Cahier de participation déposé par Sauvons Le Climat pour la Commisson Nationale sur la Transition Energétique (CNDTE)

Sauvons le Climat soumet à l’attention de la CNDTE :

NEGATEP et quelques recommandations pour une transition énergétique « climatiquement » correcte.

 

La consommation sans frein des énergies fossiles contribue de façon déterminante à un réchauffement climatique dont les conséquences s’annoncent redoutables.


Il est encore possible de préserver le climat de notre planète et, par lui, l’avenir des générations futures, en limitant drastiquement la combustion des carburant fossiles. Cela doit être LA priorité de la transition énergétique.


Face au bouleversement de nos habitudes énergétiques que cela implique, les réponses restent largement à optimiser sinon à découvrir. L‘environnement et l’énergie sont des domaines complexes, hautement sensibles où les faits sont souvent obscurcis  derrière l’intérêt de lobbies ou des craintes et passions irrationnelles.

1)      Union Européenne et réduction des émissions de gaz à effet de serre

La réduction des émissions de gaz à effet de serre est l’un des principaux objectifs (les 3x20) de l’Union Européenne. La promotion des énergies décarbonées est l’un des moyens visant à atteindre un tel objectif et le coût du carbone est un des déterminants essentiels des décisions d’investissement en faveur de telles énergies. Dans ces conditions, le système de l’ETS – les prix sont en ce mois de mai inférieurs à 3€/t, donc totalement inefficaces au regard de l’objectif  – devrait être revu dans son architecture ou à défaut conduire à relancer le concept de  taxe carbone.

Pour l’avenir – c'est-à-dire ici après 2020 – les objectifs de réduction par chacun des Etats doivent davantage tenir compte des situations existantes. De plus un objectif de réduction de 40 % en 2030, tel que préconisé dans le « Livre vert » de l’UE (« un cadre pour les politiques en matière de climat et d’énergie à l’horizon 2030 » du 27.3.2013) n’est acceptable que dans la mesure où des accords internationaux réunissant un nombre significatif d’Etats industriels seront acquis.

 

2)      Rééquilibrage du mix énergétique

L’essor de nouvelles technologies conduit tout naturellement à réexaminer le mix énergétique national. Mais les technologies en sont à des stades variables de développement qui vont de celui  du laboratoire à celui de technologies déployables à l’échelle industrielle à un coût acceptable.  Le risque est de baser une nouvelle politique sur l’hypothèse que, à terme, telle ou telle de ces technologies aura atteint ce stade.  

S’agissant de l'évolution du parc nucléaire français, les décisions devraient être fondées sur des critères économiques, tout en respectant, bien évidemment, les décisions des autorités de sûreté, ce qui conduit à ne pas se donner des objectifs a priori. Il en résulte que toute décision d'arrêt de réacteur est aujourd'hui injustifiée, tant  sur le plan économique que sur celui de la sûreté.

 

3)      Développement des énergies renouvelables électriques

Une politique ambitieuse de développement des énergies renouvelables électriques devra prendre en compte leur incidence sur l’ensemble du système électrique. Cela va donc bien au-delà de l’équilibre en énergie.

L'exemple de l’Allemagne, qui fait œuvre de pionnier en la matière, est  plein d'enseignements: un marché complètement désorganisé qui ne remplit plus sa fonction qui est de donner des indications sur les marges du système, l’augmentation incontrôlée des factures d’électricité, la reprise de la consommation de charbon et de lignite, la difficulté de trouver un financement pour de nouvelles centrales thermiques destinées à pallier les conséquences de l’intermittence, etc.

A ces difficultés  il convient d’ajouter les conséquences sur la stabilité des réseaux des pays voisins, un problème dont l’importance ne va cesser de croître à mesure du développement des ENRs intermittentes en Allemagne (et ailleurs).

 

4)      Substitution des énergies fossiles

Le remplacement des énergies fossiles par des énergies électriques décarbonées doit être encouragé chaque fois que possible et particulièrement dans les transports (véhicules électriques) et le chauffage (notamment les pompes à chaleur).

La  réglementation thermique RT 2012impose des normes qui, vu la manière dont elles sont calculées, condamnent l'usage du chauffage électrique, y compris les pompes à chaleur,  ce qui revient à promouvoir des énergies carbonées en contradiction avec la politique affichée par ailleurs.

 

5)      Rééquilibrage des subventions aux énergies renouvelables

Plusieurs directions devraient considérées :

-          Abandon  des obligations d’achat telles que présentement pratiquées car elles reviennent à financer  à « Guichet ouvert » ; adoption d’un mécanisme plus vertueux, appel d'offres ou autre.

-          Développement des renouvelables chaleurs (solaire thermique, biomasse, pompes à chaleur, biocarburants de troisième génération).

Ce problème de rééquilibrage des subventions est à l’origine des difficultés que connait aujourd’hui l’Allemagne pour faire évoluer son « Energiewende».[1] De plus la CSPE est aujourd’hui un exemple d’inégalité sociale, les producteurs photovoltaïques faisant payer leur installation par les consommateurs d’électricité dont beaucoup sont dans la difficulté.

En matière de recherche, il faudrait éviter de « saupoudrer », faire des choix.

 

CONCLUSION

L’ensemble des recommandations  préconisées devraient, comme le montre le scénario NEGATEP résumé dans le document qui suit, permettre à la France, tant au plan économique que social, de réussir harmonieusement et efficacement sa seconde transition énergétique.

Chacune des mesures suggérées dans cette note a fait l’objet de travaux disponibles sur le site :

www.sauvonsleclimat.org.

dont la plaquette jointe donne une vue d’ensemble.


