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30/05/2016

L’Afrique face au défi de l’électrification : les solutions émergentes

En 2013, le taux global d’accès à l’électricité en Afrique subsaharienne n’était que de 32%, d’après les chiffres de l’AIE. La faiblesse de l’électrification en Afrique pénalise l’émergence d’une économie plus industrialisée, et semble d’autant plus préoccupante du fait du rythme soutenu de la croissance démographique du continent. A l’instar du secteur des TIC qui a connu un essor fulgurant, l’accès à l’électricité pourrait néanmoins se développer plus rapidement qu’on ne le pense si des solutions innovantes et adaptées au contexte africain prolifèrent. Décryptage.

Un retard saisissant dans l’accès à l’électricité 

La capacité de production d’électricité de l’Afrique subsaharienne était, en 2013, de 74 GW, pour un total de 860 millions d’habitants. A titre de comparaison, cette capacité installée est équivalente à celle de l’Espagne, qui compte 45 millions d’habitants. Les pays du Nord de l’Afrique affichent un accès quasi-universel à l’électricité, avec des taux d’accès avoisinant les 100%, que ce soit en zone urbaine ou en zone rurale. En Afrique subsaharienne, l’accès à l’électricité en zone urbaine peut dépasser 70% dans plusieurs pays, mais il reste globalement moins bon que dans d’autres pays en voie de développement tels que le Cambodge. En zone rurale, l’accès à l’électricité chute drastiquement, dépassant rarement 20%.

L’extrême faiblesse de l’électrification en zone rurale est liée à la faible densité de ces zones, où les villages forment souvent des grappes dispersées et éloignées parfois de plusieurs dizaines de kilomètres des centres urbains. Le coût lié à l’extension du réseau de transport et de distribution est considérable pour couvrir l’ensemble des zones rurales africaines, et les gouvernements locaux ne semblent pas être en mesure de réaliser l’ensemble de ces investissements à moyen terme. Par ailleurs, la demande d’électricité en Afrique rurale reste aujourd’hui relativement faible et disparate du fait de la pauvreté, de la très faible industrialisation et des faibles densités. Les projets d’électrification des zones rurales pâtissent alors d’un faible retour sur investissement. Mais l’Afrique ne peut se satisfaire de cette situation, tant les projections annoncent un boom démographique. La natalité est encore particulièrement élevée, surtout dans les zones rurales, et la mortalité y est en nette régression, si bien que la population des zones rurales pourrait être amenée à augmenter plus vite que celle des zones urbaines. En outre, si l’Afrique maintient son taux de croissance économique à 5%, la consommation d’électricité pourrait atteindre 1200 TWh en 2030, et 2000 TWh en 2040, contre environ 550 TWh en 2013. Répondre à une demande d’électricité en forte croissance tout en veillant à garantir un accès à l’électricité à toujours plus d’utilisateurs ne sera pas simple dans un contexte financier tendu. Le Africa Energy Outlook estimait en 2013, que 1250 milliards de dollars seraient nécessaires d’ici 2040 dans le scénario « New Policies », et que le nombre de personnes sans accès à l’électricité atteindrait environ 630 millions en 2030, soit à peu près le même nombre qu’en 2012. Ce scénario décrit l’évolution probable des marchés de l’énergie suite aux engagements adoptés par les différentes institutions africaines (telles que l’Union Africaine), au statut des projets d’extension du réseau, et aux moyens et financements prévus pour ces projets. Les simulations de l’AIE révèlent que les projets et engagements pris actuellement en Afrique ne seront pas suffisants pour que l’électrification dépasse le rythme de la démographie1. Dans ce contexte, quels investissements sont les plus judicieux ? Diversifier à tous les niveaux de la chaîne de valeur pourrait bien être le mot d’ordre, mais le continent ne pourra pas faire l’impasse sur une meilleure stratégie d’intégration des réseaux nationaux, pour sécuriser et légitimer les infrastructures de production très capitalistiques.

Des investissements nécessaires dans la production centralisée et dans un réseau électrique fort

Développer des moyens de production centralisés est un axe nécessaire pour assurer une demande croissante, mieux desservir les centres urbains et tirer parti des ressources largement sous-exploitées du continent. Les centrales à gaz, notamment à cycle combiné, qui présentent un faible coût de construction et un rendement élevé pourraient bénéficier d’un engouement plus grand dans des pays ayant des ressources en gaz et leurs voisins, tels que le Nigeria et ses pays frontaliers, grâce au projet West Africa Gas Pipeline. La start-up Astra propose de tirer parti de la fermeture de certaines centrales à gaz européennes, devenues non rentables avec l’arrivée de l’électricité d’origine renouvelable, à coût marginal nul, et de la chute des prix du charbon sur le marché européen, suite au délaissement de cette ressource aux Etats Unis au profit des gaz de schiste. Les équipements de ces centrales (turbines, chaudières, etc.) mis à l’arrêt prématurément, pourraient être relocalisés dans des centrales en Afrique, évitant ainsi les coûts de spécification et de fabrication des équipements d’une centrale toute neuve. Astra, qui espère mettre en route son premier pilote en 2016, estime que les investissements et délais de construction de centrales à gaz pourraient être réduits de moitié par ce type de processus2. Cette idée innovante est particulièrement adaptée aux moyens de productions de source fossile, elle ne l’est malheureusement pas pour les barrages, trop dépendants du contexte hydrologique. L’hydroélectricité est pourtant une ressource importante en Afrique, on estime que moins de 10% du potentiel est exploité3. L’infrastructure hydroélectrique est coûteuse et difficile à financer par des acteurs nationaux monopolistiques, historiquement à l’œuvre dans les pays africains. Depuis certaines années, des initiatives, menées notamment par l’Union Africaine, se développent pour mettre en place des structures régionales, les « Power pools » qui, grâce aux économies d’échelle liées au partage des réserves électriques, à la coordination d’un nombre plus important d’exploitants de centrales et l’optimisation de l’allocation des unités permettraient de réduire les risques d’investissement en partageant des coûts d’infrastructures4. Aujourd’hui, cinq pools géographiques ont été constitués. Malgré ces initiatives, l’Afrique peine toujours à convaincre les investisseurs privés frileux, susceptibles de surévaluer le risque des investissements en Afrique et de demander trop de garanties aux Etats africains. C’est le cas du barrage hydroélectrique Bujagali, en Ouganda, construit entre 2007 et 2012 et financé à 75% par des investisseurs privés internationaux, dont le Power Purchase Agreement fait supporter la majorité des risques à l’état ougandais, plutôt qu’à l’exploitant et à ses actionnaires5.

