Les énergies renouvelables, quel challenge ?
5 Novembre 2013,
Le public adhère à l’idée de remplacer les vieilles sources d’énergie polluantes à l’origine des bouleversements climatiques. Les énergies renouvelables sont prometteuses de tant de bienfaits que l’on peut s’étonner, s’indigner même, de la lenteur apportée à leur développement dans certains pays, et non des moindres.
L’examen dépassionné de la question montre que ce manque apparent d’enthousiasme peut être fondé sur de légitimes préoccupations sur lesquelles la sphère médiatique insiste rarement, mais que les décideurs ne peuvent ignorer et dont ils doivent tenir compte.
Les énergies renouvelables sont fréquemment associées à l’électricité.
On parle ainsi d’électricité verte et parfois, dans un raccourci abusif, on intègre l’idée que le problème de la transition énergétique sera résolu lorsque la production d’électricité sera obtenue exclusivement à partir de ces nouvelles énergies.
Cette assertion est très réductrice et cache l’ampleur de la révolution technologique qui nous attend.
En France l’électricité ne représente que 25% de l’énergie finale utilisée, et cette proportion se retrouve dans de nombreux pays.
Pour les trois quarts restant, l’énergie finale est utilisée soit sous forme de chaleur par combustion des produits fossiles (Charbon, pétrole, Gaz naturel ) et des produits renouvelables ( Gaz de méthanisation, bois énergie, biocarburants ), soit sous forme de chaleur directe ( sans combustion) issue du Solaire thermique, de la géothermie et des pompes à chaleur.
Cette énergie « non électrique » est utilisée pour les transports, l’Industrie, la Sidérurgie, le résidentiel-Tertiaire, le bâtiment, pour fournir de la force motrice ou de la chaleur haute et basse température.
La consommation annuelle d’énergie finale s’élève ainsi en France à 1 920 TWh, dont « seulement » 480 TWh d’électricité.
L’objectif de la transition énergétique est de faire en sorte que la totalité de cette énergie finale, 1 920 TWh, soit obtenue à partir de sources renouvelables (Energies de flux) non polluantes et décarbonées ou à Carbone recyclable.
Cet objectif, bien que de formulation simple, est porteur d’un certain nombre d’ambigüités et de questionnements qui sont autant de raisons de s’interroger sur la stratégie à adopter.
En voici une liste non exhaustive:
1- L’urgence de la transition énergétique.
L’urgence de la démarche de transition énergétique est motivée d’une part par la nécessité de pallier le tarissement annoncé des réserves énergétiques fossiles et Nucléaire (Energies de stock), et d’autre part par l’engagement de réduire les émissions de CO2 pour modérer le réchauffement climatique.
Un raisonnement simpliste permet d’observer que, puisque l’épuisement des réserves fossiles entraînera l’arrêt des émissions du CO2 associé, il suffit d’attendre que cet événement se produise pour voir le problème du CO2 anthropique automatiquement résolu.
Ce raccourci abrupt doit être nuancé en notant que les réserves de combustibles fossiles étant encore considérables, le taux de CO2 est susceptible d’atteindre des valeurs létales avant de commencer à descendre naturellement si l’on ne prend aucune contre-mesure.
Certains demeurent cependant convaincus que les deux piliers qui soutiennent la démarche de transition se réduisent en fait à un seul: pallier l’épuisement des sources fossiles et nucléaires et ne plus se soucier du CO2 anthropique qui disparaîtra de lui-même.
2- Le tarissement des réserves fossiles et nucléaires.
Que l’on soit ou non convaincu de l’urgence d’une transition, dans un cas comme dans l’autre se pose le problème du délai: quelle est la date approximative de l’échéance fatale ?
Les meilleurs experts sont divisés à ce sujet, et les évaluations diffèrent selon que l’on considère le Charbon, le Pétrole, le Gaz naturel, le Nucléaire, ou les Hydrocarbures de roche mère. Certaines hypothèses non orthodoxes font même état de l’existence possible de pétrole abiotique, qui ferait de la sainte huile une denrée renouvelable.
