Après 2 années de discussion entre le gouvernement, les collectivités, l’industrie, la recherche et RTE, l’étude sur les objectifs de déploiement de l’énergie en France a été publiée le 25 octobre 2021. Ce rapport cherche à présenter les différentes stratégies à suivre pour répondre à la consommation électrique française à venir ainsi qu’aux objectifs fixés dans l’accord de Paris (Neutralité carbone d’ici 2050). Pour cela il fournit une analyse de la situation de la France en terme de consommation énergétique, d’empreinte carbone, ainsi que du mix énergétique actuel afin d’estimer une évolution de nos besoins d’ici 2050 et les différentes manières d’y répondre.

Le rapport s’appuie, entre autres, sur les orientations de la stratégie nationale bas carbone (SNBC) pour définir une évolution de la consommation énergétique du pays. La consommation totale d’énergie pourrait être réduite de 40% d’ici 2050, principalement via l’électrification, l’amélioration de l’efficacité énergétique des procédés industriels et l’utilisation de biocombustibles et gaz décarbonées en substitution des combustibles fossiles.

Afin d’atteindre une neutralité carbone :

  • La consommation d’énergie électrique devra passer de 475 TWh en 2019 à 645 TWh en 2050 en raison de l’électrification, atteignant ainsi 55% de l’énergie totale.
  • Le développement des bioénergies pour remplacer les énergies fossiles devra être intensifié ou devra être substitué par de l’électrification.

FIGURE 1 Évolution de la consommation d’énergie finale et de la part de l’électricité en France métropolitaine (historique et projections SNBC)

 

Un scénario de référence de l’évolution de la consommation électrique a été défini en prenant en compte l’impact de la prévision haussière de l’évolution démographique (+6% en 30 ans) et la croissance économique (+1,3% en moyenne par an sur 30 ans)  (+47 TWh en 2050 par apport à 2019), l’impact de l’électrification de l’industrie et le transport (+324 TWh), et l’impact baissier de l’efficacité énergétique et du changement climatique sur nos besoins -200 TWh et -1 TWh respectivement).

FIGURE 3 Evolution de la consommation intérieure d’électricité entre 2019 et 2050 dans la trajectoire de référence et décomposition en effets

 

Deux scénarios supplémentaires ont été définis :

  1. Une politique de sobriété énergétique : représente les changements des habitudes des consommateurs afin de réduire les besoins énergétiques. Dans ce scénario, la consommation en 2050 serait moins importante que la référence, soit 555 TWh.
  2. Une réindustrialisation profonde : l’investissement sur des secteurs technologiques et de manufacture spécifique pour améliorer la technologie en réduisant l’utilisation de combustibles fossiles par de procédés électriques et réduisant ainsi l’empreinte carbone. Dans ce scénario, la consommation en 2050 serait plus importante que la référence, soit 752 TWh.

Quatre variantes du scénario de référence sont présentées en modifiant les hypothèses initiales et l’impact qu’elles pourraient avoir sur la consommation en 2050. Ce sont par exemple une croissance économique défavorable, une efficacité énergétique peu performante, un déploiement massif des voitures électriques ou une accélération du développement et de l’utilisation de l’hydrogène.

Les scénarios considérés donnent finalement une marge de +/-100 TWh autour de la trajectoire de référence.

FIGURE 4 Cône de variation des différentes trajectoires de consommation des « Futurs énergétiques 2050 »

 

Le futur de la consommation électrique française représente clairement une modification de nos habitudes et du mode de vie actuel avec moins de liberté et plus de conscience sociale et environnementale. Il représente également un effort monumental pour changer une économie basée sur le pétrole et devenir de plus en plus indépendant au niveau énergétique.

Afin de répondre à l’évolution de la consommation électrique, six différents scénarios ont été présentés, dont presque la totalité visent à accorder une place majoritaire aux énergies renouvelables ou un mix partagé en parité avec le nucléaire.

Seul le scénario appelé « M0 » étudie l’option d’un mix 100% renouvelable. Deux scénarios préconisent qu’une partie du mix énergétique (13%) soit assurée par le nucléaire existant permettant ainsi le développement des technologies solaires ou éolien . Le reste des scénarios appelés « N » préconisent un maintien partiel du nucléaire existant (entre 16 et 24GW) et le développement de nouvelles centrales de type EPR et SMR sur les sites préalablement fermés et en cours de démantèlement.

Les enjeux en France sont fortement impactés par la place occupée par le nucléaire dans le mix énergétique, une technologie qui demande un fort rythme de croissance des ENR afin de compenser la fermeture de chaque centrale.  Par exemple, afin d’arriver au scénario «M0», dans lequel le parc nucléaire serait complètement fermé en 2050, un rythme d’installation du solaire de 6 GWc par an serait nécessaire et semble difficilement atteignable au vu des rythmes d’installation historiques et avec les mêmes contraintes règlementaires et foncières  (0.8 GWc /an soit un objectif 7,5 fois plus élevé par an).

