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LA STRATEGIE ENERGETIQUE 2050 DE LA CONFEDERATION EST-ELLE PRATICABLE ?
Prof. B.Giovannini[1]
LES POLITIQUES DE L’ENERGIE EN SUISSE
La Stratégie énergétique 2050 mise en consultation en septembre 2012 par le Conseil Fédéral[2] (DETEC, 2012a) et précisée dans le message du 4 septembre 2013 (CF, 2013) propose deux objectifs principaux : une réduction d’un facteur quatre des émissions de CO2[3] et la sortie du nucléaire. Pour atteindre ces objectifs la Stratégie 2050 préconise une amélioration très significative de l’efficacité énergétique[4] et un développement massif des énergies renouvelables. Je me propose ici de préciser de façon concrète ce qu’impliquent ces ambitions.
La Stratégie 2050 est en fait le troisième grand rapport stratégique sur la politique énergétique de la Confédération. Il y a eu d’abord la Conception suisse de l’énergie de 1978 (CSE, 1978), passablement influencée par les producteurs d’électricité, qui prévoyait un important développement de l’énergie nucléaire. Vingt ans plus tard, à la fin des années 80, le peuple devait se prononcer sur deux initiatives, l’une préconisant un moratoire et l’autre une sortie du nucléaire. Pour explorer les conséquences de ces initiatives le Conseil Fédéral avait constitué un groupe d’experts[5] sur les scénarios énergétiques. Celui-ci a publié en 1988 un rapport qui analysait en détails les conséquences des décisions que le peuple suisse prendrait sur ces sujets (GESE, 1988a,b,c) . Ce rapport, très critiqué alors, était arrivé notamment à la conclusion qu’une sortie du nucléaire était possible, quoique difficile. Cette conclusion est aujourd’hui reprise par la Stratégie 2050.
L’évolution entre ces trois rapports est considérable et intéressante. Le premier rapport (CSE, 1978) était très productiviste: le but de la politique énergétique devait être d’assurer une production d’énergie suffisante (et sûre) pour répondre à la demande, quelle qu’elle soit. Il était aussi très centralisateur: même l’énergie solaire devait provenir de grandes centrales, peut-être même situées dans l’espace ! Et il donnait beaucoup d’importance à la substitution du pétrole par l’électricité et à l’indépendance énergétique de notre pays. Le deuxième rapport, qui devait examiner plusieurs options, a fait un effort considérable pour détailler les possibilités techniques des économies d’énergie. Il comptait aussi sur les énergies renouvelables mais les données techniques et économiques manquaient encore un peu à cette époque.
La Stratégie 2050, ainsi que le rapport du bureau d’experts sur lequel il se base (DETEC 2012b) [6], garde bien sûr l’objectif d’un approvisionnement énergétique suffisant et sûr, mais cette exigence est tempérée par une vision compatible avec un développement durable. Elle approfondit en matière d’économies d’énergie les analyses faites auparavant et chiffre de façon précise les potentiels des nouvelles énergies renouvelables (photovoltaïque, éolienne, géothermique et biomasse), sans justifier vraiment les chiffres fournis[7].
On peut dire peut-être que l’évolution la plus significative en 35 ans entre le premier rapport et le dernier est l’évolution entre une vision productiviste, libérale (au sens économique du terme) et centralisée à une vision plus coordonnée, décentralisée et conforme aux objectifs d’un développement durable dans laquelle la gestion de la demande prend une importance essentielle.
C’est à une véritable transition énergétique que nous invite la Stratégie 2050. L’ampleur de cette transition énergétique est illustrée par les données suivantes :
La consommation annuelle totale d’énergie doit passer de 234 Térawattheures ou Milliards de kilowattheures (TWh)[8] en 2010 à 125 TWh en 2050, soit une diminution de près de 50% ! Et la production d’électricité par les nouvelles énergies renouvelables doit passer de 1,38 TWh en 2010 à 24,2 TWh en 2050, une multiplication d’un facteur 18 ! Le chiffre le plus significatif est peut-être la diminution de la contribution des énergies fossiles : de 158 TWh en 2010, elle doit descendre à 34 TWh en 2050, une grande partie de cette baisse de 124 TWh devant être assurée par les progrès en efficacité énergétique.
La question fondamentale est de savoir si ces objectifs sont réalisables. Pour examiner cette question, je me propose non pas d’analyser la Stratégie 2050 dans son ensemble, mais d’en discuter certains aspects concrets particulièrement importants concernant l’efficacité énergétique et les énergies renouvelables.
Rappelons que la production des centrales nucléaires de notre pays s’élève aujourd’hui à environ 25 TWh soit 11% de la consommation d’énergie, et 42% de la consommation d’électricité, qui se monte à 59 TWh.
L’EFFICACITE ENERGETIQUE
Selon la Stratégie 2050 les progrès en efficacité énergétique permettront d’économiser 109 TWh d’ici 2050 par rapport à la consommation actuelle. Un scénario intermédiaire qui se limiterait à la poursuite de la politique actuelle permettrait d’économiser 51 TWh, ce qui implique déjà des efforts conséquents. Dans le scénario retenu par le Conseil Fédéral il s’agit donc d’économiser 58 TWh supplémentaires.