 

Le scénario Négatep

 

Résumé

 

En divisant par pratiquement quatre l’usage des combustibles fossiles d’ici 2050, le scénario Negatep, présenté par l’association « Sauvons le Climat », se place dans le cadre de la transition énergétique. Cette transition a comme premier objectif la réduction des rejets de gaz carbonique et leurs conséquences sur l’effetde serre. Mais elle vise aussi, la réduction de la facture énergtique dans notre balance commerciale et enfin le renforcement de notre indépendance énergétique.

Le scénario pourait aussi s’intituler «  Sortir des fossiles », seuls combustibles à l’origine des rejets de gaz carbonique et cause principale du déséquilibre de notre balance commerciale.

 

Outre les économies d’énergie (sous les deux formes sobriété et efficacité), sans lesquelles le facteur 4 serait inaccessible, le scénario vise à remplacer le pétrole (surtout pour les déplacements, et le gaz (surtout pour le chauffage), par des sources d’énergie décarbonées.

Il faut noter que la question de la Sortie du charbon (premier combustible fossile dans le Monde, mais dernier en France) ne se pose plus, puisqu’elle a déjà été réalisée, à partir de la fin des années 70, lors de la transition faisant suite aux crises pétrolières des années 70(remplacement du charbon par le nucléaire pour la production d’élecricité).

Les sources d’énergie décarbonnées regroupent les renouvelables et le nucléaire.
Dans Negatep, l’ensemble des renouvelables est multiplié par 3, avec en premier les renouvelables thermiques (biomasse, solaire…) multipliées par 4, puis les électriques, multipliées par 2.5, en notant pour ces dernières les limites associées à l’intermitence des productions éoliennes et photovoltaïques et aussi leurs coûts.

Mais, en dépit de ces avancées dans les renouvelables, la réponse aux besoins repose sur plus l’électricité d’origine nucléaire. Ceci se place dans la continuité de la Sortie du charbon, et le rôle du nucléaire s’en trouve confirmé et renforcé. Le nucléaire assure ainsi 72 % de la production électrique (76 % en 2008) et 63 % de  la totalité de l’énergie primaire (43 % en 2008).

Cette réduction de l’emploi des combustibles fossiles, visant à réduire les rejets de gaz carbonique, contribue ipso facto à renforcer la sécurité d’approvisionnement, à réduire la facture énergétique dans notre balance commerciale. Cet aspect économique est essentiel et à chaque étape de l’analyse Negatep, aussi bien pour améliorer l’efficacité énergétique (comme celle de l’isolation de l’habitat), que pour sélectionner les modes de production, les solutions les plus économiques ont été retenues.

 

 

I)  Introduction

 

Au niveau mondial, les besoins en énergie ne cessent de croître, sous le double effet de l’augmentation de la population et du besoin impératif de fournir un minimum d’énergie à ceux qui actuellement en consomment peu, voire en sont totalement démunis.

Au cours du 20° siècle la population mondiale est passée de 1.6 à 6 milliards. La barre des 7 milliards a été atteinte fin 2011, et une certitude, nous serons 9 milliards en 2050, soit + 50% d’habitants en 50 ans, mais les besoins en énergie devraient augmenter davantage et pourraient être multipliés par 2.

Peut-on y répondre en continuant comme actuellement à se reposer essentiellement sur les combustibles fossiles (pétrole, charbon et gaz), qui répondent au niveau mondial à 82 % des besoins ?

Les tensions croissantes sur les ressources et une augmentation des prix de ces combustibles pourraient freiner leur apport relatif. Cet accroissement des coûts, avant de parler de pénurie car les réserves sont encore gigantesques, va pénaliser surtout les pays en développement et accroître ainsi les écarts entre riches et pauvres, sources de conflits.

Mais en parallèle se pose une question fondamentale : peut-on de continuer à utiliser à grande échelle ces mêmes combustibles fossiles, alors que se précise la menace du réchauffement climatique ?

Il faut rappeler qu’au niveau mondial, actuellement, la moitié des plus de 30 milliards de tonnes de gaz carbonique (CO2) rejetés chaque année dans l’atmosphère, par l’emploi de ces combustibles fossiles n’est pas absorbée par la nature, et vient en s’accumulant affecter directement l’effet de serre (+ 15 milliards de tonnes chaque année à ce jour). Dans la continuité un doublement d’un facteur 2 des émissions de gaz carbonique pourrait conduire à une augmentation de 6 °C de la température moyenne mondiale, qui devrait avoir des conséquences dramatiques. Pour limiter l’élévation de température à 2 °C, valeur considérée comme la limite du supportable et gérable pour l’humanité, il faudrait diviser par 2 ces émissions d’ici 2050. Mais ce facteur 2 à viser au niveau mondial devrait se traduire par un facteur proche de 4 pour ceux qui par habitants consomment et en général rejettent le plus, soit les pays « riches ».

 

Une première évidence : il faut au niveau mondial, sauf appel à la CSC[2], Sortir des fossiles

 

La France, comme le montre la figure 1, se distingue du reste du monde par sa moindre dépendance actuelle vis-à-vis des combustibles fossiles (50 % au lieu des 82 % pour l’ensemble du Monde, ainsi qu’à titre d’exemple pour l’Allemagne autre pays « développé » à comparer à la France). Cette situation particulière (non unique, car se retrouve par exemple en Suisse, en Suède, où coexistent nucléaire et hydraulique), est la résultante de la transition énergétique des années 80/90 suite aux crises pétrolières. Ceci a conduit à la sortie du charbon, remplacé par le nucléaire pour la production d’électricité.

Une première étape de sortie des fossiles a donc déjà été effectuée et une première voie tracée, qu’il ne faudrait pas a priori abandonner, comme certains le souhaitent.

Il faut maintenant aller au-delà de la sortie du charbon et s’attaquer à l’usage du pétrole (30 % des besoins en énergie primaire, avec sa prédominance dans les transports) et au gaz (15 % de ces besoins, dont son emploi poussé pour le chauffage résidentiel).