FIGURE 5 Rythmes nécessaires de développement des énergies renouvelables selon les scénarios ( dans la trajectoire de consommation de référence) comparés à l’historique et aux pays voisins (en GW/an)

 

Des améliorations substantielles sur la durée des procédures administratives pour le développement des ENR devront accompagner ces stratégies ; la durée des procédures administratives est longue en France (7 ans pour l’éolien et 2 à 3 ans pour le solaire) à comparaison d’autres pays comme l’Allemagne ou la durée pour acquérir les permis nécessaires pour une centrale éolienne onshore est de 3 ans. Une accélération sur la capacité d’accueil du réseau de transport et distribution devrait également être mise en place pour atteindre ces objectifs.

Un autre défi auquel ces stratégies seront confrontées est l’acceptabilité sociale; même si la densité de puissance au m² continue de s’améliorer dans les différentes technologies renouvelables (solaire, éolien), un déploiement massif représentera une pression sur les surfaces foncières et cela amènera à des conflits régionaux pour l’utilisation des parcelles (« loi ALUR ») ainsi que la hausse des prix pour se loger. Le conflit d’utilisation de surfaces rejoint par la croissance démographique générera une décentralisation des logements et une augmentation du coût de transport pour arriver aux sites de travail.

Afin d’arriver à de telles compositions du mix énergétique, RTE attire l’attention sur des « moyens de flexibilité » : Ce sont des moyens qui permettent de stabiliser le réseau et de répondre à la demande d’énergie malgré le phénomène d’intermittence de production des mix énergétiques majoritairement renouvelables. Ex : Vehicule-to-grid, STEP, nouveau thermique décarboné, batteries, les capacités d’import ou les mêmes flexibilités de la demande.

Par exemple, le scénario à 100% énergie renouvelable « M0 » devra comprendre l’installation de 26 GW de capacité de stockage en batteries, ce qui nécessitera une vitesse d’installation aussi rapide que celle des panneaux solaires.

Le choix du maintien du parc nucléaire pourrait donc être perçu comme une solution, cependant le plan de déploiement de nouvelles centrales nucléaires de type EPR et SMR ne semble pas réaliste. Ex: l’EPR de Flamanville, dont la mise en service était initialement prévu en 2012 et n’est pas encore mise en service à l’heure actuelle.

Ce cas révèle que l’estimation de la mise en service de 2 centrales nucléaires tous les 5 ans n’est pas réaliste. Un futur nucléaire, bien qu’il ait l’avantage en terme de surface utilisée (en densité d’énergie/m2), conserve toujours un risque potentiel pour la société en cas d’accident.

FIGURE 6 Trajectoires de développement de nouveaux réacteurs nucléaires envisagées dans l’étude

En termes économiques, le rapport compare le coût des différents scénarios, et conclu qu’un mix énergétique avec taux variable de nucléaire resterait plus économique qu’un mix 100% renouvelable notamment grâce au prolongement de la vie utile d’une partie du parc existant.

C’est un fait que le LCOE (Levelised cost of energy) des énergies renouvelables est et restera plus attractif que celui des centrales nucléaire en construction (les prévisions  pour 2050 sont de 25 à 55 €/MWh pour les installations éoliennes terrestres ou en mer ainsi que les centrales solaires au sol et en grandes toitures, contre un ratio compris entre 60 et 85 €/MWh pour le nucléaire), cependant le rapport estime que les scénarios auront un coût parallèle des « moyens de flexibilité » élevé proportionnel au taux de renouvelable du mix considéré, ce qui rend les scénarios a fort taux de nucléaire moins couteux.

Cependant, deux inconvénients ne sont pas mentionnés dans le rapport : tout d’abord l’étude prévoit une diminution du coût des centrales EPR ainsi que pour les centrales SMR.  Au vu du coût actuel de l’EPR de Flamanville, cela semble évident mais les budget sont optimistes (7,8 milliards d’euros par EPR). Avec un budget initial de 4 Milliards d’euros en 2008, le cout de l’EPR a été ré-évalué à 12.4 Milliards d’euros en octobre 2019.

De plus, un scénario où le nucléaire prendrait une place plus importante dans le mix énergétique représenterait un financement public encore plus important, et un endettement soutenu de l’état (la dette de l’état à la fin du deuxième trimestre 2021 était de 115% du PIB), tandis que l’option renouvelable pourrait continuer à se développer via des mécanismes de financement privé classique qui sont souvent, plus performants et rapides que les projets publics. A quel point l’état peut soutenir individuellement l’investissement sur ces projets ?

FIGURE 7 Coûts complets ( production +acheminement +flexibilités) en France selon les scénarios (dans la trajectoire de consommation de référence) à l’horizon 2060, dans le cas central et selon les variantes.

 

L’objectif de la neutralité carbone demande des mesures rapides et effectives. Une grande volonté politique et des efforts communs entre la société et le secteur industriel seront nécessaires pour s’approcher au maximum à l’objectif de la neutralité carbone en 2050. Indépendamment de la stratégie à suivre, un accompagnement plus effectif du gouvernement pour le déploiement des énergies renouvelables est nécessaire afin d’arriver aux objectifs. Le développement des « moyens de flexibilité » comme l’hydrogène devrait être priorisé afin de réduire ces coûts et d’aider à stabiliser le réseau électrique.

Le nucléaire sera probablement présent dans l’avenir en France, mais à quel degré ? Attendons de voir les stratégies proposées par les candidats aux prochaines élections présidentielles.