Transition à l’allemande : et à la fin, c’est gaz à tous les étages, CH4, H2 et CO2 !

Transition à l’allemande : et à la fin, c’est gaz à tous les étages, CH4, H2 et CO2 !

En Allemagne, alors que l’actualité du domaine énergétique fait une part léonine à l’hydrogène (H2), avec l’annonce de lourds investissements (9 Mds€) pour lancer la filière industrielle, c’est en réalité le gaz naturel (CH4) qui marque des points décisifs. A moyen terme, ayant éradiqué le charbon-lignite, il deviendra la source clé de la production électrique.

Mais le nécessaire accroissement des importations gazières du pays (entre autres via le nouveau gazoduc Nord Stream 2) s’est commué en joute politico-économique, avec les USA et provoque d’autres réactions hostiles, en Europe même, en Pologne en particulier.

A terme, la France suiviste, se retrouvera dans la même situation, le gaz naturel remplaçant progressivement le nucléaire, les deux pays produiront alors le même courant gris-vert, l’Allemagne venant du gris, mais la France venant du vert !

Un contexte mouvant

Le non-choix allemand de devoir s’adosser davantage au gaz naturel pour la production d’électricité, fait apparaître en creux l’échec de l’Energiewende, dans lequel les EnRi montrent leurs limites, même, quand on les multiplie démesurément.

Demain, comme aujourd’hui, même si la contribution en énergie de ces EnRi est devenue significative, mesurée sur l’année, ce sont bien les sources pilotables qui vont continuer à assurer l’essentiel de la production et réaliser, en temps réel, l’équilibre demande-fourniture : charbon-lignite-nucléaire-gaz actuellement, puis, à terme, uniquement le gaz, le nucléaire ayant été définitivement banni.

Sans surprise, on constate à nouveau que la politique énergétique allemande est « manœuvrante » et n’hésite pas à changer de cap, quand nécessité fait loi, et sait toujours trouver, pour l’opinion, l’argument qui justifie une inflexion, voire un reniement.

En matière de production d’électricité, mais dans d’autres domaines aussi (comme l’engouement pour l’hydrogène, voir infra), la France cherche à copier l’Allemagne, nonobstant, pour ce faire, le piétinement de ses propres schémas, même lorsque ceux-ci se montrent plus pertinents (défi climatique, indépendance énergétique).

De plus, ce suivisme a des œillères au point que, lorsque l’Allemagne change de paradigme, la France, emportée par son élan, ne prend pas le virage de son modèle, et continue droit sur sa lancée.

Ainsi, en Allemagne, s’appuyer davantage sur le gaz naturel pour la production électrique (seulement 10% actuellement), devient une option forte; à cet égard, le récent adoubement du gaz naturel par le Parlement Européen (certes conditionnel, mais l’Allemagne pourrait être éligible), ne doit rien au hasard. Il s’agit de pouvoir développer progressivement le parc de CCgaz (1) qui se substituera, en bon ordre germanique, aux centrales charbon-lignite.

Mais la France, qui veut réduire significativement la part du nucléaire et aurait donc besoin, elle-aussi, de centrales pilotables, bannit toujours la construction de CCgaz (2).

Gageons, malgré tout, que ce renoncement trouverait vite son épilogue, le surpuissant lobby gazier y veillerait (l’activisme dont il fait montre dans la révision 2020 de la norme RT ne laisse aucun doute sur son influence) et l’impact écologique supplémentaire serait vendu à l’opinion, en arguant de la réduction du risque nucléaire, n’en doutons pas un instant.

Un caillou, de taille, dans la chaussure

Mais cette politique allemande, suppose qu’on dispose effectivement du gaz naturel nécessaire, la consommation, non marginale, des CCgaz s’ajoutant à celles des autres usages déjà très développés Outre-Rhin (industries chimiques, chauffage des locaux collectifs ou individuels, cuisson, eau chaude sanitaire,…) (3).