Les données crédibles sur les réserves fossiles sont logiquement détenues par les grandes compagnies et les pays producteurs. Ces données sont hautement stratégiques et demeurent donc confidentielles. Les chiffres qui circulent « à découvert » sont par nature à considérer avec précaution.
L’impossibilité de connaître exactement à la fois les réserves disponibles et l’évolution de la demande énergétique au cours du siècle à venir conduit à une grande incertitude sur la date critique, d’autant plus que la pénurie ne sera pas un phénomène brutal mais plutôt une montée progressive des difficultés d’approvisionnements, que certains pourront gérer et d’autres pas .
On considère généralement qu’aucun problème drastique d’approvisionnement n’est à craindre avant 2 050 et probablement au-delà pour le Gaz naturel, le Charbon et le Nucléaire, bien que l’on admette la perspective d’une tension sur les prix, mais sans pouvoir préciser quoi que ce soit tant les paramètres influents sont insaisissables.
Tant de « si », de « peut-être » et de « on pense que » induisent un ferment de doute quant à l’urgence de mettre en œuvre une stratégie de transition, ce que certains traduisent par « il est urgent d’attendre ».
3- Le statut incertain du Nucléaire civil.
Les preuves de la dangerosité du Nucléaire civil ne sont plus aujourd’hui mises en doute. Dans un certain nombre de pays il existe une levée de boucliers contre ce moyen de production d’électricité.
Mais d’une part ces pays ne sont pas la majorité, et d’autre part dans les pays où les opposants sont actifs, leur pouvoir d’influencer les décisions d’Etat est limité, en tout cas fortement contrebalancé par la puissance des grands groupes industriels de l’Electronucléaire.
Aucune instance internationale ne s’étant encore prononcée sur son interdiction, le nucléaire civil demeure donc une option pour la transition, mais avec un gros problème d’acceptabilité par les populations.
( L’importance de ce problème étant proportionnelle au poids politique des partis écologistes locaux ).
Par ailleurs le Nucléaire répond incontestablement au critère d’absence d’émissions de CO2, c’est donc une énergie décarbonée.
Mais, même si ce n’est pas une source fossile, il s’agit quand même d’une énergie de stock, donc non renouvelable.
Ce que ses partisans nuancent en invoquant la possibilité de démultiplier l’énergie récupérable grâce à la surgénération, ce qui en fait une source « quasi » inépuisable, tout au moins à l’échelle de temps de quelques siècles, avec la perspective d’exploitation de l’énergie de fusion, perspective entretenue par les formidables crédits alloués au projet ITER.
Tout ceci conduit à une grande incertitude sur la place à réserver à cette énergie dans le futur. En Europe même les Etats affichent des politiques contradictoires:
La situation des programmes électronucléaires en Allemagne d’une part, au Royaume-Uni et en France d’autre part, est un exemple édifiant de l’absence de concertation entre des pays distants d’à peine un jet de pierre.
Entre une décision de retrait total ( Allemagne) et un contrat de fourniture de deux réacteurs EPR au Royaume Uni ( France) , toutes les nuances sont possibles !
De plus, et jusqu’à preuve du contraire, les Gouvernements et l’Europe subventionnent des études portant sur les réacteurs nucléaires de quatrième génération. Il est légitime de penser que cet argent n’est pas dépensé à la légère et que ces soutiens valent approbation.
Les décideurs sont donc fondés à tenir compte de ces projets dans leur stratégie de transition.
En effet, on ne peut pas leur demander d’une part d’accepter les conclusions du GIEC (Organisme intergouvernemental) quant aux causes anthropiques du réchauffement climatique, et d’autre part de ne pas prendre au sérieux des futurs projets nucléaires soutenus par ces mêmes Gouvernements !
4- La notion fluctuante de source décarbonée.
Le Charbon, le Gaz et les produits pétroliers deviennent décarbonés dès lors que le CO2 émis lors de la combustion est capté et séquestré.
