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La mutation de l’industrie de l’énergie – souvent appelée transition énergétique dans les médias – est en Suisse surtout une mutation de l’industrie de l’électricité. Mais l’électricité ne représente que 25,1 pour cent de la consommation finale d’énergie (2014). La plus grande part revient aux carburants avec 36,1 pour cent. Les combustibles pétroliers ont une part de 15,4 pour cent, le gaz de 13,0 pour cent.
En Suisse, la production d’électricité repose toujours sur les deux piliers traditionnels que sont l’énergie hydraulique (56,5 pour cent) et l’énergie nucléaire (37,9 pour cent). L’énergie solaire atteint une part de 1,2 pour cent (2014), les installations de biogaz et la géothermie chacune de 0,4 pour cent et l’énergie éolienne de 0,1 pour cent.
L’énergie nucléaire est, d’une part, produite dans cinq réacteurs nationaux et, d’autre part, importée de France en vertu de contrats à long terme. Sur les centrales nucléaires nationales, une n’est actuellement pas raccordée au réseau (Beznau 1). Une deuxième (Mühleberg) sera définitivement déconnectée du réseau en 2019 par son exploitant BKW. Le premier paquet de mesures de la Stratégie énergétique 2050 du Conseil fédéral qui doit être adopté par le Parlement cet été prévoit la poursuite de l’exploitation des centrales nucléaires existantes aussi longtemps qu’elles pourront être exploitées en toute sécurité. Aucune nouvelle centrale nucléaire n’est prévue. Les contrats de fourniture avec la France viendront à expiration dans les prochaines années.
L’énergie hydraulique demeurera la principale source d’électricité en Suisse. Parallèlement, il est prévu de développer surtout l’énergie solaire. Les parts de l’énergie éolienne, de la géothermie et de la production d’électricité à partir du biogaz devraient aussi augmenter.
Le développement des énergies renouvelables est encouragé en Suisse par la rétribution à prix coûtant du courant injecté (RPC). Celle-ci est financée par un supplément sur le prix de l’électricité qui est actuellement de 1,3 centimes par kilowattheure et qui devrait passer à 2,3 centimes après l’entrée en vigueur du premier paquet de mesures. Le Conseil fédéral entend progressivement, à partir de 2021, remplacer la RPC par un système de primes tel que la Suisse en connaît déjà avec la taxe sur le CO2.
Le marché suisse de l’électricité est très fortement influencé par le développement des énergies renouvelables dans les pays voisins et surtout en Allemagne. Leur injection massive sur le réseau a entraîné une forte baisse des prix de gros de l’électricité en Europe. Par ailleurs, l’injection de courant d’origine solaire à midi a fait baisser le prix jusqu’alors très élevé de l’électricité à cette heure de la journée. La fourniture d’électricité hydraulique aux heures de pointe a longtemps été une spécialité des centrales à accumulation suisses.
Parallèlement à la mutation de l’industrie de l’énergie, le marché suisse de l’électricité est en voie de libéralisation. Depuis 2009, les gros consommateurs dont la consommation dépasse 100 000 kilowattheures par an peuvent choisir leur fournisseur. La date à laquelle le marché de l’électricité sera également ouvert aux autres consommateurs n’a pas encore été fixée.
L’énergie hydraulique est la colonne vertébrale de l’approvisionnement de la Suisse en électricité. La force hydraulique traditionnelle est utilisée dans les moulins à eau depuis deux millénaires et a été le moteur de l’industrialisation de la Suisse dans des régions telles que l’Emmental, le Toggenburg et le Tösstal. La force hydraulique moderne s’est développée avec l’électrification à la fin du 19ème siècle. Les premières centrales ont été construites au bord des fleuves: à Chèvre sur le Rhône dans le canton de Genève et à Rheinfelden. Progressivement, on a aussi utilisé les ressources hydrauliques dans les Alpes. La ville de Zurich a ainsi construit avec des communes grisonnes, à partir de 1907, la centrale de l’Albula près de Sils. En 1908, l’utilisation de la force hydraulique a été nationalisée par une votation populaire. C’est ainsi que sont nés les entreprises cantonales d’électricité et les réseaux d’interconnexion. Les grands barrages ont été construits surtout après la Seconde Guerre mondiale, comme celui de la Grande Dixence à partir de 1950 et, à partir de 1957, celui de Mauvoisin, tous deux dans le Valais. Tous les projets n’ont pas été réalisés. Ainsi, le projet d’immersion de la vallée de l’Urseren a été abandonné après des protestations à Andermatt. Dans les années 70, le développement des centrales hydrauliques était quasiment achevé. En parallèle, on a construit les centrales nucléaires.
Aujourd’hui, les 1500 centrales hydrauliques produisent environ 55 pour cent de la consommation suisse d’électricité. La plus grosse part vient des grandes centrales: 90 pour cent de l’énergie hydraulique suisse proviennent de centrales de plus de 10 mégawatts. Par contre, plus de 900 centrales n’atteignent même pas une puissance 300 kilowatts.