 

alt

 

Figure 1 : Situations actuelles des productions énergétiques primaires en Mtep totales et par source (les 3 fossiles, les renouvelables, le nucléaire)  et rejets de gaz carbonique en tonnes annuelles par habitant.

 

Si la prise en compte de l’effet de serre et la sortie des fossiles(« le facteur 4 moyen pour les pays déeloppés ») doit être le moteur de la transition énergétque française, cette dernière doit aussi viser:

- l’indépendance énergétique, sous son aspect sécurité d’approvisionnement à court, moyen et long terme. La plus grande partie des ressources pétrolières et gazières sont concentrées au Moyen Orient et en Russie. Cette situation crée une dépendance importante vis à vis de ces pays. Il convient donc de diversifier le bouquet énergétique afin de diminuer cette dépendance.

- la balance commerciale, liée à l’achat de ces combustibles fossiles (déjà environ 68 Md €/an, somme qui ne peut que croître.  En dehors d’éventuelles découvertes et exploitations de nouvelles ressources sur son territoire (pétrole en Guyane, gaz de schiste) notre pays est obligé d’importer la totalité de ses besoins en hydrocarbures, ce qui pèse lourdement dans notre balance commerciale.

- l’économie et le maintein d’une énergie bon marchépour les citoyens mais également pour notre industrie. Le prix de l’électricité en France est actuellement un des plus bas d’Europe, il doit le rester afin de garantir la cohésion sociale et le développement industriel, économique et social de notre pays.

 

Pour répondre à la transition énergétique, outre les économies d’énergie, sans lesquelles le « facteur 4 » serait inaccessible, il faut remplacer le plus possible les combustibles fossiles par des sources d’énergie non émettrices de gaz carbonique, soit le nucléaire (qui permet à chaque Français de rejeter déjà 50 % moins de gaz carbonique que l’Allemand) et les renouvelables. Pour ces dernières sources d’énergie, il importe de distinguer celles qui produisent directement de la chaleur et celles qui produisent de l’électricité.

Mais il est essentiel que ceci soit fait en maitrisant les coûts et ceci se pose dès l’approche réduction des consommations.Des arbitrages, avec des anlyses coût/bénéfice, ou retour sur investissemenrts, sont nécessaires à chaque étape, depuis les économires d’énergies, (l’adage « l’énergie la moins chère est celle qu’on ne consomme pas» peut s’avérer erroné, car économiser l’énergie peut aussi couter très cher),jusqu’aux choix des modes de production

 

Dans cette optique, l’association «  Sauvons le Climat » présente le scénario Négatep, qui propose à l’horizon 2050 une évolution de la consommation d’énergie associée à une répartition entre les différentes sources disponibles.

 

 

II° Situation initiale et tendances dans la continuité.

 

Le point de départ

Fin 2010, la consommation finale énergétique était de 170 Mtep [3] se répartissait entre 132 Mtep, sous forme de chaleur, et 38 Mtep transitant par le vecteur électricité, soit 441 TWh

La désignation chaleur regroupe à la fois la chaleur directe associée à la combustion des combustibles fossiles pour 67 Mtep (dont 39 Mtep de gaz), la chaleur indirecte pour 47 Mtep utilisée dans les moteurs thermiques des transports (à base quasi exclusive de pétrole) et enfin pour environ 10 Mtep les renouvelables thermiques (en fait essentiellement le bois de chauffe).

La production brute d’électricité de 569 TWh, était assurée par :

o   Nucléaire                       429 TWh

o   Renouvelables                 78 TWh (en majorité hydraulique)

o   Fossiles                            63 TWh

Nota : Le passage de la production brute d’électricité à la production nette consommée en France tient compte de l’autoconsommation de la branche électrique, des pertes en ligne et du bilan positif export – import (+ 31 TWh en 2010).

 

Cette consommation se répartit entre les différents secteurs comme suit :

- en premier le résidentiel/tertiaire (44 %),

- les transports (31 %),

- l’industrie (23 %)

- et enfin l’agriculture (2 %).

Mais si nous regardons les seuls rejets de gaz carbonique, le classement précédant est modifié et le secteur transports vient en tête avec 42 % des rejets, suivi par le résidentiel/tertiaire pour 33%. Ce changement de classement résulte de l’importance relative du rôle de l’électricité dans chacun des secteurs. Un secteur faisant plus appel à l’électricité gagne en classement puisque celle-ci est peu carbonée en France (place importante de l’hydraulique et du nucléaire).

 

Le « scénario de référence »

Ce scénario (issu de document DGEMP 2008, qui couvre la période 2020-2030, extrapolé à 2050) représente ce que serait la situation énergétique de la France, « si aucune politique ou mesure nouvelle, autre que celles déjà en place ou décidées au 1° janvier 2008, n’était prise, en particulier pas de mesures nouvelles qui pourraient ressortir des suites du Grenelle de l’environnement ». Il suppose aussi l’absence de grave crise mondiale dans l’approvisionnement des combustibles fossiles et le maintien des prix de ces combustibles à des valeurs voisines des valeurs actuelles.

Il est clair que la crise économique, marquée par le krach de l’automne 2008, bouscule les prévisions, à court terme. Alors que la consommation finale augmentait depuis 2000, le seul creux de consommation de - 3.7 % en 2009, n’a pas été compensé par les légères reprises de 2010 et 2011, et ainsi le niveau de l’an 2000 est à peine retrouvé.