Or il existe des procédés de capture et séquestration du Carbone (CSC) dont certains sont en cours de validation, sans pour autant fournir de certitude quant à leur efficacité sur une grande échelle ni quant à leurs éventuelles nuisances qui pourraient en interdire l’usage.
Mais en cas de succès de l’un de ces projets, les fossiles deviendraient des sources décarbonées, donc éligibles au rang d’énergies propres, ce qui changerait complètement les dispositions de la transition, au moins leur degré d’urgence.
Ces énergies, lavées de leur CO2, n’en deviendraient pas pour autant renouvelables, mais pourraient être utilisées sans souci jusqu’à leur épuisement. Elles constitueraient alors une option pour la première phase de la transition.
C’est le cas en particulier pour le Charbon, dont les réserves mondiales sont considérables, et pour lequel d’importants projets « Charbon propre » sont en cours de mise au point.
5- L’ampleur de la menace climatique.
Les experts du GIEC peaufinent leurs prévisions d’évolution de la température atmosphérique durant ce siècle. Ces prévisions sont suffisamment vagues ( + 1,5°C à + 6,5°C) pour qu’elles justifient un temps de réflexion de la part des décideurs.
En effet, selon que la hausse sera de + 1,5°C ou de + 6,5°C, la situation sera gérable ou cataclysmique. Dans le premier cas on vit, dans le second on meurt.
Sans tomber dans le climato-scepticisme face à un risque aussi indéterminé, on comprend certaines hésitations car les mesures à prendre et les ordres d’urgence sont évidemment différents selon l’ampleur du changement de climat attendu!
6- Compétitivité des énergies renouvelables.
Pendant la période de transition, dont la durée est inconnue ( Une, deux, trois décennies, voire davantage ?), ces énergies vont se trouver en concurrence sur le marché avec les énergies fossiles non encore épuisées, et dont les promoteurs défendront les positions. Faute d’une régulation internationale, aujourd’hui inexistante, les fournisseurs de renouvelables craignent de se trouver en situation de concurrence intenable car il est désormais avéré que leurs coûts de production sont notablement supérieurs au prix de marché de l’énergie classique, notamment du Gaz naturel, et que dire du Gaz de schiste !
Ce risque modère les enthousiasmes de certains décideurs qui préfèrent attendre et voir venir, ou investir ailleurs.
7- Efficacité planétaire en question.
Les pays émergents sont les plus peuplés et les plus polluants, et le resteront encore longtemps eu égard à leur manque de ressources financières pour investir dans les renouvelables. Or ces pays vont devenir de gros consommateurs d’énergie.
L’effort réalisé par les pays développés n’aura pas l’impact planétaire souhaité s’il est « noyé » au milieu d’un océan de pollution.
L’objectif premier de la transition ne serait alors pas atteint, et des milliers de Milliards auront été dépensés sans efficience globale.
Certains ont déjà pris acte de ce problème et ont modifié le but officieux de « leur » transition:
Il s’agirait non plus de stabiliser, voire réduire, le taux de CO2 atmosphérique de la planète, mais plutôt d’une part de créer une activité industrielle nouvelle susceptible de relancer la croissance économique et de créer des emplois, et d’autre part pour certains, dont la France, d’aller vers une situation d’indépendance énergétique.
Ce qui conduit évidemment à d’autres choix et d’autres démarches.
On ne parlerait alors plus de transition énergétique, mais plutôt de relance économique par les énergies nouvelles.
8- Les Gaz de schiste.
Certains pays exploitent les Hydrocarbures de roche mère (Gaz de schiste) sans état d’âme, d’autres les réprouvent. Cette situation crée un déséquilibre économique qu’aucune règlementation internationale ne vient compenser.
D’autre part comment prendre au sérieux un programme « planétaire » de lutte contre les émissions de CO2 alors que dans le même temps les sources fossiles connaissent un regain d’intérêt extraordinaire sans aucune entrave ?
9- L’intermittence des renouvelables.
Bien que le problème de l’intermittence des énergies Eolienne et Solaire soit bien documenté et incontestable ( Il suffit de lire les bases de données météo) les conséquences pratiques sont mal acceptées, voire tout simplement niées.