La problématique de l’efficacité énergétique est complexe et multiple, mais on peut peut-être l’éclairer en évoquant l’un ou l’autre domaine particulièrement important.
Il y a tout d’abord le chauffage des bâtiments. Dans ce domaine on peut par des mesures d’isolation et d’amélioration du système de production de chaleur économiser jusqu’à 60-80 % de la consommation. Aujourd’hui le chauffage des bâtiments requiert 84 TWh (54 pour l’habitation, 23 pour les services, 7 pour l’industrie). Il est préconisé que ce chiffre de 84 TWh soit abaissé à 30 TWh, soit une économie de 54 TWh : 64 % ! ! Pour arriver à un tel résultat il faut exiger par exemple que les nouveaux bâtiments d’habitation consomment environ 9-17 kWh[9] par m2 par an pour le chauffage dès 2020, alors que la moyenne actuelle pour tout le parc est de 110 kWh ! Une diminution de 85-90% ! La même exigence est postulée graduellement pour les rénovations[10], ce qui est encore plus difficile. Et en 2050, on exigera 6-8 kWh au lieu de 9-17. Il s’agit là de normes caractéristiques de ce qu’on appelle des bâtiments à énergie zéro. On est vraiment ici à la limite extrême du praticable, même à très long terme, car de telles valeurs ne sont possibles aujourd’hui que dans des circonstances exceptionnelles et si les habitants participent activement, par leur mode de vie, à ces économies d’énergie.
Dans le secteur du transport la consommation actuelle est de 69 TWh et doit descendre à 32 TWh en 2050, une économie de 37 TWh. Le scénario envisagé pour le transport prévoit d’une part une amélioration de l’efficacité énergétique et une substitution des voitures à essence par des voitures électriques[11]. Pour les voitures à essence l’efficacité doit atteindre 60 gr CO2/km en 2050 (aujourd’hui : 200 gr CO2/km en moyenne, 148 gr CO2/km pour les voitures neuves).
Ainsi le chauffage des bâtiments et les transports contribuent ensemble 91 TWh des 109 TWh d’économies envisagées pour 2050!
Les deux exemples cités ci-dessus, et qui couvrent une bonne partie des économies escomptées, permettent d’illustrer aussi deux cas très différents par les moyens à mettre en œuvre et les difficultés à attendre. Dans le chauffage des bâtiments, il faut prévoir des investissements considérables qui demanderont des subventions (de l’ordre de 525-600 millions de francs, à partager entre Confédération et cantons, financées partiellement par la taxe CO2). Et il faut aussi une collaboration entre un grand nombre d’acteurs. La responsabilité principale pour les constructions est du ressort des autorités cantonales mais la Confédération aura un rôle de coordination et de subventionnement, et les communes devront intervenir aussi. Et pour les immeubles locatifs il faudra une entente entre propriétaires et locataires !
Pour le secteur du transport par contre il suffira d’édicter des normes mais on voit mal la Confédération s’écarter des politiques européennes. Sur le plan européen les normes d’émissions de CO2 pour les voitures automobiles sont âprement discutées. La Commission européenne a proposé que les nouvelles voitures n’émettent pas plus de 95 gr de CO2/km à partir de 2020, mais l’Allemagne, qui produit beaucoup de grosses berlines, s’y oppose fermement. Le Parlement européen préconise que la moyenne des nouvelles voitures n’excède pas 68-78 gr de CO2/km dès 2025.
Et qu’en est-il de l’électricité ? Dans ce domaine il s’agit prioritairement d’améliorer les caractéristiques techniques des appareils mais aussi d’améliorer la performance énergétique des installations dans le bâtiment (éclairage, aération et climatisation) et interdire ou limiter le chauffage électrique direct (par résistance). La Stratégie 2050 est assez vague à ces sujets sauf en ce qui concerne le chauffage électrique direct qu’elle se propose d’interdire. Elle propose également d’édicter des normes de plus en plus sévères au fur et à mesure des progrès techniques, mais sans donner de détails.
Pour beaucoup d’utilisations de l’électricité, les potentiels techniques d’amélioration de l’efficacité peuvent être considérables. Pour s’en convaincre il suffit de considérer l’exemple des réfrigérateurs domestiques. Toutes choses étant égales par ailleurs, la consommation d’un réfrigérateur peut varier d’un facteur quatre entre les A++ et les G. Et on trouve encore sur le marché des appareils non étiquetés qui consomment six fois plus qu’un A++ ! Il faut préciser cependant qu’aujourd’hui plus de 75% des réfrigérateurs vendus sont A+ ou A++. Depuis le 1 janvier 2013, les nouveaux réfrigérateurs mis en circulation doivent être A++ ou mieux. Et on voit apparaître des appareils A+++ qui consomment encore 20% de moins qu’un A++.
Mais les utilisations de l’électricité augmentent aussi rapidement : que l’on songe simplement aux voitures électriques citées plus haut ou aux pompes à chaleur dans le chauffage des bâtiments ou au développement des centres de calcul (fermes de serveurs). Dans l’Union Européenne on prévoit que ces centres consommeront 104 TWh déjà en 2020. Ceci correspondrait pour la Suisse à une consommation d’environ 1 TWh ce qui est évidemment considérable et dont une bonne partie est due à la réfrigération de ces centres. Or la réfrigération en général requiert aujourd’hui environ 8 TWh dans notre pays sur lesquels on espère économiser 1,5 TWh : dans cet exemple les économies sont ainsi du même ordre de grandeur que les nouvelles utilisations, ce qui est souvent le cas.