La promesse des solutions autonomes : une réponse rapide et agile adaptée aux besoins des zones rurales :

L’architecture traditionnelle de la chaîne de valeur électrique ne peut répondre actuellement aux besoins spécifiques des populations rurales. Au-delà des consommations énergétiques faibles, spatialement hétérogènes, celles-ci ont rarement un compte en banque et une adresse postale. Ces deux derniers éléments sont des obstacles critiques, car ce sont souvent eux qui pénalisent toute rentabilité des projets énergétiques en zone rurale. Mais des possibilités émergent comme le picophotovoltaïque, un module de petite dimension, facilement transportable, coûtant entre 12 et 40 dollars6.Un système innovant de paiement, le pay-as-you-go, permet de commencer à utiliser cet appareil sans en avoir fait l’acquisition complète, grâce à des prépaiements effectuables via son téléphone portable, notamment grâce au célèbre opérateur M-Pesa au Kenya, palliant ainsi le faible taux de détention de comptes en banque. D’autres possibilités existent, au-delà des solutions individuelles, pour la distribution d’électricité en zone rurale. Et là encore, le recours à la téléphonie s’avère être un moyen de paiement efficace. A Ololailumtia, au Kenya, deux microgrids d’une valeur de 15 000 dollars ont été installés pour desservir une trentaine de clients, à un coût compris entre 3 et 5 dollars/kWh7. Les microgrids sont des réseaux intelligents miniatures, permettant de gérer de façon plus flexible et plus fiable la production et la consommation d’un petit nombre d’utilisateurs. Chaque utilisateur effectue un prépaiement via un compte M-Pesa et dispose d’un point de connexion sur le microgrid, avec compteur muni d’une carte SIM qui envoie périodiquement les mises à jour de la consommation au point de connexion, à un système cloud. Ce dernier envoie ensuite un signal empêchant le soutirage d’électricité lorsque le compte tombe à zéro. Ici, les technologies « smart grids » apparaissent comme un bon moyen de gérer efficacement les paiements, mais elles sont aussi utiles pour éviter les vols d’électricité et les black-out8. Les moyens de production privilégiés des microgrids sont les panneaux photovoltaïques, éoliennes et petits groupes hydrauliques si le contexte hydrologique le permet, associé à une batterie permettant de gérer l’intermittence et les écarts production/consommation. Un groupe électrogène peut également être utilisé en back-up pour éviter un surdimensionnement des autres moyens de production et de stockage. L’intérêt des microgrids réside également dans la possibilité de connexion au réseau de transport/distribution traditionnel à terme. Le même schéma de production peut être utilisé pour la distribution en kiosques d’énergie, c’est le choix adopté à Muhuru Bay, au Kenya, avec un kiosque financé en partie par la fondation Alstom pour l’environnement. Là, les consommateurs ne disposent pas de point de connexion personnel, mais doivent se rendre dans un kiosque où ils peuvent brancher leur équipement, ou louer une batterie rechargée. Le coût d’un tel kiosque s’élève à 37 000 dollars et coûte 500 dollars par mois à chaque utilisateur (pour l’utilisation d’une batterie de 204 Wh), l’équivalent d’une connexion au réseau traditionnel non subventionnée en zone urbaine.

Si les gouvernements et institutions africaines veulent relever le pari d’une électrification complète de l’Afrique d’ici la fin du demi-siècle, il ne faudra pas compter uniquement sur les investissements dans des infrastructures de production et de transport lourdes. Au lieu d’une l’architecture « top-down » qui a longtemps été le mode de développement traditionnellement privilégié en Occident, la réussite de l’électrification en Afrique pourrait passer un développement plus flexible, plus local, de type « bottom-up », du réseau électrique.

Sia Partners

Notes et sources

1 Africa Energy Outlook, IEA

2 Knowledge @ Wharton, University of Pennsylvannia, disponible à cette adresse

3 Africa Energy Outlook, IEA

4 Johnson, Raymond, Impact of Privatization and Deregulation on Infrastructure Development in Africa

5 Johnson, Raymond, Impact of Privatization and Deregulation on Infrastructure Development in Africa

6Le pico-photovoltaïque, macro impact en Afrique ?, Blog EnergyPoint, BearingPoint, disponible à cette adresse

7Rural Off-Grid Electricity Service in Sub-Saharan Africa, IEEE Electrification Magazine

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