C’est ainsi que certains pays ont développé des programmes importants sur ces énergies, et se trouvent maintenant contraints de recourir aux fossiles pour compenser l’intermittence, à cause de l’absence de moyens de stockage de masse de l’électricité.
Le fait que ce problème ne soit pas au centre des débats sur la transition énergétique ne laisse pas d’inquiéter les décideurs, qui redoutent d’investir dans un système comportant un tel hiatus technologique, révélateur d’un manque de maturité de la vision à long terme des promoteurs du système.
10- Commercialisation des énergies renouvelables.
Toute application nouvelle coûte cher dans sa phase d’apprentissage; pour s’imposer dans un contexte concurrentiel elle doit donc apporter une valeur d’usage supérieure au standard courant pour que le client accepte un prix plus élevé.
C’est vrai pour un téléphone portable, une automobile, ou tout autre bien ou service.
Un KWh fourni par une éolienne ou un panneau photovoltaïque ne se différencie pas d’un KWh issu d’une centrale thermique. Pas plus qu’un KWh de super d’origine pétrolière ne se différencie d’un autre apporté par un biocarburant.
Si l’utilisateur final a le choix de l’un ou de l’autre, il choisira évidemment le moins cher.
La cohabitation entre les vieilles énergies et les nouvelles n’est donc possible que si celles-ci bénéficient d’un cadre favorable à leur commercialisation, en général un tarif préférentiel d’achat par le distributeur. Tarif qui peut être remis en question à tout moment par l’autorité responsable, ce qui entraîne un risque à long terme pour le gestionnaire.
L’expérience ratée des certificats verts n’est pas de nature à rassurer les candidats.
11- La nature de la démarche.
Il ne fait de doute pour personne que les énergies fossiles seront utilisées jusqu’à la dernière goutte, quelle que soit par ailleurs la production des énergies renouvelables. La quantité de CO2 correspondant à la totalité des réserves fossiles sera donc injectée dans l’atmosphère à plus ou moins long terme.
Sauf si des procédés de capture et séquestration du Carbone sont mis en œuvre.
De tels procédés sont à l’étude, et leur utilisation pourrait réduire significativement la quantité de CO2 émise, mais sans espérer l’annuler.
En supposant que les stratégies de réduction des émissions de CO2 soient mises en place avec diligence et efficacité, certains experts estiment que le temps de réponse de la température atmosphérique à une réduction de ces émissions sera trop long pour empêcher cette température d’atteindre une valeur critique avant de commencer à redescendre vers un nouvel état d’équilibre.
Nous aurions donc, quoi qu’il arrive, à faire face à un changement climatique, à une élévation du niveau des océans, et à toutes les autres calamités annoncées par le GIEC.
( Ces estimations résultent de l’étude des temps de latence du système thermodynamique constitué par l’atmosphère et ses échanges avec l’espace d’une part, et avec la Terre et les Océans d’autre part).
A la stratégie de transition énergétique, il faudrait donc ajouter un volet essentiel qui serait la gestion des conséquences d’un changement climatique désormais inévitable.
Aujourd’hui ce problème ne fait l’objet d’aucun programme concret.
Au contraire, on continue par exemple à accorder des permis de construire en zones qui seront sous les eaux en cas d’élévation du niveau des océans.
Tout se passe comme si les autorités responsables n’accordaient aucun crédit aux menaces climatiques annoncées.
Face à une telle accumulation d’incertitudes, de contradictions, de manque de profondeur d’analyse, d’absence de concertation, d’irréalisme, on assiste à des initiatives discordantes où certaines décisions sont actées plus par la volonté de « faire quelque chose » que par la conviction de suivre le bon cap.
Dans cette « obscure clarté » une seule démarche recueille l’approbation générale: c’est la croisade pour la sobriété énergétique.
Des programmes Européens fixent des seuils d’émission de CO2, financent des projets de capture et séquestration du Carbone, imposent des normes énergétiques et subventionnent les études de réacteurs nucléaires de quatrième génération.