Les mesures prévues dans le domaine de l’efficacité énergétique incluent une hausse de la taxe CO2, un durcissement des valeurs-cible dans le transport et le appareils électriques, et un engagement des producteurs d’électricité dans la gestion de la demande. Cette mesure particulièrement novatrice demande aux producteurs d’électricité de diminuer d’un certain pourcentage annuel la consommation d’électricité par consommateur, et ceci par des mesures d’amélioration de l’efficacité[12].En tenant compte à la fois des améliorations de l’efficacité et des nouvelles demandes citées plus haut, on compte diminuer un peu la consommation d’électricité : de 58,75 TWh en 2010 à 53,2 TWh en 2050.
LES ENERGIES RENOUVELABLES
Le développement des énergies renouvelables conduira à des choix plus difficiles, et plus incertains. Hors électricité, la contribution des énergies renouvelables doit passer de 16,75 à 38,3 TWh. Pour l’électricité renouvelable, qui est essentielle pour l’abandon du nucléaire, le message du Conseil Fédéral donne les chiffres suivants à l’horizon 2050, qu’il convient de comparer à la production nucléaire aujourd’hui, qui est d’environ 25 TWh :
Solaire photovoltaïque : 11,1 TWh (c.à.d. 45% de la production d’électricité nucléaire en Suisse aujourd’hui)
Energie éolienne : 4,3 TWh (17%)
Biomasse : 1,2 TWh (5%)
Géothermie : 4,4 TWh (18%)
Stations d’épuration et usines d’incinération des ordures ménagères : 3,2 TWh (13 %)
Admirons en passant la précision de ces chiffres : on parle de la production d’électricité par les énergies renouvelables dans 37 ans, et avec toutes les incertitudes techniques, sociales, politiques, légales et financières on nous donne des chiffres avec décimales…Une présentation avec des marges, par exemple 3-5 TWh pour l’énergie éolienne serait plus crédible. Passons….
En plus de ces contributions, l’énergie renouvelable traditionnelle, l’hydroélectricité, est appelée à fournir un effort supplémentaire de 3,2 TWh en 2050. Le pompage-turbinage[13] doit lui augmenter de 5,4 TWh.
Les nouvelles énergies renouvelables contribueraient ainsi en tout 97 % de la production électrique nucléaire d’aujourd’hui. Il s’avère que c’est un peu juste, car il faut tenir compte que la production et la consommation sont très variables en cours de journée et en cours d’année, et il faudra recourir à des centrales au gaz ou à des importations notamment pendant le semestre d’hiver, et davantage dans les années intermédiaires 2030-2040.
Comme dit plus haut, le message du Conseil Fédéral ne donne pas de détails sur l’origine des chiffres cités plus haut sur le potentiel des énergies renouvelables (voir note 7).
Les principales mesures prévues par la Confédération pour promouvoir les énergies renouvelables sont notamment l’amélioration du système actuel de rétribution du courant renouvelable à prix coûtant, la simplification des mesures d’autorisation, la reconnaissance de l’intérêt national des territoires se prêtant à l’exploitation des énergies renouvelables, la modernisation du réseau, une assurance des risques de forage de la géothermie profonde, un soutien à des projets pilote et à la recherche[14].
Regardons de plus près ce que ces chiffres représentent concrètement, en se basant sur les sources disponibles, notamment l’excellent rapport de l’Académie Suisse des Sciences (ACA , 2012)
Solaire photovoltaïque :
Pour le solaire photovoltaïque, on compte avant tout sur les panneaux que l’on peut installer sur les bâtiments nouveaux et existants, et sur les surfaces impropres à d’autres usages (bords d’autoroutes, voies de chemins de fer, places de parc, surfaces industrielles désaffectées, surfaces impropres à l’agriculture etc). Il n’y a pas de projets de construire des grandes centrales semblables à ce que l’on a construit dans d’autres pays, notamment aux US dans les déserts.
Pour se faire une idée de la contribution potentielle de l’électricité photovoltaïque précisons que pour produire 1 TWh (4 % de la production nucléaire aujourd’hui) avec les panneaux actuels, il faut environ 8,3 km2 de panneaux. La contribution actuelle (2011) est de 0.149 TWh (0.6 %). Les surfaces des bâtiments qui s’y prêtent (environ 100-150 km2 de surfaces) correspondraient à un potentiel théorique de 12 à 18 TWh. Et il faut ajouter les autres surfaces citées plus haut. La contribution prévue par le mesage du Conseil Fédéral est de 11,1 TWh, soit une surface d’environ 92 km2.
En fait les incertitudes sont assez grandes, notamment sur les surfaces disponibles. Swisstopo est en train de dresser un inventaire détaillé et en trois dimensions du domaine bâti en Suisse, ce qui permettra de réduire considérablement l’incertitude. Une autre incertitude provient de l’amélioration attendue du rendement énergétique des panneaux photovoltaïques ce qui diminuerait d’autant les surfaces nécessaires[15], ou augmenterait la production. Selon certains experts, avec les 92 km2 cités plus haut on pourrait en 2050 produire près de 20 TWh d’électricité.
