A propos de la conférence du 22 octobre 2020
LE DEVELOPPEMENT DES ENERGIES RENOUVELABLES DANS
LA PRODUCTION D’ELECTRICITE
ENJEUX ET REALITES

L’intérêt suscité par la conférence elle-même, confirmé par les nombreux contacts qui ont suivi, justifie que nous mettions à disposition sur notre site les documents qui lui ont servi de fil conducteur accompagnés des commentaires appropriés. Ce travail sera fait prochainement.

En attendant, nous avons pensé utile de proposer une vision simplifiée des principales idées qui nous paraissent résulter des exposés et des débats qui ont suivi dans le but de maintenir le contact et de fournir un premier outil de compréhension des enjeux en cours.

Le sujet était de présenter les réalités et les enjeux du développement des énergies renouvelables (EnR) dans la production d’électricité en les replaçant évidemment dans le contexte du réchauffement climatique dont les menaces se font chaque jour plus pressantes. La diminution des émissions de gaz à effet de serre (GES) s’est imposée en quelques années comme une priorité à l’échelle mondiale et fait l’objet d’une prise en compte croissante dans les stratégies
politiques nationales, notamment en Europe.

Dès lors, les présentations ont volontairement été ciblées sur cette ardente obligation de lutte contre les GES avec efficacité et rapidité compte tenu de l’urgence climatique : pour être aligné avec l’accord de Paris (COP 21), il faudrait diviser par 3 nos émissions de GES d’ici 2050 !

Ce principe étant posé, certains rappels étaient nécessaires :
– équilibre production/ consommation
– puissance installée et énergie produite/consommée
– GES, pas seulement CO2, mais exprimé en équivalent CO2
– énergie intermittente et énergie pilotable
– émission de GES exprimée en grammes d’équivalent CO2 émis par kWh produit (gCO2eq/kWh)

Que sont les énergies renouvelables et décarbonées utilisables pour la production d’électricité ?

Elles s’opposent aux énergies d’origine fossile (charbon, pétrole et gaz) dont le traitement thermique produit de l’électricité en générant de grandes quantités de GES.
L’électricité produite par une centrale à charbon génère plus de 1000 g de CO2eq/kWh et une centrale hydroélectrique, 6 g. D’où l’idée simpliste qu’il suffit d’éliminer la production thermique pour la remplacer par les autres sources. Mais la consommation d’électricité connait de grosses variations au fil des saisons et à l’intérieur
des jours. Le principe de base est évidemment qu’il faut produire assez pour couvrir les besoins à tout moment. Il faut donc être en mesure de “piloter la production”.
Or, éolien et solaire sont par nature non pilotables, d’où la nécessité de maintenir un potentiel de production pilotable permettant de faire face aux besoins en toutes circonstances.

Si l’on exclut le thermique fossile très émetteur de CO2, il reste à ce jour l’hydroélectricité, les bioénergies et le nucléaire. Noter qu’en France ces trois sources couvrent 85 % des besoins.

Il y a de grandes différences entre les états dans leurs émissions de GES selon ce que leur “mix énergétique” contient de production carbonée : ainsi l’électricité produite en Pologne génère 800g CO2eq/kWh ; en Allemagne 480 ; en France 90.

De nombreux facteurs déterminent les choix que font les Etats : engagements multilatéraux, stratégie industrielle, parcours technologique, acceptabilité sociale, etc.

Changer en profondeur le mix énergétique d’un pays n’est donc pas simple et le développement des EnR, éolien et photovoltaïque, d’intensité variable et non pilotables, s’accompagne de nombreuses contraintes technologiques, économiques et de choix sociétaux.

Comment s’intègrent-elles dans le système électrique ?

L’intégration massive d’EnR non pilotables dans le mix énergétique de la production d’électricité impose de gérer des contraintes physiques multiples du fait de la grande variabilité de consommation et de production. Les solutions à mettre en oeuvre sont techniquement complexes et très importants les coûts qui les accompagnent (investissements, coûts de production, de régulation, etc.)

Un exemple en est le phasage consommation/production sachant que le solaire produit surtout l’été quand le besoin est la moitié de celui de l’hiver.
Les coûts de production sont eux mêmes difficiles à déterminer depuis un coût apparent du kWh produit jusqu’à son coût complet intégrant le coût des réseaux et le coût des moyens à mettre en oeuvre pour pallier l’intermittence de leur production.