Chaque pays établit des mesures incitatives ou coercitives variables au gré de la succession des gouvernements bien souvent incapables de discerner la bonne voie à suivre et laissant aux grands groupes industriels les initiatives des choix, qui sont souvent le résultat d’un lobbying frénétique.
On ne peut reprocher à des décideurs de prendre le temps de la réflexion avant d’engager le Pays dans une mutation économique et industrielle majeure dont les répercussions se feront sentir à l’échelle du siècle.
Encore faut-il que cette réflexion ne se transforme pas en attentisme politique ou en « projets papier » fluctuant au gré des alternances électorales.
Il est également nécessaire de ménager une période de communication pour que l’ensemble des forces vives du pays prenne la mesure de l’énormité de l’effort qui nous attend, mais aussi de la nécessaire progressivité de la mutation, qui s’étalera sur plusieurs décennies.
Evaluons par exemple l’ampleur de l’effort nécessaire pour substituer en France la totalité de l’énergie finale par des énergies renouvelables.
La première démarche, et donc la première difficulté, consiste à dessiner les contours du futur mix énergétique.
Quel profil de transition adopter ? Autrement dit quel mix énergétique projeter pour 2 030, 2 050, 2 070 ?
Et en particulier quel avenir réserver au Nucléaire ?
Quelle sera la consommation d’énergie en 2 030, 2 050, 2 070 ?
Comment répartir les investissements colossaux qui seront nécessaires pour assurer la transition ?
Où trouver l’argent ?
Quel sera le rôle de l’Etat ?
Faut-il privilégier tel ou tel procédé ? Et selon quels critères ? Ou bien faut-il plutôt les soutenir tous au risque de se perdre dans le saupoudrage ?
Quel effort maintenir sur les énergies fossiles ? Combien faut-il investir sur la séquestration du Carbone ? Sur la Cogénération ? Sur les réseaux de chaleur ?
Etc…
Aucune de ces questions n’a encore trouvé de réponse claire.
D’autre part, la structure même du mode de consommation doit évoluer:
Aujourd’hui les produits fossiles contribuent pour les trois quarts de la
consommation d’énergie finale, le reste est de l’électricité.
Le biogaz et les biocarburants ne pourront pas, à eux seuls, assurer la relève du pétrole, du gaz naturel et du charbon, ils pourront tout au plus, en prendre le quart à leur charge.
Un grand nombre d’applications qui fonctionnent aujourd’hui avec des combustibles fossiles, devront se convertir à l’électricité.
La part de l’électricité est donc appelée à augmenter considérablement, jusqu’à 60% en 2050 selon l’Agence Internationale de l’Energie, contre 25% aujourd’hui.
Pour tenir compte de l’incertitude, les études prospectives doivent se baser sur des scénarios.
Imaginons un de ces scénarios pour l’après 2 070, dans lequel les énergies fossiles ne seraient plus qu’un souvenir, et le nucléaire aurait disparu.
Pour un scénario énergétique la donnée de base est la consommation d’énergie finale.
Que seront les besoins énergétiques ?
Aujourd’hui 1 920 TWh en France, combien en 2070 ?
Cette évaluation est aujourd’hui un exercice de pure divination. Il est possible qu’à cette époque il ne soit même plus question de satisfaire des besoins, mais plutôt de faire avec les disponibilités…
Selon les uns la consommation va augmenter, selon les autres elle va diminuer.
Nous avons retenu l’hypothèse médiane c’est-à-dire la stabilité, malgré les prévisions de croissance soutenues par l’AIE.
Dans cette hypothèse notre consommation électrique atteindrait 1 150 TWh, soit 2,4 fois la consommation actuelle, en intégrant une part électrique de 60% contre 25% aujourd’hui.
Les 40% restant seraient fournis par la biomasse, les biocarburants, les PAC, la Géothermie, le Solaire thermique.