Le taux de croissance moyen annuel nécessaire pour arriver à 11,1 TWh en 2050 à partir de ce qui existe aujourd’hui est d’environ 12%, ce qui paraît à première vue assez raisonnable (ce taux est actuellement beaucoup plus élevé) mais évidemment les derniers 12%, en 2049, ne seraient pas faciles. Il faudra prendre de l’avance ! On modélise ce développement par des courbes logistiques (PSI, 2006), qui ont des augmentations en pourcents rapides au début, et de plus en plus lentes avec le temps. Par contre couvrir en principe la grande majorité des surfaces disponibles en Suisse par des panneaux photovoltaïques n’est pas une mince affaire et peut paraître difficile.
La difficulté principale du photovoltaïque s’il est installé à l’échelle envisagée ici est l’énorme quantité d’électricité produite par ce système à midi un jour d’été (voir DETEC 2012b, p.474). Il serait nécessaire de développer de très grandes capacités de stockage, et les solutions à ce problème ne sont pas connues à ce jour, même si le pompage-turbinage peut y contribuer une partie importante. Mais il faudra construire de nouvelles retenues d’eau à cette fin.
Le coût de production du kWh photovoltaïque a baissé très rapidement ces dernières années et est d’environ 30-50 cts aujourd’hui. Il devrait descendre assez rapidement vers 15-20 cts.
Energie éolienne :
La problématique de l’énergie éolienne est assez simple. Une grande éolienne produit aujourd’hui environ 0.005 TWh par an. Pour produire 1 TWh (4 % de la production nucléaire aujourd’hui) il faut installer 200 grandes éoliennes. La contribution actuelle de l’énergie éolienne est de 0,074 TWh (0.3 %) .
Il est difficile de dire, étant donnée l’opposition fréquente des populations concernées, quelle serait une contribution raisonnable. On la chiffre selon différentes sources à 2-4 TWh, ce qui correspond à 400- 800 grandes éoliennes. La contribution prévue par le message du Conseil Fédéral est de 4,3 TWh (17%). L’association Suisse Eole préconise 6 TWh en 2035 déjà (il faudrait 120 parcs éoliens de 5 à 10 éoliennes). Où les mettre ? Certains préconisent de les mettre partiellement en forêt, mais évidemment elles seront plus grandes que les arbres : on les verra quand même. Si le chiffre de 800 éoliennes paraît élevé, il faut mentionner que le Land allemand de Rhénanie-Palatinat, qui est deux fois plus petit que la Suisse, a déjà installé 1200 éoliennes aujourd’hui, dont un nombre appréciable (une centaine) en forêt.
Les difficultés principales de ce type d’énergie, sont le stockage (le vent souffle très irrégulièrement) et l’acceptation par les populations directement concernées. L’exemple récent du rejet d’un parc d’éoliennes par les populations des communes de Daillens et Oulens en est une illustration actuelle. Il faudra évidemment changer les règles du jeu.
Le coût de l’électricité éolienne est actuellement d’environ 15-25 cts par kWh.
Biomasse :
La problématique de l’énergie tirée de la biomasse est complexe[16], et je vais m’en tenir à l’essentiel. La contribution potentielle de l’énergie de la biomasse peut être estimée à 34 TWh[17], ce qui fait que si toute cette énergie était utilisée dans des installations de chaleur-force, on arriverait à un potentiel d’environ 12-15 TWh d’électricité (48 à 60 %) , ce qui est évidemment très significatif. La part la plus importante de ce potentiel provient du bois ( 13 TWh d’énergie, 4,5 à 5,6 TWh d’électricité (18 à 22 %)) , ce qui est encore loin d’être négligeable. Aujourd’hui le potentiel de 34 TWh est utilisé à hauteur de 27 % environ, et, comme le montre les chiffres ci-dessous, essentiellement pour la production de chaleur.On a (DETEC,2011)[18] :
- les contributions de la biomasse dans les UIOM (Usines d’incinération des ordures) : 0,94 TWh d’électricité, 1,5 TWh de chaleur ;
- les contributions de la biomasse dans les STEPS (Stations d’épuration) 0,12 TWh d’électricité, 0.3 TWh de chaleur ;
- la chaleur produite par des installations de chauffage au bois : 6,4 TWh de chaleur.
La contribution des UIOM et des STEPS n’est pas appelée à augmenter beaucoup dans l’avenir, car elle est déjà très développée aujourd’hui, et est intrinsèquement limitée. Il y a plusieurs pistes pour développer la production d’électricité à partir du bois. On peut passer par la production de biogaz, c’est l’option principalement retenue par la Stratégie 2050. On pourrait aussi promouvoir la transformation des petites centrales de chauffage au bois en mini-centrales chaleur-force, ce qui aurait l’avantage additionnel de produire de l’électricité renouvelable en hiver, à consommer sur place. Pour étendre les capacités de la ressource bois, on pourrait développer une gestion plus systématique, industrielle en quelque sorte, des forêts, en vue de la production d’énergie. Pour se faire une idée plus précise, notons que pour produire 1 TWh d’électricité à partir du bois seul, il faudrait en produire environ 3 TWh de chaleur, ce qui exigerait qu’une surface d’environ 1500 km2 soit gérée industriellement exclusivement à cet effet (il y a environ 12'000 km2 de forêts en Suisse).
