La sortie des énergies fossiles « concerne l’ensemble du mix énergétique, et non uniquement le mix électrique »

Le Monde de l’Énergie ouvre ses colonnes à Bruno Ladsous, administrateur du Cérémé (Cercle d’Étude Réalités Écologiques et Mix Énergétique), pour revenir avec lui sur l’étude récemment publiée par le think tank, Objectif 2050 : les énergies renouvelables intermittentes ne réduiront que partiellement les émissions de CO2 en Europe.

Le Monde de l’Énergie —Le Cérémé vient de publier un rapport sur les réductions d’émission de CO2 offertes par le déploiement des renouvelables intermittents dans l’Union européenne. Quelles sont ses principales conclusions ?

Bruno Ladsous —Pour évaluer concrètement l’impact des énergies intermittentes sur la décarbonation, nous avons examiné les émissions de CO2 du mix électrique de quatre pays aux mix énergétiques très différents en 2022 et au cours des neuf premiers mois de 2023, les comparant à celles de 2016.

En Allemagne, l’intermittence est compensée par le charbon domestique et le gaz importé, ainsi que marginalement par les STEP et les échanges avec les pays voisins. Au Danemark, l’intermittence est atténuée par le thermique fossile et l’importation d’électricité carbonée de l’Allemagne, ainsi que l’hydraulique de ses voisins scandinaves. En France, l’intermittence est gérée par l’hydraulique, incluant les STEP, et par le nucléaire, tous deux bas-carbone, avec une contribution marginale du gaz. Au Portugal, les puissantes STEP hydrauliques, le gaz et l’importation d’électricité de l’Espagne voisine pallient l’intermittence.

Cependant, malgré les investissements considérables dans les énergies intermittentes, ces pays n’ont que partiellement réussi à réduire leurs émissions de CO2 dans leur mix électrique. Par exemple, l’Allemagne, avec une augmentation de 58% de sa capacité éolienne et solaire en 8 ans, reste au-dessus de 400 g CO2/kWh. De même, le Portugal et le Danemark n’ont pas atteint la barre des 200 g, même avec des augmentations respectives de 33% et 14% des capacités éolienne et solaire. La France, malgré une augmentation de 70% de ses capacités, se maintient dans la zone des 60 g.

Ces résultats remettent en question le rôle des énergies renouvelables intermittentes dans la décarbonation des mix électriques. Si les énergies renouvelables intermittentes contribuent, dans les pays qui dépendent majoritairement des énergies fossiles, à décarboner un peu l’électricité lorsqu’il y a du vent ou du soleil, elles ne sont d’aucune aide dans des pays comme la France ou dans les pays scandinaves qui disposent déjà d’abondantes sources d’énergies décarbonées et pilotables, comme le nucléaire ou l’hydraulique. Au contraire, elles entravent l’allocation de ressources financières vers des actions plus efficaces, notamment dans l’efficacité énergétique des logements, du secteur tertiaire, et vers des énergies thermiques non électriques renouvelables.

Le Monde de l’Énergie —Pourquoi l’ajout de capacités de production décarbonées et les interconnexions électriques sont-ils selon ce rapport si peu efficaces pour réduire les émissions ?

Bruno Ladsous —La fourniture d’un courant stable à tout instant est l’un des piliers historiques de l’Union européenne. Bien que des ajustements de la consommation et des capacités de production flexibles soient envisageables, l’efficacité d’un système électrique repose surtout sur sa capacité à répondre aux pics de demande, notamment pendant les périodes anticycloniques hivernales.

En situation anticyclonique, vous aurez beau rajouter des capacités éolienne ou solaire, elles ne produiront toujours que quelques pourcentages de la capacité maximale dans le meilleur des cas pour l’éolien terrestre, un peu plus pour l’éolien en mer. Et 0% pour le solaire lors du plateau de consommation du début de matinée ou lors de la pointe du soir. Le solaire, lui, ne contribue pratiquement pas lors des pics de consommation au lever et au coucher du soleil.

Pour les pays dotés de capacités éoliennes ou solaires importantes, la solution semble reposer sur les interconnexions européennes et l’importation d’électricité de leurs voisins. Cependant, cela présente des défis majeurs, car les voisins ont également besoin d’électricité simultanément, et il n’est pas possible de compter sur une production simultanée, que ce soit solaire (la nuit) ou éolien. Une étude antérieure du Cérémé réalisée sur 12 mois en 2020 sur 8 sites européens a montré que l’alignement du vent en France et en Allemagne est rare.

Ainsi, les pays sans capacités pilotables massives comme l’hydraulique et le nucléaire se voient contraints, pour respecter leurs engagements envers les citoyens et les entreprises, de recourir à des capacités thermiques fossiles pilotables. L’Allemagne, incapable de réduire ses émissions, est confrontée à cette réalité.

Le Monde de l’Énergie —Comment expliquez-vous, dans ce cas, les réductions d’émission du secteur électrique réussis par de très nombreux pays en déployant de l’éolien et du photovoltaïque ?