Le mix énergétique français ressemblerait à ceci:
- Eolien: 25% Offshore à 80%
- Solaire: 25% Thermique et photovoltaïque
- Hydraulique: 15% Barrages, Hydroliennes
- Biocarburants: 15% Agro et Algo carburants
- Biomasse: 15% Méthanisation, Bois énergie
- Autre: 5% PAC, Géothermie
Tout autre répartition serait évidemment imaginable mais pas fondamentalement différente.
Dans ce cas de figure l’Eolien devrait fournir environ 500 TWh .
Pour produire 500 TWh par an, il faut une puissance installée de 140 000 MW , et 23 000 machines offshore de 6 MW avec un facteur de charge de 40% .
Actuellement il n’y a aucune production éolienne offshore française.
Il existe un projet de 330 machines au large de la côte Atlantique, pour une puissance de 2 000 MW. C’est un projet très modeste en regard de l’objectif à atteindre.
Pourtant ce « petit » programme rencontre déjà une vive opposition de la part des riverains, des associations de défense de l’environnement et de la biodiversité, des professionnels du tourisme et de la Mer, et même de certains écologistes!
Alors, faire accepter 23 000 éoliennes là où un projet de seulement 330 est déjà très contesté, telle est la tâche qui attend les services de communication du Ministère de l’Industrie…
C’est pourquoi les objectifs du Grenelle pour 2 020 sont restés modestes: Un parc de 25 000 MW installés, dont 6 000 MW terrestres et 19 000 MW offshore, pour fournir environ 10% des besoins électriques ( de 2020).
Aujourd’hui l’objectif terrestre est certes déjà dépassé, avec un parc qui atteint 7 800 MW installés en 2013, mais l’objectif offshore devra être revu sérieusement à la baisse. Il n’est même pas certain que le projet de 330 machines sur la côte Atlantique soit opérationnel pour 2020.
A l’heure où nous écrivons ces lignes les offres des candidats ont été confirmées « sous réserves », les réserves en question portant notamment sur le prix d’achat de l’électricité produite.
On comprend mieux dès lors le peu d’empressement de EDF à arrêter ses réacteurs nucléaires…
De plus, cette production éolienne devrait être soutenue par des installations de gestion de l’intermittence, par exemple des stations de pompage-turbinage côtières dont il existe déjà quelques modèles de par le monde. Ces stations impliquent une emprise foncière conséquente, dans des régions très touristiques. D’importants problèmes d’acceptabilité sont à prévoir.
Le coût d’un tel programme serait de plusieurs centaines de Milliards, uniquement pour le volet éolien.
Des investissements comparables sont à prévoir pour le Solaire, l’Hydraulique, les biocarburants , l’exploitation de la biomasse et la Géothermie.
Ceci dans l’hypothèse d’un retrait total du Nucléaire, ce qui implique des dépenses supplémentaires colossales pour le démantèlement des réacteurs et le stockage des déchets.
On parle alors de milliers de milliards, qui devraient être fournis par le consommateur ou le contribuable, qui sont généralement la même personne.
Cette avalanche de milliards paraît surréaliste dans une période de crise économique et de dette publique indécente.
La transition énergétique est une démarche qui engage l’avenir économique et industriel du Pays, et donc aussi son avenir social, pour un siècle ou deux.
Les orientations qui donneront sa physionomie à cette mutation doivent être arrêtées au cours de la présente décennie.
Il serait désastreux que les décisions fondamentales soient subordonnées aux exigences idéologiques de quelque parti politique que ce soit, et/ou aux intérêts de groupes industriels ou financiers.
Il serait tout autant déplorable que les pays de la même zone d’influence se dotent de stratégies non concertées. La transition énergétique doit être pour l’Europe l’occasion de montrer qu’elle est une entité capable de définir et d’appliquer une stratégie énergétique commune, ce qui implique à minima de se doter d’un organe de décision indépendant.
Peut-être alors serait-il possible d’éviter la cacophonie à laquelle nous assistons aujourd’hui sur les choix fondamentaux comme le Nucléaire, les gaz de schiste, le charbon, choix qui sont plus l’expression d’intérêts nationaux que d’une volonté commune.
On conviendra que la route vers les énergies renouvelables n’est pas un long fleuve tranquille…
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