Il y a de nombreux problèmes à l’utilisation extensive du bois, dont le prix assez élevé et des problèmes de pollution.
La contribution prévue par la Stratégie 2050 est de 1,2 TWh d’électricité (5%) pour la biomasse en général (sans les Steps, les UIOM et le biogaz ), ce qui paraît quand même un peu timide par rapport au potentiel de 12-15 TWh cité plus haut.
Géothermie :
La géothermie profonde (plusieurs kilomètres de profondeur) peut produire de la vapeur à température suffisante pour produire à la fois de l’électricité et de la chaleur. Le potentiel théorique de cette technologie est gigantesque (7200 TWh de chaleur, 240 TWh d’électricité) et sa mise en valeur devrait suffire pour assurer largement les besoins en électricité et en chaleur de la Suisse à l’avenir. La mise en valeur de la géothermie n’est pas nouvelle et a été utilisée dans des lieux favorables (Islande, US, Philippines, Italie), mais à partir de sources chaudes existantes et accessibles (dans des zones volcaniques). Il est intéressant de noter qu’il s’agit en fait d’énergie nucléaire, car la chaleur des profondeurs de la Terre provient en grande partie de la désintégration de noyaux radioactifs (uranium, thorium, potassium). Nous sommes assis sur un gigantesque réacteur nucléaire fourni par la nature, parfaitement sûr et inépuisable, et il suffirait de gérer une petite partie de la chaleur produite pour satisfaire à nos besoins….Mais, il n’y a pas aujourd’hui de connaissances suffisantes pour faire des perspectives fiables. Il y a un grand besoin de recherche et de projets pilote, et plusieurs Hautes Ecoles s’apprêtent à renforcer leur programmes de recherches dans ce domaine. Les études pilote sont prévues pour des projets de l’ordre de 0,02 TWh, ce qui équivaut à 4 éoliennes. Il faudrait donc environ 220 de ces projets pour fournir les 4,4 TWh prévus par le message du Conseil Fédéral, un gros effort.
Le coût du kWh électrique est estimé à 7-15 cts, ce qui est supportable, mais dans lequel on ne tient pas compte des puits « secs », qui n’atteignent pas les couches géologiques favorables[19]. Un des gros avantages de la géothermie est qu’elle produit de l’électricité de façon continue, contrairement au photovoltaïque et à l’éolien. Il faut cependant souligner le caractère préliminaire des études faites jusqu’à présent. Il faudra attendre une dizaine d’années au moins pour avoir une idée plus claire du potentiel de la géothermie.
Un des risques majeurs de la géothermie profonde est le déclenchement possible de petits tremblements de terre, tels qu’ils se sont produits à Bâle et près de St Gall récemment.
Distribution et stockage
Le stockage de l’électricité dans la perspective d’un développement important de l’éolien et du photovoltaïque présentera un problème important, car l’énergie électrique ne sera pas nécessairement produite au moment où on en aura le plus besoin. Beaucoup de méthodes sont à l’étude : l’extension des capacités de pompage-turbinage bien sûr. Mais l’hydrogène pourrait jouer ici un rôle important, et cette possibilité est sérieusement étudiée, en parallèle avec l’utilisation de l’hydrogène pour différentes applications, notamment dans le transport. On parle aussi de batteries et d’air comprimé. Une contribution importante pourrait être apportée par une gestion intelligente de l’électricité, par exemple dans la réfrigération : on refroidit à une température plus basse que nécessaire au moment où l’électricité est abondante, et on coupe au moment où l’électricité manque. Cette idée amène au concept plus général de « Smartgrid » : dans ce concept, les producteurs, les distributeurs et les consommateurs sont reliés entre eux par un réseau rendu intelligent grâce aux technologies informatiques. Il est dès lors possible d’adapter automatiquement la consommation aux capacités instantanées de production, notamment en décalant certaines consommations flexibles en dehors des heures de pointe. Il faut souligner aussi les problèmes de distribution du réseau électrique : aujourd’hui connecté à des sources localisées et importantes, le réseau devra se fournir, dans la perspective esquissée dans la Stratégie 2050, à un très grand nombre de sources dispersées sur tout le territoire. Ceci implique une reconstruction partielle du réseau, et donc des investissements considérables. Mais selon une étude récente, le réseau électrique suisse est relativement ancien, et nécessite de toute manière une rénovation qui couvre presque entièrement les frais cités ci-dessus.
Le coût total des énergies renouvelables
Evidemment, le remplacement du nucléaire actuel par des énergies renouvelables aura un coût. Ce coût est évalué dans le rapport d’experts à environ 5 cts par kWh en 2050 (le coût du kWh passerait de 7 cts aujourd’hui à 12 cts en 2050)[20]. Ce coût devra être supporté par le consommateur. Mais il ne faut pas oublier dans ce contexte que le remplacement des centrales nucléaires actuelles par des centrales de troisième ou quatrième génération entraînerait aussi une augmentation substantielle du coût de l’électricité nucléaire. Sans compter une réévaluation possible des coûts de démantèlement, qui ont été jusqu’ici, selon certains, sous-évalués. Le Conseil Fédéral a d’ailleurs proposé très récemment de demander aux producteurs de faire un effort financier supplémentaire.