Bruno Ladsous —Les réductions d’émissions observées dans certains pays grâce au déploiement de l’éolien et du photovoltaïque s’expliquent par des stratégies spécifiques adoptées, en particulier par certains petits pays. Ces nations ont développé une gestion intelligente des importations d’électricité décarbonée provenant de leurs voisins, profitant souvent de moments d’abondance où l’électricité est moins coûteuse. Par exemple, le Danemark tire avantage de l’hydraulique et du nucléaire de ses voisins scandinaves, tandis que le Portugal optimise ses puissantes stations de transfert d’énergie par pompage hydraulique (STEP). Malgré ces approches pragmatiques, il est probable que ces pays aient atteint leur optimum en termes de réduction des émissions de CO2.

En revanche, pour un pays industriel puissant comme l’Allemagne, confronté à une demande en électricité nécessitant une réponse pilotable massive et disposant de capacités limitées en STEP, la possibilité de jouer sur des importations d’électricité décarbonée est très marginale. Les voisins scandinaves, français et suisses ont également besoin de ces importations au même moment. Ainsi, malgré la substitution progressive du gaz au charbon ou au lignite, l’Allemagne maintient un mix électrique fortement carboné au quotidien. En persévérant dans son approche dominée par l’éolien et le solaire, teintée de sources fossiles, l’Allemagne semble rencontrer des difficultés croissantes pour réussir sa décarbonation.

Le Monde de l’Énergie —Comment expliquez-vous que ce rapport soit à ce point à contre-courant de la stratégie européenne de développement des EnR (qui est défendue également par l’AIE et la plupart des mouvements réclamant une sortie des énergies fossiles la plus rapide possible) ?

Bruno Ladsous —Dans ce rapport, la nécessité impérative de sortir des énergies fossiles est soulignée, en mettant en lumière que cette transition concerne l’ensemble du mix énergétique, et non uniquement le mix électrique.

La première étape de cette transition implique la mise en place de politiques de sobriété énergétique et de programmes d’efficacité énergétique dans divers secteurs tels que l’industrie, le bâtiment, les transports, et même l’agriculture, bien que cela soit particulièrement complexe. Il est souligné que les moyens financiers de la transition énergétique devraient être prioritairement alloués à ces domaines, avec l’avantage supplémentaire d’éviter les surcoûts importants liés aux raccordements et aux interconnexions, qui s’élèveraient à plusieurs centaines de milliards d’euros.

Nous mettons l’accent sur la nécessité de développer non pas uniquement les EnR, mais plutôt les énergies bas-carbone, en privilégiant notamment les électricités bas-carbone pilotables, comme précédemment expliqué. Le rapport suggère que l’intelligence économique et sociale développée par les pays à mix électrique décarboné, tels que la France et les pays scandinaves, autour du nucléaire et des énergies hydrauliques, doit être respectée. Dans cette optique, le Cérémé est d’avis que l’Union européenne devrait renoncer à imposer à tous les pays, même en moyenne, des objectifs chiffrés en pourcentage d’EnR d’ici 2030 ou 2050. À défaut, ces pays seraient justifiés à invoquer les trois grands principes énoncés à l’article 5 du traité de l’UE : subsidiarité, proportionnalité et neutralité technologique.

Le Monde de l’Énergie —La décarbonation passant par une électrification de nombreux usages, les pays de l’Union européenne devraient voir leur demande en électricité augmenter. Comment répondre à cette hausse à court terme sans utiliser l’éolien et le photovoltaïque (le nucléaire étant une solution de moyen terme, et les autres EnR émergentes n’ayant pas la maturité nécessaire pour répondre à cette urgence) ?

Bruno Ladsous —La réponse à cette hausse de la demande en électricité doit s’appuyer sur une vision énergétique globale. Tout d’abord, des programmes efficaces de sobriété énergétique et d’efficacité énergétique dans divers secteurs tels que l’industrie et le logement sont nécessaires. Ensuite, des choix stratégiques doivent être effectués pour répartir les besoins entre le mix électrique et d’autres vecteurs, y compris l’hydrogène.

L’électrification des usages est envisagée comme l’une des options, mais elle ne doit pas exclure l’exploration des potentiels des énergies renouvelables thermiques, telles que la biomasse, le biogaz et les biocarburants, surtout dans les secteurs industriels où la chaleur est un vecteur plus efficace sur le plan technique et économique que l’électricité.

Cependant, il est anticipé qu’une forte électrification sera inévitable, notamment à partir de 2035, un horizon clé. Dans le cas de la France, le Cérémé est convaincu qu’une relance très ambitieuse du nucléaire constituerait la meilleure des solutions. Plusieurs facteurs, tels que le retour progressif à des facteurs de charge moyens convenables, la remotorisation annoncée en 2023 par la ministre en charge, la mise en service de Flamanville 3, et l’annonce par le président d’EDF de la capacité de l’entreprise nationale à mettre en service 1,5 EPR à partir de 2035, soutiennent cette conviction.

Dans ces circonstances, le recours à davantage d’éolien ou de solaire n’est pas considéré comme nécessaire, étant donné leur incapacité à répondre à la pointe de demande lors de situations anticycloniques hivernales, comme discuté précédemment.