Si l’on tient compte en outre de l’intervention de l’Etat pour favoriser la production d’EnR (prix garantis, priorité de mise sur le réseau) et pour déterminer les prix à la consommation, on peut comprendre que le prix du marché n’a plus grand chose à voir avec les coûts réels .. Ainsi on peut arriver lors des périodes de production excédentaire de solaire ou d’éolien à des prix de vente négatifs sur le marché de gros au niveau européen (on vous paye pour acheter de l’électricité…!)
sans que cela pèse sur les producteurs d’EnR dont le prix de vente est, lui, garanti.

Il s’agit donc là d’un choix politique qui peut s’entendre mais dont il faut savoir qu’il coûte cher à la collectivité. Par ailleurs, il faut veiller à ne pas confondre le débat sur l’énergie nucléaire et celui qui concerne la production de CO2 : objectivement la production d’électricité par l’énergie nucléaire émet très
peu de CO2. C’est ainsi que la production française d’électricité est l’une des plus décarbonées au monde et l’une des moins chères, car ne dépendant pas du prix du pétrole. Mais cela n’a rien à voir avec les critiques qui peuvent par ailleurs concerner le nucléaire (risques, déchets, etc.)

A ce jour, augmenter la production d’électricité en France par des EnR non pilotables ne se justifie pas en terme de besoins pour remplacer les énergies fossiles et va coûter très cher par les investissements et les surcoûts induits, sans pour autant contribuer à baisser les émissions de GES. En 2028, le schéma PPE conduit à une surproduction inutilisable. Et si l’on baisse symétriquement le nucléaire pour compenser l’augmentation de la puissance installée en EnR, alors la sécurité aux heures de pointe devra être assurée par du “thermique”.

La conclusion de cette analyse est que la PPE (programmation pluri-annuelle de l’énergie) ciblée sur 2028, n’est viable ni techniquement, ni économiquement…

Quel Impact sur les réseaux ?

Les réseaux sont souvent les oubliés de tous les débats sur l’énergie électrique. Et pourtant, leur incidence sur la facture d’électricité du consommateur est d’environ le tiers du total !

Le réseau électrique français représente 3 fois la distance terre-lune. Sa valeur totale est de 66 Mds € soit 1000 €/hab. Et il faut chaque année ré-investir un peu moins
de10 % de cette valeur (soit 90€/hab). L’âge moyen d’un ouvrage sur le réseau de distribution est de 30 ans ce qui induit des coûts de modernisation importants.
Dans certains territoires, l’objectif politique en matière de développement des EnR est de faire 7 fois plus d’EnR en 10 ans que ce qui a été fait dans les 15 dernières années, donc avec un impact fort sur le réseau de distribution.

Le coût d’investissement nécessaire pour gérer les nouvelles ambitions est donc fort élevé sous peine de provoquer des tensions très fortes d’exploitation entraînant délestages et effacements puisque le réseau ne supporte pas de surtension. Les choix des modes de raccordement au réseau sont délicats en terme d’investissements à réaliser et donc de coûts à répercuter. La flexibilité (rémunérée) pour la mise sur le réseau d’une énergie photovoltaïque pourra sans doute dans l’avenir éviter des sur-dimensionnements coûteux.

Idée reçue : l’installation en autoconsommation de panneaux solaires permettrait de diminuer les coûts au niveau individuel.

En réalité cela nécessite actuellement un raccordement au réseau pour faire face aux périodes creuses de production, avec un coût réel de mise à disposition de ce secours qui doit être payé, ou alors il faut disposer des moyens propres de stockage, avec un coût non moins important pour assurer la sécurité. Les réseaux intelligents (smart grids) sont probablement une solution à moyen terme pour gérer la complexité nouvelle de cette situation de production/consommation locale, mais leur mise en oeuvre reste délicate et leur coût non moins difficiIe à apprécier.

Quelle contribution des territoires ?

Elle est vue à travers les “Plans Climat Air Energie Territoriaux” (PCAET) déclinaison locale de la Loi de Transition Energétique de 2015

La construction des PCAET s’est déroulée de 2016 à 2020 , et ceux-ci définissent pour 5 ans la trajectoire souhaitée entre 2020 et 2025 pour mettre en œuvre l’ensemble des politiques de transition énergétique de la collectivité, souvent en y intégrant les plans d’actions TEPOS ( Territoire à Energie POSitive- horizon 2050) et le plan d‘actions du label Européen Cit’érgie axé sur le management par les villes des politiques de transition énergétique .