CONCLUSIONS
Quelles conclusions faut-il tirer de ce bref survol ? En examinant les ordres de grandeur on voit que la diminution de la consommation d’énergie fossile représente 124 TWh alors que la production d’électricité renouvelable est de 25 TWh. Quantitativement c’est bien la diminution des énergies fossiles qui domine la Stratégie 2050 et c’est donc cette fameuse division des émissions de CO2 d’un facteur quatre pour lutter contre le réchauffement climatique qui domine le problème. Mais alors, dira-t-on, pourquoi ne pas simplement faire confiance au nucléaire et oublier tout çà ? C’est techniquement possible mais quand on compare 124 TWh (la diminution envisagée) et la production d’une grande centrale nucléaire (7-10 TWh) il faut envisager la construction d’un nombre respectable de centrales. Ceci était bien d’ailleurs la perspective implicite de la Conception Globale de l’Energie de 1978 (pour d’autres raisons d’ailleurs), mais un tel programme est aujourd’hui politiquement impensable[21].
C’est donc dans ce sens qu’il faut considérer le problème : pour lutter contre le réchauffement climatique il faut aller vers une utilisation optimale de l’énergie et vers un développement maximal des énergies renouvelables, il n’y pas d’autre solution[22]. Mais on ne peut pas aller vers une société d’utilisation optimale de l’énergie et de développement des énergies renouvelables sans inclure l’électricité dans cette politique. Y a-t-il contradiction entre une politique de diminution des émissions de CO2 et la politique d’abandon du nucléaire ? Cela dépend. En Allemagne par exemple, pays dans lequel une partie considérable de l’électricité est produite par des énergies fossiles (charbon et lignite) il y a vraiment un choix : faut-il utiliser cette électricité renouvelable pour fermer des centrales nucléaires, ou des centrales fossiles, ou les deux dans une proportion à déterminer ? En Suisse par contre, la situation est différente, car la production d’électricité fossile est négligeable. On doit bien sûr en priorité utiliser l’électricité dans des domaines qui permettent de diminuer les émissions de CO2 (pompes à chaleur et voitures électriques), et c’est bien ce que prévoit la Stratégie 2050. Cela fait, il est évident que fermer des centrales nucléaires en développant l’électricité renouvelable ne change pratiquement rien pour les émissions de CO2. Il n’y a donc pas en Suisse de contradiction entre les deux objectifs de la Stratégie 2050 : réduire les émissions de CO2 et abandonner le nucléaire. Sur le plan européen, la situation est différente mais il reste que les économies d’électricité et le développement d’électricité renouvelable représentent actuellement le moyen le plus efficace de limiter les émissions de CO2 car sur le plan européen l’électricité est produite en majorité par des centrales fossiles. Par contre il faudrait peut-être concevoir une politique de réduction simultanée et équilibrée entre électricité nucléaire et électricité d’origine fossile.
Remarquons ici que le problème de l’approvisionnement en électricité renouvelable est discuté comme si la Suisse était seule au monde : rien sur les possibilités de développement d’énergies renouvelables à l’étranger que nous pourrions importer sous la forme d’hydrogène par exemple, ou par des « autoroutes électriques » depuis le Nord de l’Europe et ses champs d’éoliennes. Et pourtant l’existence d’un réseau européen se fait d’ores et déjà sentir sur le marché suisse : ainsi le pompage-turbinage, source importante de profits dans le passé, est aujourd’hui confronté au milieu de la journée à une concurrence significative par le solaire allemand. A cela il faut ajouter qu’une stratégie telle qu’elle nous est proposée n’est concevable que si d’autres pays la suivent également. L’expérience faite ces dernières années montre que cela n’est possible que si l’économie est prospère ; dès que des difficultés économiques apparaissent les considérations environnementales s’effacent de l’agenda politique.
La Stratégie 2050 est-elle raisonnable ?
Le scénario sur lequel se base cette stratégie est un « Zielszenario », un scénario défini par un certain nombre de buts à atteindre. Les buts principaux poursuivis, la diminution drastique des émissions CO2 et la production de la plus grande possible d’électricité renouvelable, sont éminemment raisonnables. Par contre si on juge la stratégie par les hypothèses faites, alors il faut bien admettre que certaines de ces hypothèses sont à la limite du praticable ou au-delà. Il suffit de relire par exemple les hypothèses faites pour les sources d’électricité renouvelable ou les économies de chauffage pour voir à quel point le scénario retenu est difficile et même peut-être extrême. La suppression de l’énergie nucléaire est un sujet plus sensible, et quantitativement d’importance secondaire. Pour certains l’énergie nucléaire est indispensable et il faut la développer, même s’il y a eu des accidents, pour d’autres l’énergie nucléaire est trop dangereuse, et il faut s’en passer. Le peuple suisse décidera, et probablement en plusieurs fois.
La Stratégie 2050 proposée par le Conseil Fédéral est-elle praticable ?
