21 Juil Chapitre liminaire – La transition énergétique
2485 – Des énergies fossiles aux énergies renouvelables. – Le sujet est désormais trop connu pour qu’il soit nécessaire de développer outre mesure les motifs de la transition énergétique en cours626. Si l’hésitation sur l’importance des réserves restantes est permise, il n’en reste pas moins que les énergies fossiles finiront par être épuisées un jour prochain627. En outre, leur combustion donne lieu au rejet de gaz carbonique, participant au réchauffement climatique par le mécanisme de l’effet de serre628. Enfin, les énergies fossiles créent une dépendance stratégique du pays, obligé d’importer l’essentiel du gaz, du charbon et du pétrole utilisé629. Sur tous ces plans, les énergies renouvelables présentent également des inconvénients. La dépendance stratégique s’est simplement déplacée sur les pays possédant des « terres rares »630. Par exemple, les panneaux photovoltaïques de deuxième génération requièrent de l’indium, métal extrait essentiellement en Chine. En outre, les énergies renouvelables ont un impact environnemental : une pollution lors de la fabrication des installations, une consommation d’espace au détriment d’autres territoires, etc.631. Elles ont toutefois le mérite de reposer sur des sources abondantes a priori inépuisables : l’eau, le vent, le soleil, etc. Deux inconvénients majeurs ont longtemps limité leur progression. En premier lieu, le coût des énergies renouvelables a longtemps été plus onéreux que celui des énergies traditionnelles, la différence ayant été compensée par des aides publiques diverses632. Néanmoins, les progrès industriels et le développement du marché les rendent de plus en plus compétitives633. Par exemple, le coût des centrales photovoltaïques au sol a été divisé par six entre 2007 et 2014. En revanche, le second problème demeure. Il s’agit de l’intermittence des énergies renouvelables et de l’incapacité, pour la plupart, de stocker l’énergie produite. L’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (ADEME) défend l’hypothèse d’une électricité 100 % renouvelable en France à l’horizon 2050, les énergies se compensant les unes les autres et les économies d’énergie conduisant à une moindre consommation634. Pour le présent, la Cour des comptes se montre toutefois sceptique sur la politique menée, consistant à favoriser l’investissement dans la production d’énergie renouvelable au moyen de politiques désordonnées et peu lisibles, avec un faible retour sur l’argent public investi, et surtout sans régler les problèmes de réseau et de stockage qui deviendront primordiaux si l’énergie renouvelable ne doit plus seulement être un appoint mais la ressource principale635.
2486 – Le retard français. – En comparaison avec ses voisins européens, la France accuse un retard certain dans sa transition énergétique. Il s’explique en grande partie par l’importance du parc nucléaire français636. Notre pays est le deuxième producteur mondial d’électricité d’origine nucléaire, derrière les États-Unis. Cinquante-huit réacteurs assurent 77 % de la production d’électricité française. Cette électricité a l’avantage d’être relativement bon marché et de ne pas émettre de gaz à effet de serre. En moyenne, et en faisant abstraction des intermittences, les énergies renouvelables couvrent 18,1 % de l’électricité consommée en France637. En comparaison, la Norvège et l’Islande couvrent la totalité de leur consommation par les énergies renouvelables, particulièrement l’hydraulique. Ainsi, le taux français est très inférieur à celui de ses voisins européens : l’électricité renouvelable est de 38,7 % en Espagne, 33,8 % en Allemagne et 33,4 % en Italie. Au niveau mondial, 25 % de l’électricité est renouvelable638. Et au regard de la consommation énergétique mondiale globale (incluant non seulement l’électricité, mais aussi le chauffage et les carburants), 20 % de l’énergie est renouvelable639. En valeur absolue, les pays investissant le plus dans la transition énergétique sont la Chine, les États-Unis et le Royaume-Uni. Les pays consacrant le plus grand pourcentage de leur PIB à cette même transition sont la Bolivie, le Sénégal et la Jordanie.
L’Allemagne fait office de modèle et de contre-modèle. Le pays a amorcé une transition énergétique, « Energiewende », bien plus prononcée qu’en France. Elle se caractérise par un arrêt du nucléaire et une électricité produite à plus du tiers par les énergies renouvelables. Cette performance a toutefois un coût, le prix de l’électricité en Allemagne étant l’un des plus chers au monde640. Pour compenser l’intermittence des énergies renouvelables, une grande part de l’électricité est fournie par des centrales à charbon particulièrement polluantes. L’Allemagne émet ainsi deux fois plus de gaz à effet de serre que la France au titre de l’énergie641. Pour assurer l’équilibre du système électrique, la construction de milliers de kilomètres de lignes à haute tension supplémentaires a été nécessaire642.
