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16/01/2019

Quelle trajectoire pour atteindre un mix électrique entièrement renouvelable en 2050 ? [Cycle Mix électrique - 2/3]

Les mix électriques 100% renouvelables à l’horizon 2050 qui ont été élaborés par l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (ADEME) et par l’association négaWatt sont avant tout des exercices prospectifs. Les scénarios décrivent de manière hypothétique la composition de ce mix, l’état du réseau et de la consommation mais ne définissent pas de trajectoire précise. Quelles seraient les principales conditions à remplir pour s’approcher de ces prévisions ? Cette exploration est éclairante sur les gisements existants et les possibilités de transformation au regard des objectifs fixés par la nouvelle Programmation Pluriannuelle de l’Energie (PPE) qui vise 40% d’électricité renouvelable d’ici 2030.

Le nécessaire grand bond en avant des ENR pour produire 100% du mix électrique

Pour se rapprocher d’un mix électrique parfaitement vert, la France va devoir augmenter de manière conséquente sa production d’électricité renouvelable. Bien que dans ces scénarios la consommation soit plus faible qu’actuellement, il sera tout de même nécessaire de multiplier par 4 notre production renouvelable. Aujourd’hui, 63% des 101 TWh d’électricité renouvelable produits en France proviennent de l’hydraulique qui a atteint une certaine saturation sur le territoire. Les scénarios présentés par l’ADEME et négaWatt reposent naturellement sur les seules technologies suffisamment matures et économiques pour accroître significativement la production que sont le solaire photovoltaïque et l’éolien. Cependant le rythme d’installation de capacités solaires et éoliennes en France est resté relativement stable entre 2008 et 2017 : environ 1 GW/an pour l’éolien et 880 MW/an pour le solaire. Les capacités de production requises pour un mix 100% renouvelable demanderaient un rythme annuel d’installation bien plus important.

Un mix 100% renouvelable en 2050 nécessiterait donc un investissement important pour remplacer le parc nucléaire. Cependant, en conservant le mix actuel, le parc nucléaire existant devrait tout de même être remplacé et modernisé. Pour comparer, en ordre de grandeur, les investissements requis pour ces nouveaux moyens de production, il est important de prendre en compte leurs facteurs de charge et leurs durées de vie. Le modèle de centrale nucléaire EPR qui sera amené à remplacer les centrales actuelles est utilisé pour réaliser cette comparaison. Il reste à déterminer dans quelle mesure les coûts d’exploitation, plus faibles mais aussi plus variables sur les parcs de production renouvelable, permettront de rentabiliser ces investissements et à quel point les coûts des éoliennes et des panneaux photovoltaïques vont baisser dans les années à venir.

Une augmentation significative de la part d’électricité renouvelable dans le mix français doit enfin tenir compte de l’acceptabilité sociale de ces technologies. En France, les projets de construction de centrales électriques éoliennes font face à de nombreuses oppositions. 70% des installations font l’objet d’un recours. Cela a pour effet d’allonger considérablement la durée d’un projet : de 7 à 9 ans en France contre 3 à 4 ans en Allemagne. Un travail de communication doit être réalisé face à ces oppositions pour pouvoir accélérer le rythme de déploiement de centrales renouvelables.

Des défis techniques à relever sur le réseau pour pallier l’intermittence des ENR

L‘augmentation des moyens de production intermittents nécessitera des efforts pour stabiliser le réseau électrique français. Les capacités de stockage d’électricité devront être développées pour assurer la stabilité du réseau et la continuité de la fourniture d’électricité dans les périodes de creux. Le stockage de long terme, qui permet d’utiliser l’énergie accumulée en été lors des pointes hivernales, est le plus critique car il n’existe pas de technologie mature à l’heure actuelle. La solution la plus prometteuse, le Power-to-Gas (P2G), permet de transformer de l’électricité en gaz stockable et utilisable. Cette solution n’est actuellement qu’en phase de test avec une vingtaine de projets pilotes en Europe et la totalité des projets français représente une capacité cumulée de 1,36 MW alors que pour profiter au mieux d’un mix 100% renouvelable, 20 GW seraient nécessaires.