En ce qui concerne l’électricité renouvelable, si on veut maintenir les objectifs, il faudra sans doute en cours de route modifier certaines orientations. On demande me semble-t-il[23] beaucoup à l’énergie photovoltaïque (pratiquement toutes les surfaces favorables sur les bâtiments nouveaux et existants à l’horizon 2050, ce qui paraît à la limite du praticable même si on tient compte des autres surfaces disponibles), mais on est beaucoup plus timide avec l’énergie éolienne et avec le bois. Le bois est vraiment le grand oublié de toutes ces perspectives… Mais l’énergie-clé sera peut-être l’énergie géothermique. Si ses potentialités s’avèrent décevantes le programme de sortie du nucléaire proposé par le Conseil Fédéral risque d’être difficile : il faudra vraiment utiliser l’énergie en général et l’électricité en particulier avec beaucoup d’intelligence et de parcimonie. Si les promesses de la géothermie s’avèrent réalistes, alors on va peut-être au-delà de 2050 vers un avenir relativement facile et ma foi assez élégant où l’énergie nécessaire nous est fournie par la fournaise qui se trouve sous nos pieds. En conclusion, dans la partie qui concerne l’électricité on peut dire qu’il sera sans doute difficile, mais possible, de produire suffisamment d’électricité renouvelable pour se passer du nucléaire, si on en décide ainsi. Produire cette quantité d’électricité de cette manière posera de nombreux problèmes aux ingénieurs et à la politique d’aménagement du territoire et de protection de la nature et du patrimoine, mais ces problèmes sont solubles, j’en suis convaincu.
Par contre diviser les émissions de CO2 par quatre en l’espace de 35 ans paraît complètement hors d’atteinte quand on examine attentivement les hypothèses qu’il faut faire pour y arriver. Imaginer que l’on puisse dans quelques années construire et rénover en Suisse avec des normes proches de l’énergie zéro pour tous les bâtiments est à mon avis complètement irréaliste. Il est intéressant dans ce contexte de considérer l’exemple de l’Allemagne. Dans ce pays, de 2006 à 2011, la consommation totale, la consommation des ménages et la consommation d’électricité n’ont pratiquement pas changé , ni d’ailleurs les émissions de CO2 qui ont cependant légèrement diminué. Il faut souligner que stabiliser ces consommations et diminuer un peu les émissions de CO2 est déjà une performance.
Par contre la production de nouvelle électricité renouvelable (éolien, photovoltaïque, biomasse) a bondi, de 2006 à 2012 de 47 à 110 TWh alors que l’électricité nucléaire a baissé de 167 à 99 TWh. Conclusion : il est beaucoup plus facile de produire de l’électricité renouvelable que diminuer la consommation l’énergie.
Les difficultés rencontrées pour diminuer les émissions de CO2 n’ont rien à voir avec les décisions sur l’électricité : dans le scénario proposé par le Conseil Fédéral, on prévoit d’exploiter au maximum les pompes à chaleur et les voitures électriques. L’électricité ne peut pas donner plus dans ce laps de temps. Je pense que ce facteur quatre, s’il est accessible, le sera à plus long terme, peut-être cinquante ou huitante ans, le temps par exemple pour la géothermie de se développer en plein, avec de vastes réseaux de chauffage à distance connectés à cette source d’énergie, et pour les voitures à essence d’avoir complètement disparu de la circulation. Il faut aussi mentionner l’espoir qu’une gestion intelligente et économe de l’énergie puisse être assurée à long terme par des systèmes informatiques « intelligents » (voir le projet Smart Living de l’EPFL à Fribourg).
Dans un des premiers chefs-d’œuvre de la science-fiction, Chroniques Martiennes, paru en 1945 (BRA, 1945), Ray Bradburry décrit une société martienne parfaitement harmonieuse : paix des martiens avec eux-mêmes, paix avec les autres, beauté de tout, harmonie parfaite avec la nature. Les hommes arrivent sur la planète après avoir saccagé la Terre et, après un début hésitant, saccagent Mars aussi. Je suis de ceux qui pensent qu’un avenir « martien tel que Mars était avant l’invasion est indispensable si on veut que l’humanité survive longtemps dans un cadre agréable. Après avoir analysé les grandes lignes de la Stratégie 2050, je peux dire qu’un avenir « martien » n’est pas seulement indispensable mais peut-être aussi possible, du moins en Suisse et dans le domaine de l’énergie. Mais ce sera difficile et il faudra peut-être dans une certaine mesure réapprendre les vertus de la sobriété, et c’est probablement là le fond du problème.
REFERENCES
ACA (2012) Zukunft Stromversorgung Schweiz, Académie suisse des sciences; http://proclimweb.scnat.ch/portal/ressources/2436.pdf
BRA (1945) The Martian Chronicles, Simon and Schuster, 2012.
CF (2013) Message relatif au premier paquet de mesures de la Stratégie énergétique 2050 , http://www.news.admin.ch/NSBSubscriber/message/attachments/31937.pdf
CSE (1978) La conception suisse de l’énergie.
DETEC (2011) Schweizerische Statistik der erneuerbaren Energien Ausgabe 2011 OFEN.
DETEC (2012a) Rapport explicatif concernant la Stratégie énergétique 2050 ; http://www.admin.ch/ch/f/gg/pc/documents/2210/Strategie-energetique-2050_Rapport-expl_fr.pdf
(DETEC, 2012b) Die Energieperspektiven für die Schweiz bis 2050 (Prognos)
(GAR, 1979) André Gardel Energie, Economie et Perspectives Pergamon 1979
GESE (1988a) Energieszenarien, Hauptbericht.
