Avoir un mix-électrique 100% d’origine renouvelable est souvent présenté comme le Saint-Graal de la Transition Écologique. Une ambition qui souligne bien la vision du monde que nous souhaitons pour demain. Mais qui nous fait parfois perdre de vue deux éléments essentiels : la nécessaire sobriété des usages, d’une part, car il n’est pas bon de vouloir une énergie renouvelable au seul motif qu’on serait ainsi libre de la gaspiller.
Ensuite, saluons tout de même que l’électricité française est déjà très faiblement carbonée grâce au nucléaire et à nos barrages hydroélectriques, ce qui fait de la France un très bon élève en la matière, au niveau mondial.
Cependant, si la France est le second producteur européen d’électricité d’origine hydraulique (juste derrière la Norvège), nos capacités sont saturées et ne peuvent donc être augmentées par ce biais. Ensuite, les centrales nucléaires françaises seront obsolètes d’ici à 2050. D’où le débat sur les énergies renouvelables. On pourrait tout à fait construire de nouvelles centrales nucléaires ou faire en sorte de rallonger à tout prix leur durée de vie. Mais que cela n’empêche pas d’étudier la possibilité d’une autre voie qui passerait par l’éolien, le solaire thermique ou photovoltaïque, le biométhane ou encore l’hydrogène. Soit en addition du nucléaire, soit en remplacement. Car, à date, rien ne nous dit qu’il est impossible de vivre avec un peu moins de nucléaire et un peu plus de renouvelables.
C’est ainsi que le ministère français de la Transition écologique a chargé l’Agence internationale de l’énergie (AIE) et le gestionnaire de réseau de transport d’électricité français RTE d’étudier les différents scenarios dans lesquels le système électrique français serait fondé sur des parts très élevées d’EnR.
15 ans pour résoudre la question de l’intermittence
Pour les auteurs de ce rapport, la possibilité d’un mix-électrique français reposant très largement sur des énergies renouvelables rentre aujourd’hui dans le champ des possibles, à condition de répondre à quatre enjeux :
- Compenser la variabilité des énergies éoliennes et solaires,
- Maintenir la stabilité du réseau,
- Être capable de reconstituer des réserves et des marges d’approvisionnement,
- Faire évoluer considérablement le réseau électrique,
Mais c’est évidemment la question de l’intermittence des énergies renouvelables qui pose le plus de problème. Une question largement débattue ces dernières années et qui trouve sa résolution grâce à trois principaux axes : des installations de stockage de l’électricité à grande échelle, le développement de l’hydrogène et du biogaz qui peuvent être pilotables, l’amélioration des systèmes électriques.
Pour les auteurs du rapport, c’est « à compter de 2035 [qu’il] ne sera plus possible de poursuivre l’augmentation de la part des EnR sans développer la flexibilité de manière très significative » ce qui revient à dire que nous avons 15 ans pour lever la question de l’intermittence.
Aujourd’hui, la plupart des solutions permettant de répondre à la question de l’intermittence – en particulier le stockage via des batteries ou la création d’unités pilotables grâce à l’hydrogène et au biogaz – existent déjà à l’état de prototypes. C’est leur scalabilité qui n’est pas encore démontrée et qui nécessite, par ailleurs, davantage d’investissements en R&D.
La flexibilité de la demande présente un potentiel de développement important pour intégrer de nouveaux usages dans l’équilibre du système électrique. On pense ici aux voitures électriques qui sont à la fois des vecteurs de stockage et de consommation ; au potentiel de l’hydrogène ou du biogaz pour répondre aux besoins en chauffage afin de limiter le recours à l’électricité ou encore à la gestion intelligente des consommations et, son corolaire, la sobriété des usages.
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Une question de coûts et de faisabilité industrielle
Les auteurs du rapport ajoutent cependant deux interrogations sur ce principe de faisabilité technique d’un mix-électrique largement renouvelable : celui du coût global de cette transition et de sa faisabilité industrielle d’ici 2050.
À la première interrogation, l’AIE et RTE soulignent que toute évaluation future devra se concentrer sur les coûts globaux du système plutôt que sur des indicateurs tels que
le coût moyen de l’électricité par technologie (LCOE), afin de tenir compte des coûts environnants pour assurer la sécurité d’alimentation et les autres exigences techniques liées au stockage, à la flexibilité de la demande et au développement des réseaux. Si le rapport ne fait pas d’évaluation chiffrée, il souligne tout de même que les montants probablement très élevés de cette transition devraient être pensés non pas d’un point de vue national mais partagé avec d’autres pays.
En outre, la possibilité d’un mix-électrique 100% renouvelable ne peut se faire que si les technologies de stockage, de l’hydrogène, de la gestion intelligente des réseaux et d’autres facteurs sont développés de manière hétérogène et dans le même timing. Les auteurs du rapport s’interrogent ainsi sur les conditions pour développer un environnement industriel permettant de porter cette ambition.
Enfin, le rapport souligne les enjeux sociaux et environnementaux de cette transition vers un mix-électrique largement renouvelable, en particulier en matière d’artificialisation des sols et de recours à des matériaux rares, finis, et extraits dans des conditions parfois douteuses.
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Adapter les réseaux électriques pour l’offshore et l’international
En dernier point, RTE – dont c’est le métier – précise évidemment que ce changement de mix-électrique doit être lié à une adaptation et un développement des réseaux électriques. Étant donné l’aspect diffus des moyens de production (beaucoup de petites unités de production réparties sur le territoire), les réseaux devront être significativement renforcés ou étendus pour répondre aux variations de la production et de la consommation. Ici encore, c’est à partir de 2030 qu’il faudra renforcer et restructurer le réseau de transport d’électricité dans des proportions plus importantes afin de soutenir le développement du mix-électrique renouvelable.
C’est surtout le réseau en mer et les interconnexions avec les pays voisins qui vont devoir être largement étendus. Le réseau offshore pour permettre un réel développement à grande échelle de l’éolien. Quant au réseau international, il permettra à la fois de lisser les coûts et la variabilité des modes de production.
La synthèse du rapport de l’AIE et de RTE est accessible ici