Le deuxième levier pour stabiliser le réseau est la capacité à réduire la consommation en pointe. Pour l’ADEME, le chauffage électrique tertiaire et résidentiel pourrait représenter la majorité de la demande pilotable en 2050 avec 14 GW effaçables. Cela suppose cependant d’équiper la moitié du parc de logements en pompe à chaleur (PAC)[1] [2]. Sachant que le parc actuel est d’environ 2,5 M de PAC, soit 6,7% du nombre de bâtiments résidentiels et tertiaires, il faudrait équiper environ 0,5 M de bâtiments par an pour parvenir à la moitié du parc en 2050. Ce rythme est plausible compte tenu du volume de ventes de PAC de 0,6 M en 2017, il doit cependant être soutenu dans la durée, dans un contexte où la croissance du marché est liée à la réglementation thermique et environnementale. Les directives européennes limitant les fluides fluorés utilisés pourraient être un frein au développement des PAC. L’effort de R&D devra alors se concentrer sur les fluides de substitution et sur les quantités utilisées pour se conformer aux normes tout en gagnant en efficacité.

Des transformations majeures à envisager pour réduire la consommation

La réduction de la consommation est un élément de dimensionnement majeur d’un mix électrique 100% renouvelable. La consommation résidentielle constitue le principal gisement d’économies d’électricité identifié par l’ADEME et négaWatt. Le premier levier de réduction de la consommation résidentielle consiste à rénover thermiquement tout le parc de logements d’ici 2050, avec 500 000 rénovations performantes ou très performantes par an jusqu’à 2030, et 750 000 au-delà. Pour accroitre le rythme actuel de 288 000 rénovations par an, il faut lever deux principaux freins : les coûts de rénovation et la complexité du passage à l’acte[3]. En effet une rénovation très performante coûte en moyenne 25k€ (17% étant couverts par des aides) et la dispersion de l’information sur les solutions techniques à mettre en œuvre peut décourager les particuliers.

Pour aider le public à se repérer dans le maquis des aides et à se lancer dans la rénovation, la campagne FAIRE (Faciliter, Accompagner et Informer pour la Rénovation Energétique) rassemble les parties prenantes de la rénovation énergétique pour former un véritable « service public de la rénovation » à contacter sur un numéro dédié. Des conseillers techniques accompagnent aussi gratuitement les ménages dans la centaine de Plateformes Territoriales de rénovation énergétique (PTRE). Du côté des aides de financement, l’éco-prêt à taux zéro va être simplifié en 2019 avec la suppression de la condition de bouquet de travaux[4] et l’uniformisation de la durée du prêt (15 ans). Le crédit d’impôt pour la transition énergétique devrait aussi être remplacé en 2020 par le versement d’une prime dès la fin des travaux avec une bonification pour les ménages les plus modestes, afin de réduire le reste à charge.

La consommation des ménages devra bien diminuer dans les proportions prévues pour compenser la hausse du coût unitaire de l’électricité. En effet, seuls 10% des Français seraient prêts à accepter une augmentation de 5% ou plus de leur facture pour pouvoir disposer d’une électricité d’origine renouvelable, et 64% refusent d’envisager cette augmentation[5]. Néanmoins, un bon équilibre entre les différents leviers évoqués par les scénarios de l’ADEME et de négaWatt permettrait de se rapprocher d’un mix 100% renouvelable à l’horizon 2050 tout en ménageant le portefeuille des consommateurs.

Sia Partners

 

Retrouvez le précédent article du cycle Mix Energétique ci-après : 

Les hypothèses d'un mix électrique 100% renouvelable en 2050

 


[1] Hors chauffe-eau thermodynamique

[2] Une pompe à chaleur « récupère les calories disponibles et gratuites dans l’air, le sol ou l’eau et les transfère, après avoir élevé leur température, vers le système de chauffage d’un bâtiment. Pour la production d’eau chaude sanitaire, les pompes à chaleur se nomment chauffe-eau thermodynamiques. » Source : Association de la filière PAC.

[3] Mag ADEME - Logement : des clés pour accélérer la rénovation énergétique, septembre 2017

[4] Cette condition oblige à réaliser deux actions de rénovation, parmi 6 opérations listées, pour être éligible au prêt à taux zéro.

[5] Commissariat général au développement durable, Modes de vie et pratiques environnementales des Français, avril 2018

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