically increased. The IEA (2023) has estimated that 80 million km of network will need to be added or modernised by 2040, equivalent to the entire global network in 2023. . Once again, this will require massive quantities of critical materials, steel, cement, etc. (De Pape, 2024), in addition to those needed for wind turbines and photovoltaic panels.

The total estimated cost is not known, but an estimate of 9.2 billion dollars per year between 2021 and 2025 has been put forward by McKinsey’s Global Institute corresponding to 10% of world GDP in 2022, compared with the 0.2 or 0.3% initially estimated (World Bank, 2023). For Smil (2024), the real cost will be much higher, because low-income countries will not be able to support such a commitment, and 91.5% of projects worth more than one billion dollars (16,000 projects in 16 countries and in 20 categories) have exceeded the initial estimate by an average of 62%, which brings the cost of decarbonisation to 15 billion dollars per year (for three decades), with rich countries contributing 20 to 25% of their annual GDP. This is unprecedented, as no other project (Manhattan Project, Apollo Programme, Second World War) has involved such sums over such a long period. Added to this is the increase in the world’s population and its needs, which are still largely met by fossil fuels (nearly 80% of the world’s primary energy). Given these estimates, Smil’s conclusion (2024) is very clear: there will be no reduction in fossil carbon emissions of nearly 50% by 2030, and no carbon neutrality by 2050. C’est également la conclusion de Furfari (2020) : A transition on the scale which is talked about presupposes an understanding of the issues, an absence of ideological prejudices and a coherent approach. And above all, despite the urgency claimed by the activists, it takes time. And governments, with a horizon of four or five years, are not good at that. Energy is an issue for science and technology, not of short term politicians .

In conclusion

The fall in emissions in many rich countries is much less than in the rest of the world, where coal and hydrocarbons still dominate. As a result, the global peak in carbon emissions has not yet been reached. According to (IEA, 2023), it may be reached in 2025, demand for crude oil and natural gas will change only marginally in 2050, and coal consumption should fall until 2050, but not drastically.

Decarbonisation is suffering from excessive optimism and media hype (Smil, 2023). The promised technological ‘miracles’ that should change the situation have yet to materialise (aircraft, melting steel, ammonia, nuclear fusion, etc.). Sensible policies and rigorous implementation indicate that it is extremely unlikely that we will be fossil carbon free by 2050. Perhaps 60 or 65%, well below what the modellers are promising! For the Norwegian company DNV, (a realistic study often quoted), the proportion of fossil fuels will be close to 50% in 2050, i.e. almost as much as in 1995.

Ultimately, the goal of a zero-carbon world is only possible if we make the enormous investments required (> 10% of global GDP) and undertake an exceptional mobilisation of the entire population to consume less energy year after year in order to reduce emissions.

These radical solutions fall far short of the mark; they simply seem unrealistic. 
We must therefore conclude with the author that a world without fossil carbon by 2050 is almost impossible.