Le gazoduc Nord Stream 2 (4) répondait à ce besoin supplémentaire et offrait, en sus, à l’Allemagne une situation privilégiée de dispatcheur du gaz russe en Europe.

À cet effet, le pays aurait déjà prévu d’importants stockages, à l’échelle de cet apport supplémentaire, le nouveau pipe étant capable, à lui seul, de couvrir 10% de la consommation européenne actuelle.

A la différence d’autres pays d’Europe ayant des façades maritimes, l’Allemagne ne s’était pas, jusque là (5) dotée de terminaux GNL (6), son approvisionnement se faisant en totalité par gazoducs (dont 40% en provenance de Russie).

Il semble bien qu’elle n’envisageait pas d’autre schéma que d’accroître encore cette proportion, alors que ses autres sources vont en diminuant : les champs gaziers de la mer du Nord ayant entamé leur décroissance (malgré de récentes découvertes) et le gisement de Groningue, aux Pays-Bas, qui achèvera sa longue et importante contribution européenne en 2023.

Mais c’était sans compter avec la vive réaction des USA qui, ayant bien perçu ces nouvelles opportunités de marchés en Europe, espéraient y vendre leur « shale gas » (7).

Or, le nouveau gazoduc Nord Stream 2 concurrencerait très efficacement, le gaz liquéfié livré par méthaniers, même si l’acheminement par pipe, moins cher que le GNL, tire efficacement les prix de celui-ci vers le bas.

Toutefois, outre la source russe, il est très probable que pour les pays d’Europe dotés de terminaux GNL (8), la compensation de la diminution de la production des champs européens et la satisfaction de besoins nouveaux, se fassent, pour partie, par cette voie, le gaz pouvant provenir d’Afrique, du Moyen Orient, et donc, des USA.

Ainsi, au motif de faire le bonheur énergétique de l’Europe, contre son gré, comprendre la protéger de la tentation de la facilité, payée d’une trop grande dépendance au gaz russe (9), les USA ont menacé de sanctions économiques et financières, les industriels participant à la construction de Nord Stream 2. Et cette menace a très rapidement porté, si bien que pour l’instant, Gazprom reste seul en lice pour tenter d’achever l’ouvrage.

Les compagnies associées à la réalisation et à l’exploitation du gazoduc (10) sont actuellement dans l’expectative, mais prennent très au sérieux les menaces de sanctions américaines.

Ça dépend…de plus en plus

Evidemment, tout n’est pas encore dit sur ce dossier, mais il est peu probable qu’un changement de tête à Washington modifie, le cas échéant, la position américaine.

C’est une approche purement économique, maquillée de géostratégie, même si, pour l’Europe, se mettre énergétiquement dans la main de Moscou, n’est évidemment pas une option pleinement rassurante, mais d’aucuns diront que Moscou a aussi besoin de vendre son gaz.

En Pologne, une action engagée en 2016 contre le projet Nord Stream 2 (par son office anti monopole) vient juste de déboucher sur une amende record (6,45 Mds€) infligée à Gazprom, et d’autres amendes visant les compagnies partenaires du projet, dont Engie, ont également été prononcées (pour 52 Ms€ au total).

Certains pays de l’UE, bannissent le nucléaire avec opiniâtreté, et même jusqu’à la caricature, l’Autriche ayant attaqué le Royaume Uni, devant la Cour de Justice Européenne, pour le soutien accordé à la construction de deux réacteurs EPR à Hinkley Point, (11), si bien que le continent a globalement accru sa dépendance en matière de production d’électricité.

La France, qui avait échappé à ce travers, copie bien inconsidérément, les errements allemands.

Un frémissement positif pourtant, les Pays Bas, qui ont déjà prolongé l’exploitation de la centrale de Borssele, envisageraient, aux côtés des incontournables EnRi, la construction de plusieurs centrales nucléaires, une singularité bienvenue, qui montre également un certain pragmatisme batave, dans ce pays de tradition gazière, méga gisement de Groningue oblige.