GESE (1988b) Perspectives de la demande d’énergie en Suisse, 1985-2025 Annexe1 : inputs essentiels.
GESE (1988c) Perspectives de la demande d’énergie en Suisse, 1985-2025 Annexe2 : Arguments scientifiques et techniques pour l’utilisation optimale de l’énergie.
PSI (2005) Neue erneubare Energien und neue Nuklearanlagen : Potenziale und Kosten
[1] <email-pii>
[2] Dans la suite de mon texte, je référerai à ces documents par l’expression Stratégie 2050 ou Message du Conseil Fédéral.
[3] En fait un facteur de 3,5 à 4,9 selon les scénarios de production d’électricité fossile. J’ai retenu le facteur 4 car dans le message du Conseil Fédéral, on semble donner la préférence à une réduction de 42 Mio de tonnes en 2010 à 10,5 Mio de tonnes en 2050 (CF, 2013, p. 95), et un facteur 4 est souvent cité dans ce contexte : pour ne plus augmenter les émissions de CO2 sur le plan mondial et laisser de la place aux pays en voie de développement, il faut que les pays développés diminuent leurs émissions d’un facteur 4 (au moins).
[4] Pour un service déterminé, par exemple une certaine intensité d’éclairage, l’efficacité énergétique est d’autant plus grande que la quantité d’énergie pour assurer ce service est faible.
[5] Auquel j’ai eu l’honneur de participer.
[6] Auquel je me réfèrerai par la suite par l’expression Rapport d’experts.
[7] Le rapport d’experts de Prognos se base essentiellement sur l’étude très approfondie mais un peu datée publiée par le PSI en 2005 (PSI, 2005), qui propose une vaste palette de scénarios possibles, calculés selon des méthodes relativement abstraites (courbes logistiques), sans justifications concrètes. Le rapport de Prognos ne justifie guère son choix de scénarios ou de chiffres.
[8] Dans cet article j’utiliserai uniquement le kWh (kilowattheure) et le TWh (Térawattheure) comme unités d’énergie. Le TWh est une unité d’énergie assez considérable, qui vaut 1 milliard de kilowattheures, et qui est plutôt adaptée à l’énergie électrique. A 10 ct le kWh , 1 TWh vaut 100 Mio de francs, et correspond à 100 Mio de litres d’essence, car un litre d’essence contient environ 10 kWh d’énergie. Dans les statistiques de l’énergie on utilise plutôt le PJ (pétajoule) lorsqu’il s’agit d’énergie en général, et le TWh lorsqu’il s’agit d’électricité, ce qui crée parfois un peu de confusion. Un TWh vaut 3,6 PJ. Les chiffres donnés dans cet article concernant les consommations d’énergie se réfèrent toujours à des consommations annuelles.
[9] Dépendant du type de bâtiment, et de l’apport du solaire passif.
[10] Le rythme des rénovations doit passer graduellement de 1% par an à 2% par an.
[11] L’utilisation de voitures électriques permet d’économiser de l’énergie, car elles sont plus économes en énergie, et évidemment en CO2. La part des voitures électriques se monterait à 70% des voitures neuves en 2050.
[12] voir les détails dans (CF, 2013)
[13] Le pompage-turbinage tire profit de la capacité de stockage des retenues alpestres : on fait monter l’eau vers le haut (pompage) quand l’électricité est bon marché et on produit de l’hydro-électricité (turbinage) quand celle-ci se vent plus cher. Selon la Stratégie 2050, l’électricité utilisée pour le pompage doit passer de 2,56 TWh en 2010 à 7,54 TWh en 2050. Cette électricité est ensuite restituée, avec des pertes.
[14] voir les détails dans (CF, 2013)
[15] Le rendement des panneaux photovoltaïques est aujourd’hui typiquement de 14-16%. Or il existe aujourd’hui déjà sur le marché des panneaux qui ont un rendement de 20%.
[16] pour un bon résumé, voir (DETEC, 2012b) p. 636
[17] (DETEC, 2012b) p. 638
[18] Il s’agit dans ces chiffres de la contribution de la biomasse dans la production des UIOM et STEPS, dont la production totale est supérieure à ces chiffres.
[19] La Confédération prévoit d’ailleurs de subventionner ce risque.
[20] (DETEC, 2012b) p. 608
[21] L’idée d’un développement massif de l’énergie nucléaire était courante dans les années 70. Des études prévoyant 5000 à 10000 centrales de 1000 MW (1 GW) en 2010 sur le plan mondial et peut-être 30000 à 50000 en 2050 n’étaient pas rares. Voir par exemple (GAR, 1979). Il y a aujourd’hui 370 GW de puissance installée dans le monde. On est loin des 10000 GW prévus.
[22] Une conclusion partagée par la Commission européenne, pour laquelle l’amélioration de l’efficacité énergétique est prioritaire dans tous les scénarios de décarbonisation.
[23] L’opinion des experts n’est pas unanime à ce sujet, certains pensent que l’énergie photovoltaïque peut être développée à fond, peut-être même plus que prévu dans la Stratégie 2050.