Les espoirs d’une relance, conduisent néanmoins à continuer de se baser sur le même  scénario de référence.

alt

Fig 2 : Energies finales en Mtep selon le scénario de référence (DGEMP 2008) extrapolé

 

Ce scénario de référence fait passer la consommation d’énergie finale de 164 Mtep en 2008 à 226 en 2050, soit + 38 % (environ un peu moins de 1 %/an), à mettre en parallèle avec un accroissement de population et de celui du PIB, qui hors crise actuelle devrait dépasser 1.5 %/an. L’effet de gain d’efficacité énergétique est donc déjà présent dans le scénario de référence.

Globalement, le scénario de référence conduit à une augmentation significative des rejets de CO2, montrant la nécessité de corriger les trajectoires d’évolution des consommations et des productions énergétiques, d’où l’approche du scénario Négatep, comme indiqué sur la figure ci-dessous.

alt

 

Fig. 3  L’approche globale Négatep

Pour la réussite de l’indispensable transition énergétique 2 leviers principaux s’imposent:

- la baisse de la consommation (sobriété et efficacité)

- le report vers les sources d’énergie décarbonées (renouvelables et nucléaire),

 

 

III)   Une vue globale de Negatep

3.1 Consommation finale

 

A partir de l’évolution tendancielle explicitée ci-dessus en § II, la figure 4 donne pour chaque poste principal de consommation, la situation Negatep en 2050.

En 2050 la consommation totale finale Négatep, serait de 146 Mteprépartis entre :

·      61 Mtep pour le résidentiel/tertiaire

·      45 Mtep pour les transports, (en affectant les besoins spécifiques biocarburants des transports à ceux-ci et non à l’industrie où ils sont produits),

·      40 Mtep pour l’ensemble agriculture et industrie.

Le total de 146 Mtep peut se décomposer en 74.1 Mtep de chaleur (directe et transports) et 835 TWh par le vecteur électricité (en mesure finale).

Par rapport au scénario tendanciel, c’est une baisse de 35 % de la consommation finale, soit - 44 % par habitant. La baisse est de 10.5 % par rapport à aujourd’hui, ce qui ramène à moins 23 % par habitant.

Par rapport au tendanciel, cette baisse concerne tous les secteurs, mais surtout les transports (- 43 %, en intégrant la part de fabrication des biocarburants), un peu moins l’habitat/tertiaire (- 32 %) et encore moins l’industrie (- 28 %). Pour cette dernière on considère qu’une grande part des économies a déjà été faite suite aux crises pétrolières, comme conséquences directe de l’accroissement des coûts de l’énergie et aux délocalisations de certaines industries lourdes.

 

alt

 

Figure 4 ; Récapitulatif : bilan final consommation en Mtep
Il faut noter l’ajout de 15 Mtep spécifiques positionnés entre transports et industrie.
Ils correspondent à l’apport de l’industrie dans la production de biocarburants

 

 

3.2  Les sources d’énergie

 

3.2.1 Vue d’ensemble

 

Le charbon ayant en grande partie été déjà remplacé par le nucléaire, la sortie des fossiles restants, c'est-à-dire le gaz (surtout pour le chauffage), et le pétrole (surtout pour les déplacements), conduit à leurs substituer des sources  d’énergie alternatives décarbonées , soit :

·      Les renouvelables chaleur(biomasse, solaire, géothermie (profonde, de surface, géosolaire et l’assimilable équivalente : l’aérothermie)

·      Les biocarburants (dans le cadre général de l’appel à la biomasse et à l’usage des terres)

·      L électricité issue des renouvelables électriques et du nucléaire.

 

Si le passage à l’électricité, en remplacement du gaz pour le chauffage et l’industrie ne suppose pas de changements significatifs et peut se classer dans la continuité, il n’en est pas de même du pétrole pour les déplacements et pour ceux-ci c’est donc vers un mix électricité/biocarburants que le scénario met l’accent, pour assurer la transition.

Ces besoins supplémentaires en consommation finale d’électricité concernent tous les secteurs :

·      L’ensemble habitat/résidentiel pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire, soit direct et surtout celui associé aux pompes à chaleur.

·      L’industrie (à l’électrification de plus en plus poussée des procédés, s’ajoutent les besoins spécifiques pour la production de biocarburants)

·      Les déplacements en direct (transports en commun et véhicules électriques et hybrides rechargeables)

 

Pour répondre à ces besoins croissants en électricité, les renouvelables sont fortement développées, mais du fait de l’intermittence, il faut les limiter à un niveau supportable par le réseau électrique, sans devoir augmenter la construction de centrales à gaz, pour assurer la continuité et faire face aux à-coups. Les coûts interviennent aussi directement dans leurs limitations.

alt

 

Figure 5 : Les sources d’énergie en 2008 et 2050, en Mtep énergie primaire
et vue spécifique électricité à la production en TWh

 

 

3.2.2  Les combustibles fossiles divisés par 4, bilan CO2

 

Dans Negatep, en 2050, ces combustibles (pétrole, gaz, charbon) interviennent encore:

·      pour la production de chaleur directe à raison de 20 Mtep (au lieu de 114 en 2008, soit une division par 5.7),

·      pour les transports à raison de 7 Mtep (au lieu de 47 en 2008, soit une division par 6.7)

·      et enfin à raison de 12 Mtep pour la production d’électricité (70 TWh à partir de gaz)

·      A ceci il faut ajouter 12 Mt de pétrole pour la chimie.

 

Il faut noter que la part de combustibles fossiles dans la production électrique (déjà très faible à ce jour) n’a pratiquement pas été modifiée. Elle répond aux besoins de stabilité du réseau face à l’intermittence des renouvelables (centrales gaz à dynamique rapide) et aussi à quelques jours de pointes en hiver, évitant un suréquipement nucléaire, pour peu de jours cumulés utiles.