Comme dit supra, celui-ci, assurait toutes les consommations du pays (et contribuait pour 50% à sa production électrique) et comme son exploitation s’achève, il faudra bien trouver d’autres sources, si possible non carbonées, les Pays Bas ayant déjà un exécrable bilan GES par habitant.

Vint l’hydrogène

Dans ce contexte évolutif, que signifie, en Allemagne, l’irruption de l’hydrogène, présenté d’emblée comme un acteur majeur de la transition bas-carbone, en devenir, certes, mais les augures lui promettrait déjà le meilleur.

Dans le schéma « gas to power », via la pile à combustible, l’hydrogène représente, de facto, un moyen de stocker de l’électricité et dans la variante « power to gas » on synthétise un bio méthane, à partir du CO2.

Présenté ainsi à l’opinion, ce nouveau vecteur ne manque pas d’atouts ; de plus, l’argument avancé d’une synergie, voire d’un binôme avec les EnRi est séduisant, car il montrerait une cohérence globale du nouveau mix énergétique.

Comme l’hydrogène existe très peu sur terre sous une forme directement exploitable (i e la molécule H2), il faut le fabriquer en ayant recours à des sources, si possible, bas carbone, l’électrolyse de l’eau, avec un courant vert, étant la voie « naturelle », même si d’autres processus existent, moins faciles à mettre en œuvre.

À propos, pouvoir compter sur la valorisation des excès sporadiques de production des EnRi par rapport aux besoins, comme on l’a souvent présenté, n’a guère de réalité.

Les productions EnRi, prioritaires, étant déversées sur le réseau, indépendamment des besoins de celui-ci, et payées sans conditions, (l’impossibilité de déversement étant elle-même rémunérée), la notion de surplus EnRi n’existe donc pratiquement pas.

D’où l’idée de coupler des EnRi dédiés, directement avec des méga-électrolyseurs, mais les électrolyseurs goûtent peu les alternances radicales. Un couplage avec des champs « offshore » dont la production est en général plus régulière, résout une partie du problème (12), mais la compensation des variations viendrait très probablement du réseau, auquel on aura eu la sagesse de rester accrochés.

On peut aussi envisager des batteries de batteries en tampon…ce qui n’est pas très réaliste, mais s’expérimente déjà, en France, pour stocker localement des productions d’EnRi que le réseau ne peut physiquement écouler (13).

Mais alors, le réseau ne fournirait pas forcément le courant vert attendu (cas de l’Allemagne aujourd’hui et de la France demain) et donc l’hydrogène vert, serait gris-vert…Mais gris vert, c’est déjà mieux que gris, le même raisonnement faisant désormais classer le gaz naturel, comme outil de la transition en Europe.

Egarements

On présente l’hydrogène comme le moyen de pénétrer des usages qui étaient, jusque là, peu ou mal accessibles à la décarbonation, dans les process industriels (ciment, acier, engrais), mais surtout dans les mobilités, cibles emblématiques.

Dans le cas de l’Allemagne, malgré la profusion d’EnRi, l’éradication du charbon-lignite passe par le gaz, et l’électricité ne sera donc que partiellement verte et dans certaines conditions d’étiages pour les EnRi, pourraient bien ne pas l’être du tout.

Aussi l’atout d’un hydrogène, qui ne serait plus vraiment vert, devrait perdre beaucoup de sa charge écologique positive (celle du zéro rejets) et ne justifierait que difficilement « l’usine à gaz » nécessaire à sa fabrication.

On utilise de l’électricité, un produit à haute valeur ajoutée, compte tenu de la pluralité de ses usages, difficile à fabriquer sans émissions de CO2 (EnRi, hydraulique, nucléaire), pour produire de l’hydrogène, certes stockable et transportable, mais de manière non triviale et coûteuse, qu’on va retransformer en électricité via la pile à combustible, au bout d’une chaîne qui aura perdu les deux tiers de l’électricité initialement injectée.

Imaginer un schéma plus séduisant, en multipliant, par exemple, les usages directs de l’électricité, paraît pourtant de prime bon sens.

