Quelle consommation électrique en 2050 ?

Quelle consommation électrique en 2050 ?

15 Juin 2021

Notre article du 10 Juin se terminait sur ce constat surprenant :

Selon différents groupes d'experts, il n'existe aucun consensus sur les besoins d'énergie électrique de la France pour 2050.

Certes chacun avance des chiffres, mais avec de tels écarts que leur crédibilité est nulle.

Cette incertitude traduit pour le moins une absence de maîtrise de nos décideurs (ou supposés tels) sur les éléments constitutifs de l'évolution des besoins.

Non pas que ces éléments constitutifs soient inconnus, ils sont considérés depuis des décennies dans tous le bilans énergétiques par énergie et par secteur de l'économie.

Mais un constat des lieux à un moment donné ne permet pas d'augurer de son futur état si l'on ne se donne pas les moyens d'agir sur les différents facteurs.

Or des facteurs, il y en a beaucoup :

La mobilité électrique

Vaste sujet, qui englobe non seulement nos « bagnoles », qui sont tout de même 35 millions, mais également les véhicules poids lourds, de transports, de livraisons, collectifs, routiers ou chemin de fer, les véhicules de chantiers, et de terrassement.

Sans oublier les vélos et autres engins de transport individuel.

Tout ce beau monde est censé se convertir à des sources d'énergie renouvelables, utilisant soit de l'électricité, soit des biocarburants, soit de l'hydrogène avec une pile à combustible, soit un joyeux mélange de plusieurs sources dans des solutions hybrides.

Personne ne sait dire comment vont évoluer ces différentes solutions, et donc avancer des prévisions de marché avec un minimum de crédibilité sur les besoins futurs en électricité.

Car cette électricité verte, il faudra bien la produire.

Le projet d'interdire les véhicules thermiques polluants implique logiquement l'interdiction des hybrides et donc pose le principe d'une électrification massive des voitures.

Or, 20 millions de VEB (Véhicules Electriques à Batterie) consommeront près de 30 TWh annuellement.

La filière Hydrogène.

Cette filière, qui fait la une de la presse spécialisée mais qui comme l'arlésienne ne se montre pas souvent.

L'Hydrogène est depuis longtemps utilisé dans l'Industrie, et est produit à partir des fossiles. Ceci doit évidemment changer et l'une des solutions est l'électrolyse de l'eau à partie de l'électricité verte.

D'autre part ce gaz vert sera utilisé également avec une pile à combustible pour propulser une variété de véhicules électriques.

Ce même gaz doit servir également de moyen de stockage de masse pour compenser l'intermittence des sources éoliennes et solaires d'électricité.

Et last but not least, il sera mélangé au gaz naturel pour alimenter le réseau gazier pour le verdir au passage.

Toutes ces applications seront donc clientes d'une quantité d'électricité considérable pour produire cet Hydrogène salvateur.

Personne ne sait dire évidemment combien.

L'Hydrogène naturel.

Ce « cinquième élément», auquel les experts sérieux accordaient autant de considération qu'aux LENR ( Low Energy Nuclear Reaction), arrive sur le devant de la scène et pourrait bien étonner son monde.

Voir le sommet international des 2 et 3 Juin 2021 :

https://www.industrie-techno.com/article/l-excitation-monte-au-sujet-de-l-hydrogene-naturel-nous-avons-ca-sous-nos-pieds-depuis-le-debut-et-nous-ne-le-voyions-pas-lance-la-chercheuse-isabelle-moretti.65524

Les pompes à chaleur.

Les bâtiments de toutes natures, et particulièrement dans les secteurs résidentiels et tertiaires, sont l'objet d'une pression considérable pour d'une part réduire leurs besoins énergétiques et d'autre part éviter d'émettre du CO2.

Ils sont ainsi l'objet de deux campagnes, incitées par la réglementation :

D'une part réaliser une isolation thermique de plus en plus exigeante.

D'autre part améliorer l'efficacité énergétique de leur usage de l'énergie.

Les appareils de chauffage classiques ont un rendement énergétique inférieur ou égal à 100 %.

Par contre les systèmes utilisant une PAC peuvent prétendre à un coefficient énergétique trois fois supérieur, puisqu'ils prennent les 2/3 de leur énergie dans l'air du temps.

Il faut donc s'attendre logiquement à un très fort développement des systèmes de chauffage utilisant une PAC.

Mais les PAC fonctionnent à l'électricité, ce qui conduit évidemment à une demande supplémentaire du précieux fluide.

Evidemment personne ne sait dire combien. Certes on peut toujours avancer des hypothèses, mais pas plus crédibles que celles de Mme Irma.

La conversion à l'électricité de certaines applications industrielles.

De très nombreuses applications industrielles doivent faire appel à une source de chaleur ; certaines, à basse et moyenne température, utilisent des combustibles fossiles. Celles qui peuvent techniquement être converties à l'électricité sont susceptibles de choisir cette solution si la conditions de marché s'y prêtent ( Taxe carbone par exemple).

Là aussi ce marché est difficilement prévisible, mais il ne doit pas être négligé.

Il est à estimer en tenant compte des réseaux de chaleur existants utilisant la biomasse ou la géothermie.