Les 3 Communautés de Commune ont fait un très gros travail de diagnostic de leurs territoires respectifs pour parvenir à un ensemble conséquent de propositions qui s’organisent à partir de 5 ou 6 axes stratégiques couvrant les grands enjeux issus du diagnostic.

Si les programmes d’actions sont ambitieux, ils interrogent néanmoins sur la capacité des territoires à les réaliser en totalité.

Concernant la consommation d’énergie, on retrouve des constantes avec notamment la volonté de les réduire par un bâti performant et des mobilités repensées et de développer les EnR, avec des objectifs souvent ambitieux. L’analyse des 3 PCAET montre une réelle volonté de conduire nos territoires vers une plus grande sobriété et efficacité énergétique, de lutter contre les énergies fossiles et de développer les énergies renouvelables.

Mais les objectifs fixés en vue de réduire les consommations d’énergie, et les émissions de GES, pourtant essentiels pour le réchauffement climatique, sont reconnus comme difficiles à atteindre. Et de nombreuses questions se posent en terme de choix stratégiques. Par exemple l’autonomie énergétique se justifie-t-elle au niveau d’un territoire? et même d’une région ? Le développement des EnR pour la production d’électricité est-il compatible avec d’autres investissements à
l’efficacité nettement plus grande vis-à-vis du réchauffement climatique? Est-il vraiment pertinent par rapport à l’objectif de diminution des GES? Les actions locales sont-elles toujours bien cohérentes avec les objectifs globaux ?

Il semble tout à fait nécessaire que les citoyens s’impliquent plus fortement dans le suivi de ces PCAET et dans le processus d’élaboration des prochains pour la période postérieure à 2025.
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Les deux débats qui ont suivi les exposés montrent des désaccords importants quant au développement des EnR pour la production d’électricité et aux solutions possibles d’utilisation des surplus (par développement des STEP, la production d’H2, l’auto-production, etc…). L’option nucléaire reste aussi très controversée. Néanmoins, l’exemple de la crise californienne de l’été 2020 illustre toute la difficulté de gérer une production solaire photovoltaïque importante couvrant largement les besoins dans la journée,
suivie d’une rapide disparition en fin de journée alors que la demande devient très forte.

Il résulte aussi, de l’ensemble des exposés et débats, l’impression que nos sociétés doivent traiter en même temps deux problèmes bien différents.
Le premier est d’ordre scientifique et technique; le second d’ordre politique.

Décarboner la production d’électricité dans le monde est aujourd’hui une nécessité incontournable et urgente. Des solutions multiples existent. Elles ne sont pas faciles à mettre en oeuvre et les progrès sont lents et coûteux, mais elles existent. S’il n’y a pas de solution miracle, nous savons qu’il y a des solutions plus ou moins difficiles. Bonne nouvelle !
Nous savons aussi qu’elles ont toutes un rôle à jouer dans la transition énergétique, que cette transition est très liée au contexte local et nous sentons bien qu’il est vain de les opposer et préférable de jouer avec leur complémentarité pour être efficace dans un territoire et un contexte
donnés. Nous savons aussi que la recherche est intense en ce domaine, que les progrès sont constants et que demain une rupture technologique majeure peut se produire qui viendrait modifier la situation actuelle, ce qui nous impose de rester humbles.

On le voit bien, les choix sont d’abord d’ordre technique, mais ils ne soulèvent pas de difficultés politiques majeures. Ainsi, développer le nucléaire ou investir dans la production d’hydrogène sont source de débats et de controverses parfois virulents mais ne bousculent pas l’ordre établi. En revanche, on constate que le combat contre le réchauffement climatique et donc la limitation impérative des émissions de GES, ne peuvent pas être circonscrits à des changements dans les
processus techniques de la production d’électricité.

Il faut en même temps, et dès aujourd’hui, s’attaquer à la consommation d’énergie. Il faut en venir à diminuer son utilisation dans toutes les activités humaines et à promouvoir la sobriété énergétique. Isoler les bâtiments, réduire l’impact de tous les transports, rendre plus propres les processus industriels, changer les pratiques agricoles, c’est sans doute dans cette voie que résident les principales solutions pour réduire les gaz à effet de serre.

Cela nous concerne tous, mais, bien évidemment, le sujet est éminemment politique et sontraitement suppose une volonté des dirigeants pour prendre des mesures difficiles réellement aptes à réduire les émissions de GES et à lutter contre le réchauffement climatique .

2 Novembre 2020
Pour Savoie Nova
V. Charlet – J. Mazeran – JD. Mechali