 

 

 

Charbon

Pétrole

Gaz

Total

Energie en Mtep

      5

      8

      24

     37

Mt de CO2

    22

    29

      66

   117 :

421 en 2008

                Tableau 1: Bilan final énergie combustibles fossiles et rejets de CO2

 

3.2.3 Les énergies renouvelables thermiques multipliées par 4

 

Sous la désignation « renouvelables thermiques » nous comprenons ceux qui produisent directement de la chaleur (exemple « le bois de feu ») et la partie de biomasse entrant dans la production de biocarburants.

Ces énergies sont pratiquement multipliées par 4 d’ici 2050 en passant d’environ 12 Mtep (prédominance bois) à 45 Mtep, dont environ la moitié à destination des biocarburants

  • Le bois et les divers déchets agricoles et ménagers, 30 à 35 Mtep (10 Mtep en 2008),
  • Le solaire thermique : 3 à 5 Mtep  (surtout Eau Chaude Sanitaire et un peu de chauffage)
  • Géothermie de surface et aérothermie : 7 Mtep (tirés du sol ou de l’air par pompes à chaleur électriques)
  • La géothermie semi profonde ou profonde : (1 Mtep)

 

Un zoom spécifique sur l’ensemble de la biomasse ;

La biomasse est soumise à de multiples usages, avec les concurrences : nourriture ou énergie, et au sein de l’énergie : se chauffer ou se déplacer, sans oublier l’importance du bois d’œuvre et du bois industrie (papiers..).

Le scénario prévoit une forte pénétration de la biomasse (déchets forestiers, cultures spécifiques comme miscanthus…) dans les réseaux de chaleur existants, en assurant l’essentiel de la production (la base) par des chaufferies bois, ne laissant à d’autres sources comme le gaz qu’une part limitée lors des seuls périodes de grands froids. Les chaleurs fatales, tant dans l’industrie qu’en ville, et la géothermie viennent compléter le vecteur chaleur constitué par les réseaux.

 Le total des besoins est de 33,5 Mtep de biomasse (11 Mtep  destinées à la chaleur directe et 22,5 Mtep destinées à la fabrication de biocarburants). Pour ce, l’affectation actuelle des terres est peu modifiée (Negatep ne prévoit pas de révolution dans le régime alimentaire des Français, même s’il peut être amélioré) et ne portent que sur :

·           Réduction possible des surfaces prairies – 2 Mha

·           Accroissement terrains artificialisés + 1 Mha

·           Besoins pour bioproduits + 2 Mha

Par contre :

·      - Les surfaces actuelles d’environ 2Mha dédiées aux biocarburants de 1èregénération sont transformées en  terres pour cultures 2èmegénération  ainsi que 3 Mha de taillis

·       Un fort accroissement de l’exploitation de l’ensembledes forêts et taillis, qui à ce jour, sur un potentiel de 130 Mm³/an, n’a que 51 exploités pour les différents usages (bois d’œuvre, industrie, bois chaleur

 

Un zoom spécifique sur les biocarburants

Les biocarburants de 2ème génération, valorisent la totalité de la masse ligno-cellulosique, mais avec un rendement de procédé pris entre 40 et 50 %. L’énergie consommée doit être non carbonée, fournie soit par la biomasse elle-même (auto consommation), soit par de l’électricité d’origine décarbonée, soit par un mélange des deux. Au total, compte tenu de la disponibilité limitée de la biomasse, puisque le scénario touche peu aux surfaces alimentaires, Negatep retient une production finale de 15 Mtep de biocarburants, obtenue à partir de 22,5 Mtep de biomasse (dont 7,5 pour fournir de l’énergie) et 7,5 Mtep d’électricité (87 TWh).

 

 

3.2.4  La production d’électricité + 54 %

 

Le scénario suppose une forte augmentation de la consommation d’électricité. Pour répondre à ce besoin global, la production brute de 890 TWh est obtenue à partir de:

·      Nucléaire                      645 TWh   (93 GW installés)

·      Hydraulique                   70 TWh   (26 GW installés hors STEP[4])

·      Eolien                             75 TWh  (31 GW installés)

·      Photovoltaïque                20 TWh (18 GWc)

·      Autres renouvelables      10 TWh (3 GW, bois et déchets en cogénération)

·      Fossiles                           70 TWh  (20 GW installés)

 

Nota : le scénario prévoit au moins 1 GW de plus de STEP, venant s’ajouter aux 4,9 GW en turbinage (5 TWh) et 4,2 GW en pompage (6 TWh), déjà existantes, pour renforcer la stabilité du réseau face à la présence accrue d’éoliennes. Mais ceci restera marginal face aux fluctuations.

 

A) Les renouvelables électriques: 175 TWh

20 % de la production totale électrique et 41 % de la puissance installée

 

A ce jour l’hydraulique (de 60 à 70 TWh/an selon les années) représente l’essentiel de la production d’électricité renouvelable. L’hydraulique ne peut guère progresser, aussi bien sous sa forme terrestre (pratiquement tout a été fait) que sous sa forme marine, pour laquelle, après la « déconvenue » de l’énergie marémotrice (la Rance n’aura pas d’enfant), seule l’hydrolienne fait l’objet de développements en France. Restent le solaire et l’éolien, en pleines expansions, mais  qui tous deux souffrent des inconvénients majeurs de leurs coûts (peuvent ils encore baisser ?) et de l’intermittence (totale jour/nuit pour les solaires et très fortes fluctuations pour l’éolien).