Quant à la fabrication de biométhane à partir de CO2 et d’hydrogène vert, un cycle théoriquement neutre en carbone, le schéma industriel est complexe et les rendements, sont faméliques. Là encore, ce qui est physiquement possible ne trouve pas forcément sa place dans une économie de l’énergie verte, rationnellement pensée.

Demi-tour

Dès lors, ce qui précède pouvant interroger fortement, pourquoi ne pas franchir le Rubicon, à l’envers, et utiliser directement le gaz naturel (14) à grande échelle, pour les mobilités et bien d’autres nouveaux usages, d’autant qu’on sait déjà le faire efficacement, dans bien des cas ?

En Allemagne, au regard des engagements climatiques, une partie du chapeau idéologique a déjà été mangé en public, pour reconnaitre le gaz comme indispensable dans un mix électrique qui exclut le nucléaire et le charbon-lignite.

Pourquoi, dès lors ne pas aller au bout de cette rationalité, et sauter l’étape hydrogène, laquelle apparaît, en suivant ce raisonnement, de plus en plus, comme un artifice idéologique, et non comme une option industrielle viable, même si c’est techniquement possible.

Certes avec les importants efforts engagés (financement des organismes de recherches et des industriels) on saura adapter davantage d’usages à l’hydrogène, mais à supposer qu’on réduise suffisamment les risques pour lever les réticences des utilisateurs, restera le médiocre bilan énergétique, donc économique.

Mais, comme pour les EnRi, des soutiens généreux aideront certainement au maintien à flot du navire, et donc de l’illusion.

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(1) : CCgaz : centrale produisant de l’électricité en brûlant du gaz et utilisant la technologie du cycle combiné.

 

(2) : dans sa propre PPE, au-delà de la centrale de Landivisiau, qui sera mise en service en 2023

 

(3) : une proportion plus élevée en Allemagne qu’en France, pays où le gaz est challengé par le chauffage électrique, le gaz restant pourtant largement dominant, dans le chauffage des maisons et bâtiments, contrairement aux idées reçues

 

(4) : un projet de près de 10 Mds€, aujourd’hui quasi achevé (95% des tubes ayant été posés). Il est relié au gigantesque gisement polaire de Bovanenkovo (4,9 trillons de m3) ; avec une capacité 55 Mds m3/an, il doublerait celle qu’offre déjà NS 1 mis en service en 2011 (NS 1 + NS 2 =20% des besoins européens).

 

(5) : Le shale gas (gaz de schistes) représente 2/3 de la production américaine, le pays est devenu exportateur depuis 2018.

 

(6) : l’Allemagne envisage la construction d’un terminal GNL à l’embouchure de l’Elbe (proche de Hambourg).

 

(7) : GNL : gaz naturel liquéfié (transporté à basse température dans des méthaniers).

 

(8) : actuellement les terminaux GNL européen ne sont utilisés qu’au 1/3 de leur capacité

 

(9) : actuellement, la Russie fournit 40% des besoins européens

 

 

(10) : partenaires européens de Gazprom dans NS 2 : Engie, Shell, OMV, Uniper et Wintershall.

 

(11) : plainte heureusement rejetée, chaque pays membre de l’UE, restant maître de sa politique énergétique…et dans l’intervalle, le RU a quitté l’EU.

 

(12) : EDF participe à un projet allemand de méga-électrolyseur relié à un champ offshore de la mer Baltique.

 

(13) : Dispositif RINGO expérimentée par RTE, mais le coût du kWh ainsi stocké est astronomique.

 

(14) : Le biogaz sera toujours dispendieux et demeurera marginal (à quelques niches près), mais c’est un jackpot extraordinaire pour ceux qui le produisent.

 

Gérard Petit

Ingénieur diplômé dans l'énergie, avec des activités de R&D, d'ingénierie, d'exploitation, de formation et, in fine, d'inspection, Gérard Petit est un ancien cadre supérieur d'EDF et membre de l'Inspection Générale en charge de la Sûreté Nucléaire.