2487 – L’hydraulique. – La production hydroélectrique revêt plusieurs formes :
la centrale gravitaire, correspondant au barrage classique. Un ouvrage de retenue stocke l’eau et l’évacue vers une turbine où l’énergie cinétique de l’eau est convertie en énergie électrique. On classe ces barrages selon leur durée de vidage : centrales « au fil de l’eau » (vidage en moins de deux heures), centrales « éclusées » (entre deux et 200 heures), « lacs » ou « réservoirs » (plus de 200 heures) ;
la station de transfert d’énergie par pompage (STEP). L’installation pompe l’eau pendant les périodes de faible consommation d’électricité pour la transférer d’un bassin inférieur vers un bassin supérieur. En mode de production, l’installation fonctionne comme un barrage classique où l’énergie gravitationnelle de l’eau est convertie en énergie électrique ;
l’installation maritime, convertissant en électricité l’énergie des marées (usine marémotrice) ou des courants marins permanents (hydrolienne).
Les barrages permettent un stockage de l’eau, et, ainsi, une modulation de la production selon les besoins de la consommation électrique. Leur coût environnemental n’est cependant pas négligeable, particulièrement lorsque la retenue conduit à engloutir villages et terres agricoles. Leur sécurité est également un problème important643.
L’hydroélectricité est la plus importante énergie renouvelable française644. Elle est la deuxième source de production électrique après le nucléaire. L’hydroélectricité représente en moyenne 13 % de la production électrique française. 90 % du total de la puissance hydroélectrique est assuré par 400 grands barrages, sous le régime juridique de la concession. 10 % de la production est assuré par 2 500 petites centrales le long de 250 000 kilomètres de rivières. Le secteur emploie plus de 20 000 personnes, directement et indirectement645. Notre pays possède le plus grand parc hydroélectrique d’Europe derrière la Norvège. La région Auvergne-Rhône-Alpes concentre plus de 45 % de ce parc, et 80 % de la puissance des projets en développement. Il existe ainsi une grande disparité territoriale. Si la région Auvergne-Rhône-Alpes couvre 32,5 % de ses besoins électriques par l’hydroélectricité, l’Île-de-France, les Pays de la Loire, les Hauts-de-France ou le Centre-Val de Loire couvrent en revanche moins de 0,5 % de leur consommation à ce titre. Cette source d’énergie est également dépendante des aléas climatiques. Ainsi, la production hydraulique a baissé de près de 10 % au cours de l’année 2016, en raison de la moindre pluviométrie.
2488 – L’éolien. – Les éoliennes convertissent l’énergie du vent en énergie électrique. Grâce au vent, la rotation des pales entraîne un générateur produisant l’électricité. Les grandes éoliennes ont en moyenne des rotors de 110 mètres de diamètre et des mâts de 150 mètres de hauteur. Ce gigantisme s’explique par le fait que la puissance des vents est plus importante en altitude qu’au sol. La taille considérable de ces machines a cependant un impact environnemental, paysager notamment. Leur installation peut également conduire à des conflits d’usage, par exemple avec la circulation aérienne ou les radars.
L’éolien représente désormais 25 % de la puissance électrique renouvelable installée en France. Sa croissance s’est faite très rapidement. La puissance éolienne raccordée cumulée a été multipliée par cinq entre 2005 et 2010, et encore par deux entre 2010 et 2017. En moyenne, abstraction faite des intermittences, l’éolien couvre 4,2 % des besoins électriques nationaux646. Le territoire est là aussi disparate : 59 % de la production provient des régions Hauts-de-France, Grand-Est et Occitanie. Le parc éolien français est le quatrième d’Europe, derrière l’Allemagne, l’Espagne et le Royaume-Uni. La France possède également le deuxième gisement d’Europe après le Royaume-Uni s’agissant de l’éolien en mer. Mais celui-ci n’est pas encore réellement exploité, la première éolienne flottante ayant été inaugurée en 2017 seulement647. La filière éolienne emploie environ 15 000 personnes, directement ou indirectement648.
2489 – Le solaire. – Certaines technologies utilisent directement l’énergie thermique du rayonnement solaire. Il s’agit des chauffe-eau solaires et des systèmes solaires combinés (utilisés tant pour l’eau chaude sanitaire que pour le chauffage du bâtiment). Ces systèmes ont besoin d’une énergie d’appoint, ne pouvant couvrir tous les besoins domestiques. Certaines technologies telles que les centrales solaires utilisant des miroirs orientables ou des miroirs paraboliques sont fondées sur le solaire thermodynamique. Elles permettent de concentrer le rayonnement solaire à l’aide de collecteurs pour chauffer un fluide à haute température. La chaleur ainsi produite sert ensuite directement pour des usages industriels, ou est utilisée pour produire de l’électricité par l’intermédiaire d’une turbine à vapeur. Les panneaux photovoltaïques constituent néanmoins le système le plus répandu. Ils permettent de transformer le rayonnement solaire en courant continu. Le panneau est ensuite associé à un onduleur permettant de transformer le courant continu en courant alternatif.