 

Les avancées reposent désormais sur ces deux domaines : l’éolien et le photovoltaïque lancés dans la dynamique du Grenelle de l’environnement, qui prévoit 19 GW en éolien terrestre et 6 GW en éolien « offshore », plus 5,4 GW de photovoltaïque d’ici 2020, le tout devant produire environ 58 TWh. Ces objectifs Grenelle ambitieux pour 2020, puisqu’ils ajoutent 30 GW de puissances intermittentes, s’appuient sur des coûts de rachats très élevés de l’électricité imposés à EDF. Ces surcoûts devraient se retrouver sur la facture de l’usager de l’électricité via la CSPE. Toute nouvelle filière doit être aidée à son lancement, mais la surcharge financière globale peut devenir insupportable, mettant en doute la faisabilité des ces engagements, surtout ceux visant l’éolien en mer (derniers coûts de l’ordre de 220 €/MWh soit 4 fois le coût du marché). Ces données « Grenelle 2020 », en supposant qu’elles seront à peu près réalisées, (probablement dépassées sur le photovoltaïque) constituent néanmoins une référence de passage intermédiaire pour le long terme.

Pour l’éolien, l’intermittence (fluctuations courantes entre 75 et 5 % de la puissance installée) et le coût (au coût de revient très élevé surtout pour le offshore, il faut ajouter les surcoûts d’investissement et d’exploitation des sources de secours mal utilisées) vont limiter son développement pour aller bien au-delà de ces engagements de Grenelle. Le scénario prévoit  31 GW de puissance installée, répartis en 19 GW terrestres et 12 GW offshore.

L’électricité d’origine solaire photovoltaïque souffre à moindre titre que l’éolien des variations de puissance, du fait d’une meilleure prévisibilité et surtout de l’amplitude plus faible des variations brutales de puissance fournie, mais en revanche une production moindre en hiver lorsque les besoins  sont au maximum. Mais elle est encore beaucoup trop chère et, en dépit des espoirs de baisse des coûts, Négatep la limite à 18 GW, bien conscient que la facture est encore trop élevée. La réalité économique risque de reprendre le dessus.

 

 

B) Le nucléaire 645 TWh

72 % de la production totale électrique et 49 % de la puissance installée

 

Pour répondre aux besoins croissants d’électricité, le scénario prévoit un accroissement de la part du nucléaire de 440 à 645 TWh d’ici 2050, qui se traduit par un passage de la puissance installée de 63 à 93 GW d’ici 2050.

Le scénario est basé sur une durée de vie des réacteurs actuels supérieure à 40 ans, pouvant être portée à 50, puis 60 ans, sous réserve de l’accord final tranche par tranche de l’ASN.

Toutefois pour ne pas avoir l’effet falaise et ne pas retrouver un tythme de construction similaire à celui des années 1980, avec jusqu’à 6 tranches mises en service dans la même année, les arrêts définitifs seront programmés étalés entre 50 et 60 ans. Ceci donne un besoin de tranches nouvelles à partir de 2020 (plus de puissance, puis remplacement) et une fin de remplacement vers 2050 (ou un peu au-delà), donc un programme de construction étalé sur 30 ans.

Le remplacement et l’accroissement de puissance installée seront a priori réalisés sur la base des réacteurs de 3ème génération type EPR, mais l’arrivée d’autres modèles comme celui baptisé ATMEA, est aussi possible.

Pour une puissance unitaire de 1600 MW (cas EPR) pour la suite (en place des 900 à 1400 actuels et répondre à plus de puissance), le nombre de tranches devrait être maintenu au voisinage des 58 actuelles.

Le scénario bâti jusqu’en 2050 ne prend pas en compte la production issue de réacteurs de 4ème génération. Toutefois en prévision de besoins de constructions en série d’ici la fin du siècle, il faut se préparer et lancer une première centrale de démonstration avant un prototype industriel. Mais ceci n’entre pas dans le bilan Negatep.

 

 

C) Répondre aux besoins variables du réseau électrique

 

Le bilan énergétique global annuel est en théorie équilibré, mais qu’en est-il à chaque moment de l’année ? L’analyse globale énergie doit être complétée par celle de la puissance, non pas une puissance moyenne, par mois, par jour, mais celle instantanée, car l’électricité ne se stocke pas, au moins à grande échelle.

Les besoins des consommateurs varient en permanence et la production doit s’adapter à ces variations. Ces variations, par exemple à ce jour, peuvent aller d’environ 40 GW (au plus bas de l’été) à 100 GW (au plus haut de l’hiver). Globalement, il faut distinguer les grandes variations saisonnières et les variations journalières. A partir d’un plus bas de consommation vers 4 h du matin, ces dernières variations journalières peuvent atteindre 15 GW en été et 20 GW en hiver. Actuellement pour faire face à ces variations tous les moyens de production, sauf les nouvelles énergies renouvelables NER (éolien et photovoltaïque, qui ne fonctionnent qu’en déversoir), sont appelés à moduler leurs productions, en commençant par l’hydraulique (le plus apte à répondre rapidement et fortement, mais dans sa limite de capacité de production), puis la variation repose sur les fossiles et le nucléaire (en particulier la baisse de nuit et de week-end). A ceci s’ajoute la capacité de  modulation du bilan export/import, mais limité par la capacité des lignes d’interconnections internationales.

 

Pour 2050, le scénario retient que globalement, en dépit de la forte augmentation de la consommation électrique, il faudra faire face à des variations journalières proches de celles actuelles, hormis le pic du soir qui sera aisément « raboté » (le seul maximum sera celui de la mi-journée). Cette suppression du pic du soir sera obtenue  par le développement de systèmes intelligents de pilotage du chauffage électrique et des pompes à chaleur (le smart grid, par exemple la généralisation de l’Eco 18 / 20 de ERDF, en liaison avec les compteurs Linky). Vont aussi dans le sens d’une moindre variation de la puissance appelée (étalement) la promotion du cumulus électrique (suite de la marche actuelle automatique de nuit) et aussi le chargement des batteries des voitures électriques et hybrides rechargeables. (priorité nuit lors des creux de consommation, obtenu soit par les tarifs comme pour les cumulus, soit via le smart grid).