L'évolution de la population.

Des prévisions à l'échéance de 2050 ne peuvent ignorer le facteur démographique et l'évolution des standards de confort et d'habitudes de consommation.

L'INSEE prévoit une croissance moyenne annuelle de la population de 0,3% et une diminution du nombre de personnes par ménages, ce qui mathématiquement augmenterait le nombre des ménages et donc la demande d'électricité.

De plus la demande de confort et donc d'équipements électriques est en augmentation.

Il n'est pas démontré que l'amélioration du rendement énergétique suffirait à compenser ces facteurs d'augmentation de la demande.

Les Biocarburants.

Les biocombustibles sont une alternative contre l'accroissement des émissions de CO2.

Ils sont donc appelés à remplacer une partie des fossiles.

Issus de la biomasse, ils cyclent du CO2 déjà présent dans l'Atmosphère et sur le moyen terme leur bilan carbone est nul, à condition de respecter le principe d'égalité des flux entrants et sortants.

Mais ils présentent des inconvénients dans d'autres domaines:

La première génération mobilise une partie de la SAU ( Surface Agricole Utile), ce qui crée un conflit potentiel avec les cultures alimentaires.

( Le maïs et la betterave utilisés pour faire de l'Ethanol ne peuvent en même temps nourrir les populations dénutries du Sahel ).

Ces produits ( genre E85) ne peuvent donc pas être généralisés sans violer les règles élémentaires de l'écologie.

La deuxième génération utilise les parties moins nobles des végétaux, mais suivant les choix ( énergie ou produits alimentaires) les espèces cultivées peuvent être délibérément choisies en faveur du biocarburant plutôt que de l'alimentation humaine.

La troisième génération ne présente pas ces inconvénients, mais elle n'a pas encore apporté la preuve de son efficacité industrielle.

L'utilisation des biocarburants dans la mobilité implique l'utilisation de moteurs thermiques dont les mauvais rendements sont incompatibles avec les objectifs d'amélioration de l'efficacité énergétique, et pas ailleurs leurs émissions polluantes ne sont pas supprimées.

Ce domaine des biocarburants demeurent donc une inconnue, qui se répercute sur la consommation d'électricité puisque entre les deux des choix devront être faits.

La compensation de l'intermittence des renouvelables.

Aujourd'hui on parle beaucoup de la production des énergies renouvelables éolienne et solaire, mais le problème de leur intermittence est très peu évoqué, voire même nié par une partie de l'opinion, parfois glissé sous le tapis en évoquant la possibilité de le résoudre avec des batteries, ce qui n'est vrai que pour une très faible partie.

Bien sûr la France possède des moyens hydroélectriques importants construits pour assister le nucléaire en complément de production, à hauteur de 10 % des besoins.

Ces installations sont progressivement transformées totalement ou partiellement en STEP qui sont un moyen de stockage classique pour l'électricité.

Mais ces moyens seront insuffisants lorsque la production d'électricité stable et continue des centrales classiques sera remplacée par des apports d'énergie fluctuants avec les régimes de vents et d'ensoleillement.

On ne peut plus construire de nouvelles centrales hydrauliques en France, pas plus que des step, pour ses raisons diverses bien connues.

L'autre moyen de stockage de masse considéré passe par la filière Hydrogène.

Il est évident que ce procédé comporte des pertes dans les différentes étapes ( Electrolyse + stockage+ transport+ piles à combustible ).

Pour compenser ces pertes il faudra donc produire davantage d'électricité (entre 10 et 20% de plus ?).

La 5G.

Ce réseau va induire un nombre illimité d'applications plus ou moins utiles, en tous cas consommatrices d'électricité. Même si chaque objet connecté ne consommera qu'une faible quantité d'énergie, leur nombre pèsera sur le total.

Par ailleurs la 5G contribuera également à l'amélioration de l'efficacité énergétique en général.

Personne ne sait dire aujourd'hui si le bilan sera favorable.

il existe ainsi de nombreuses raisons de voir la demande d'électricité augmenter significativement dans les prochaines décennies. Les chiffres avancés par l'Académie des énergies sont peut être impressionnants ( 730 à 940 TWh contre 480 aujourd'hui ) mais ne sont peut-être pas exagérés.

Le PPE évoque pour 2050 une possible demande électrique de 630 TWh, ce qui est très conservatif.

La stratégie pour passer de 480 TWh à 630 TWh en trente ans en se passant des fossiles est peut-être gérable avec des moyens classiques.

Mais pour passer de 480 à 940 TWh, toujours sans fossiles, il faut des moyens considérablement plus importants.

On aura bien sûr compris que cette querelle byzantine sous tend en réalité le débat sur le nucléaire.

Une demande électrique en baisse pourrait être compatible ( ? ) avec le retrait du nucléaire, bien qu'encore discutable.

Par contre si la demande électrique est en hausse significative ( + 40% en 2050 ), les renouvelables n'y suffiront pas, même en tripotant les chiffres de production.

Il faut vingt ans pour renouveler un parc nucléaire, il faudra donc se décider sans trop tarder, ou bien accepter les aléas du risque d'un mauvais choix dont il faudrait bien assumer les inconvénients.