Les installations solaires ont une production variable selon les saisons649. Elles couvrent environ 0,5 % de la consommation nationale d’électricité pendant le mois de décembre, et près de 3,5 % en août. Les deux tiers de l’électricité d’origine solaire sont produits dans les régions Nouvelle-Aquitaine, Occitanie et Provence-Alpes-Côte d’Azur. Le secteur a cependant connu une forte croissance lors des dernières années. En effet, la puissance solaire raccordée a été multipliée par neuf entre les années 2010 et 2017. Le solaire photovoltaïque représente désormais 16 % de la production d’électricité renouvelable en France.
2490 – La géothermie. – La géothermie est principalement une énergie thermique. La géothermie superficielle, dite « très basse énergie », exploite la chaleur du sol ou de l’eau souterraine à moins de 200 mètres de profondeur. Les températures obtenues sont généralement inférieures à 30 °C. Elles sont employées pour l’alimentation des pompes à chaleur dans l’habitat ou dans des locaux tertiaires. La géothermie « basse énergie » exploite la chaleur de gisements d’eau plus profonds, parfois jusqu’à 2 000 mètres, pour obtenir des températures jusqu’à 90 °C. Enfin, la géothermie « haute température » concerne des fluides dont les températures sont supérieures à 150 °C. Cette dernière forme de géothermie peut servir à la production d’électricité. Il s’agit toutefois d’un phénomène marginal en France. Seul le site de Soultz-sous-Forêts en Alsace est raccordé au réseau électrique. Le fluide est capté à 5 000 mètres de profondeur et à une température de plus de 200 °C. Il est remonté en surface, où il en réchauffe un autre dont la vaporisation fait tourner une turbine produisant de l’électricité. Plusieurs autres installations sur un mode similaire devraient voir le jour, principalement en Alsace650.
2491 – La méthanisation. – Le biogaz est le gaz produit par méthanisation, c’est-à-dire par la fermentation de matières organiques en l’absence d’oxygène. Ce processus se produit spontanément, par exemple dans les marais. Il peut également être provoqué artificiellement dans des digesteurs. Le biogaz est ensuite brûlé pour être utilisé sous forme de chaleur ou d’électricité, ou les deux (cogénération).
Les installations sont de trois sortes :
les unités de méthanisation de déchets non dangereux ou de matières végétales brutes. Le gaz est obtenu à partir de déchets agricoles, de déchets de l’industrie agroalimentaire et de la partie biodégradable des déchets ménagers. Il existe des installations « à la ferme », mais également des installations centralisées plus importantes ;
les stations d’épuration des eaux usées (STEP). Les boues et graisses de ces stations sont des déchets organiques avec un potentiel de méthanisation supérieur aux autres formes de déchets, animaux ou végétaux ;
les installations de stockage de déchets non dangereux (ISDND). Il s’agit de capter du « gaz de décharge », c’est-à-dire le biogaz naturellement produit par les déchets stockés.
2492 – La biomasse énergie. – La biomasse, également dénommée « houille verte », est l’énergie tirée des végétaux. Il s’agit des biocarburants issus de l’agriculture. Cela correspond également aux biocombustibles, particulièrement au bois issu des forêts, pouvant être utilisé aussi bien pour le chauffage individuel que dans des centrales alimentant des unités plus grandes (chaufferie dédiée ou réseau de chaleur).
En moyenne, abstraction faite des intermittences, les bioénergies couvrent 1,5 % de l’électricité consommée en France651. Ce résultat est obtenu aux deux tiers par la méthanisation, et le surplus par la biomasse. L’ADEME pense que ce chiffre pourrait être très fortement augmenté avec une politique beaucoup plus volontariste, en développant les cultures intermédiaires à vocation énergétique entre deux cycles de culture à vocation alimentaire, et en mobilisant des territoires en friche (fauche des bords de route, prairies naturelles, etc.)652. Si l’on s’intéresse à la consommation énergétique, et pas seulement à la consommation électrique, le bois est la première énergie renouvelable devant l’hydraulique. En 2012, la consommation française de bois-énergie représente 10 millions de tonnes équivalent pétrole (TEP)653. Pour près des trois quarts, ce bois est consommé pour le chauffage de l’habitat individuel. Près de sept millions de foyers utilisent en effet le chauffage au bois, soit seul, soit en base, soit en appoint. Le surplus est utilisé dans l’habitat collectif, l’industrie et le tertiaire. S’agissant des biocarburants, leur consommation est de près de trois millions TEP en 2012. Pour 85 %, il s’agit de biodiesel incorporé au gazole, et pour 15 % de bioéthanol incorporé à l’essence. Ces chiffres sont toutefois à mettre en regard avec la consommation énergétique française totale (électricité, chauffage, carburant, etc.), de 259 millions TEP par an.
Texte ici