En dehors de l’augmentation globale de la consommation électrique, le changement marquant vient de la présence de l’éolien et photovoltaïque, sources intermittentes qui délivrent une puissance pouvant varier de 38,5 à 1,5 GW. Elles ne permettent pratiquement pas de réduire (à 1,5 GW près) les investissements des autres moyens de production et il appartient à ceux-ci de compenser ces variations, qui s’additionnent à celles des besoins.

Ces autres moyens de production sont :

  • l’hydraulique, qui repose en 2010 sur ses 25 GW déjà très sollicités pour assurer le suivi réseau, mais déjà à la limite de ses capacités, puisque seule elle ne suffit pas. Les capacités de nouveaux équipements d’ici 2050 semblent limitées (+ 2 GW par rapport à 2010, en favorisant les STEP). Toutefois, une gestion plus dynamique des STEP existantes, mais aussi de l’hydraulique d’éclusée et de lacs (avec l’inconvénient de fatiguer davantage le matériel) pourrait accroître la capacité de variation rapide
  • le nucléaire, et ses 93 GW de puissance installée. La capacité de modulation de la puissance nucléaire devra être augmentée en absolu et viser 20 GW. Ceci représente ± 11 % de Pi, qui devrait monter à ± 15 % lorsqu’une partie des tranches est à l’arrêt, soit dans la gamme de flexibilité actuelle démontrée (fonctionnement dit X de suivi réseau).
  • la biomasse et ses 3 GW, en supposant que la production électrique biomasse est concentrée sur les mois d’hiver.
  • le gaz et ses 20 GW. Pour limiter les rejets de gaz carbonique, le nombre d’heures sera limité
  • le bilan import/export pourrait aussi apporter sa contribution, comme actuellement, mais sans aller bien au delà. Si on examine la possibilité d’accroître les échanges internationaux, pour faire face aux fluctuations de l’éolien, on constate que ceci ne peut être que d’un poids limité, voire nul. En effet les fluctuations éoliennes peuvent affecter simultanément tous nos voisins européens, qui vont en même temps manquer de puissance en cas de période anticyclonique (qui peut durer plusieurs semaines) ou au contraire avoir trop de puissance en période de forte perturbation sur toute l’Europe, avec comme seule solution : arrêter volontairement une partie des éoliennes.

 

 

IV Points marquants  sur les principaux postes de consommation

 

4.1 Logements (habitat et tertiaire)

La consommation finale passe de 72 à 61.1 Mtep

 

Pour les logements, Negatep vise à supprimer pratiquement l’usage du pétrole et du gaz en combinant :

  • l’isolation, avec comme objectif de limiter les pertes finales à 50 kWh/m².an pour le neuf et 100 pour l’ancien. Aller au-delà revient en général trop cher, et est souvent faussé car ne prenant pas en compte l’effet rebond, ce qui limite l’application.
  • les énergies renouvelables thermiques :

-            Biomasse via les réseaux de chaleur et aussi en chauffage individuel (en base ou en appoint à l‘électricité)

-            Solaire thermique pour assurer l’essentiel de l’ECS (Eau Chaude Sanitaire) et une petite part du chauffage dans le seul sud de la France.

-            Géothermie basse énergie, aquifères (réseaux de chaleur)

-            Pompes à chaleur (nappe phréatique, puits, géosolaires, aérothermiques) en individuels et aussi réseaux de chaleur.

·         -Le chauffage électrique, avec effacement en cas de pointe, l’ECS électrique (cumulus en fonctionnement de nuit, donc hors pointe). En notant que malheureusement la nouvelle réglementation RT 2012, conduit au seul gaz. Le législateur n’aurait pas mis en priorité la lutte contre le réchauffement climatique, ni l’indépendance énergétique, mais la seule sortie du nucléaire !

 

4.2 Les transports

La consommation finale passe de 50 à 30 Mtep, mais il faut prendre en compte les besoins de l’industrie pour les biocarburants

 

Plus que les autres secteurs, ce secteur voit de profondes transformations avec la fin du quasi monopole du pétrole. Il faut distinguer la maîtrise de la consommation, le développement des biocarburants et l’utilisation directe de l’électricité.

Les principales actions :

·         développement des transports en communet du fret ferroviaire dès lors que les investissements à réaliser par tonne de carbone évitée (tous frais confondus) par km/voyageur ou tonne.km se justifient

  • évolution dans les comportements, eux-mêmes très liés à l’organisation de la cité, d’où la mise en œuvre d’une politique d’aménagement urbain ou du territoire qui incitera à une meilleure localisation des activités et des logements, à la densification urbaine, ainsi qu’à l’arrêt du mitage du territoire.

·         progrès technologiques dans la continuité des moteurs actuels, (injection directe et haute pression, distribution variable, downsizing, l’hybridation simple)

·         développement des véhicules électriques et des hybrides rechargeables, avec une véritable autonomie électrique de l’ordre de 25 à 40 km

·         passage aux biocarburants de 2 ° génération

 

Globalement le scénario Negatep conduit à ne plus faire appel qu’à 7 Mtep de pétrole (division par 6,7).

Pour répondre aux besoins, à ceci s’ajoutent, dans la même lignée des moteurs thermiques et filières de distribution actuelles, 15 Mtep de biocarburants (en énergie finale) etpar contre, changement fondamental : 93 TWh d’électricité dans les transports en commun et les véhicules individuels hybrides rechargeables et 100 % électriques. Il est important de souligner que 93 TWh d’électricité, s’ils sont comptés pour 8 Mtep en énergie finale sont en fait en énergie utile (celle qui fait réellement déplacer le véhicule) équivalents à 24 Mtep de pétrole (très mauvais rendement des moteurs thermiques, en comparaison à la filière électrique).

 

 

4.3 L'industrie et agriculture

Hors fabrication de biocarburants ne bouge pratiquement pas (de 41.8 à 40 Mtep)

 

Le coût des énergies est un élément essentiel pour la compétitivité des industries. L’augmentation du coût des énergies depuis les chocs pétroliers des années 70 a conduit l’industrie à faire de gros efforts pour améliorer son efficacité énergétique de l’ordre de 20 à 25 %. L’essentiel aurait déjà été fait.

Peut-on encore espérer des gains ? La réponse est probablement oui, mais de moindre importance.

Les gains devraient porter essentiellement sur la poursuite des progrès dans 2 domaines déjà bien entamés : le recyclage et la récupération des pertes de chaleur dites fatales.

Mais si le PIB, après la crise financière en cours, repart à la hausse, ce qui reste une hypothèse de base, si on tient compte des besoins spécifiques que va demander la transition énergétique comme celle des travaux d’isolation et enfin il faut l’espérer une légère réindustrialisation, nous retenons que, hors biocarburants, la consommation totale en 2050 serait alors pratiquement celle de 2006, à 40 Mtep.

A ces besoins, il faut ajouter ceux qui pourraient provenir de l’industrie des biocarburants, abordée en § 4.2 : 7,5 Mtep d’électricité et 7,5 Mtep de biomasse.

En prenant en compte qu’indépendamment de la transition énergétique, la tendance générale de l’industrie est l’électrification des procédés, nous aboutissons à la répartition suivante :

- électricité 27.5 Mtep (319 TWh

- fossiles 16 Mtep (essentiellement les produits de base)

- renouvelables thermiques 11.5 Mtep

 

V) Conclusion 

 

En divisant par pratiquement quatre l’usage des combustibles fossiles d’ici 2050, le scéanrio Negatep, présenté par l’association « Sauvons le Climat », se place dans le cadre de la transition énergétique, qui vise la réduction de ce facteur 4 des rejets de gaz carbonique et leurs conséquences sur l’effetde serre, la réduction de la facture énergtique dans notre balance commerciale et enfin le renforcement de notre indépendance énergétique.

La France avait déjà un premier pas dans cette direction de « Sortir des fossiles » en supprimant, suite aux crises pétrolières des années 70, pratiquement l’emploi du charbon, remplacé par le nucléaire pour la production électrique.

Pour aller au-delà Negatep retient :

·      Pratiquement supprimer le pétrole et le gaz dans le résidentiel et le tertiaire. Les moyens existent, dans la continuité, en combinant une meilleure isolation, les énergies renouvelables chaleur et l’électricité, le problème majeur étant de les financer.

·      Réduire très fortement le pétrole pour les transports. Il s’agît là d’une double révolution : repenser la mobilité (transports en commun, fret) et remplacer le pétrole par l’électricité, directement et au travers de biocarburants.

·      Limiter sérieusement les combustibles fossiles dans l’industrie. Ceci se fait déjà y compris dans les modifications de procédés, mais suppose des investissements lourds.

·      Ne pas augmenter la part des énergies fossiles, y compris du gaz, dans la production d’électricité. Ceci est possible à deux conditions : limiter les pointes de consommation et plafonner les électricités intermittentes (au moins tant que des moyens de stockage de l’électricité n’auront pas été développés). En dehors des STEP déjà existantes qui peuvent être un peu développés, Negatep considère qu’aucune des solutions avancées, comme l’air comprimé, l’hydrogène, n’ont un avenir à l’échelle 2050. Seule la charge des batteries des voitures aura une place significative dans l’étalement de la puissance appelée, mais en aucun cas, pour en retour envoyer du courant sur le réseau.

 

Globalement, ceci se traduit par les évolutions majeures que l’on retrouve sur la figure 6 :

·      Par des économies d’énergie: - 11 % par rapport à la consommation en 2008, mais - 35 % en finale par rapport au scénario de référence. Ramené par habitant, car il faut prendre en compte l’augmentation de la population française, la baisse de la consommation est de 23 % par habitant par rapport à aujourd’hui.

·      Par un fort développement des énergies renouvelables thermiques x 4, dont en premier la biomasse, à destination de la chaleur directe et des biocarburants

·      Par un fort accroissement de l’emploi d’électricité, dans la mesure où cette électricité est décarbonée. Ceci concerne tous les secteurs, mais surtout marqué pour les transports.

·      Pour cette électricité un fort développement des renouvelables de 75 TWh en 2008 à 175 TWh en 2050 (41 % de la puissance installée), surtout marqué pour l’éolien avec 31 GW installés, mais néanmoins limité du fait de l’intermittence, alors que l’hydraulique numéro un ce jour, bouge peu.

·      Par le maintien du rôle majeur rempli par le nucléaire : de 440 TWh en 2008 à 645 TWh en 2050, prédominance quasiment inchangée (72 % de la production électrique, 63 % de la production primaire. Mais avec 48 % de la puissance installée électrique, soit juste un peu au dessus des 41 % des renouvelables, nous sommes loin du tout nucléaire, mis en avant comme obstacle majeur par certains. Un véritable mix énergétique est retenu.

 

alt

Figure 6. Les principales caractéristiques du scénario Négatep

 



[1] N’est-ce pas Peter Altmaier, ministre fédéral de l’environnement, qui déclarait que l’erreur initiale (ein schwerer Geburtsfehler) avait été d’accepter le financement à guichets ouverts des ENRs intermittentes ? 

[2] CSC Captage, stockage de gaz carbonique

Technique de limitation des rejets de gaz carbonique, tout en continuant à utiliser les combustibles fossiles (exemple : charbon et production d’électricité)

[3] 1 Mtep = 11,6 TWh

[4] STEP : Station de Transfert d’eau par pompage

Informations supplémentaires