La plus petite partie de l’électricité hydraulique est produite dans les centrales au fil de l’eau qui couvrent 24,8 pour cent de la consommation (2014). La majeure partie de l’énergie hydraulique (31,7 pour cent) est fournie par les centrales à accumulation et donc au moment où on en a le plus besoin. Les centrales de pompage-turbinage, dans lesquelles l’eau est repompée dans les bassins d’accumulation pour produire à nouveau de l’électricité, ne représentent qu’une petite partie de l’ensemble.
L’industrie suisse de l’électricité développe actuellement ces centrales de pompage-turbinage. Ainsi, Axpo est en train d’étendre la capacité de la centrale de pompage-turbinage de Limmern dans le canton de Glaris de 480 mégawatts à 1 480 mégawatts. La centrale souterraine pompera l’eau du lac Limmernsee pour la transférer dans le lac Muttsee qui se trouve à une altitude de 630 mètres. La mise en service de la centrale de pompage-turbinage est prévue pour 2016. Alpiq, IWB et les CFF construisent pour leur part la centrale de pompage-turbinage de Nant de Drance dans le Bas-Valais. Elle devrait être mise en service fin 2018 avec une puissance de 900 mégawatts.
Les centrales de pompage-turbinage peuvent remplir une importante fonction de stockage en ces temps de production croissante d’énergie décentralisée. Mais elles coûtent cher. 2,1 milliards de francs ont été investis dans la centrale de pompage-turbinage de Limmern, 1,8 milliards de francs dans celle de Nant de Drance. Ces investissements doivent être rentables, ce qui n’est pas le cas actuellement. C’est pourquoi certaines entreprises ont suspendu leurs investissements dans les centrales de pompage-turbinage, par exemple KWO sur le lac du Grimsel et Repower pour le projet «Lago Bianco» dans le Val Poschiavo supérieur.
L’énergie hydraulique suisse souffre du prix de gros, historiquement bas, de l’électricité en Europe. Les centrales à accumulation, en particulier, souffrent du faible écart entre le prix le plus élevé et le plus bas de l’électricité. L’ancien modèle économique, basé sur la production d’électricité à partir de l’eau surtout aux heures de pointe du milieu de la journée, a été affaibli par l’énergie solaire. Un nouveau modèle économique, qui préserve l’importance de l’énergie hydraulique compte tenu de la part croissante des énergies décentralisées volatiles, n’est pas encore en vue.
Le paysage énergétique traditionnel de la Suisse est caractérisé par de grandes centrales qui produisent beaucoup de courant à un endroit. Les centrales nucléaires et les centrales au fil de l’eau fournissent du courant en continu. Les centrales à accumulation fournissent de l’électricité de manière flexible, quand les besoins en énergie sont plus élevés.
Les énergies renouvelables, en revanche, produisent de l’électricité de manière discontinue et décentralisée. Ainsi, le photovoltaïque couvre seulement 1,2 pour cent de la consommation électrique suisse – mais avec 48 000 installations (fin 2014) qui sont réparties dans toute la Suisse. Les 34 grandes installations éoliennes, d’une puissance totale de 60 mégawatts, couvrent pour leur part 0,2 pour cent de la consommation de courant. Mais elles aussi produisent dans une large mesure de manière décentralisée. En outre, l’énergie solaire n’est produite que le jour, l’énergie éolienne que quand le vent souffle.
Mais le courant devra aussi circuler de manière continue à l’avenir. Pour cela, il faut adapter en permanence l’offre à la demande. Un moyen d’y parvenir est de stocker l’électricité provenant des sources renouvelables. Des hautes écoles et des entreprises suisses travaillent à de telles solutions. Ainsi, les Usines d’électricité du canton de Zurich (EKZ) et ABB à Dietikon ZH testent ensemble un grand accumulateur d’une puissance maximale d’un mégawatt. La Haute école technique de Rapperswil mène avec 26 partenaires dans six pays européens, dont Regio Energie Solothurn, la Société suisse de l’industrie du gaz et des eaux, l’EPFL de Lausanne et l’EMPA, des recherches sur le stockage d’énergie dans le réseau de gaz naturel. L’idée est de dissocier l’eau en hydrogène et oxygène à l’aide de l’énergie renouvelable excédentaire. Le fabricant de piles Leclanché, fondé en 1909, propose des cellules lithium-ion pour des utilisations aussi bien industrielles que domestiques. La TiBox est spécialement conçue pour le stockage de l’électricité issue d’installations photovoltaïques.
L’équilibre entre l’offre et la demande ne s’obtient pas seulement avec des mesures techniques. Dans l’industrie de l’énergie traditionnelle, la production s’adaptait à la consommation. Dans la nouvelle industrie de l’énergie, la consommation s’adapte aussi à la production. A cet effet, Swissgrid, la société nationale pour l’exploitation du réseau, qui exploite les lignes à haute tension, a créé un marché pour l’énergie de réglage. Les grands consommateurs d’énergie peuvent ainsi gagner de l’argent en réduisant leur consommation d’énergie quand la demande totale sur le réseau est élevée. Des entreprises comme BKW permettent même aux petits consommateurs – par exemple les propriétaires de chauffe-eau – de participer à ce marché; BKW se charge de regrouper la consommation de ces nombreux petits consommateurs. Même des entreprises étrangères au secteur, comme Swisscom, participent à ce marché de l’énergie de réglage.
L’intégration des énergies renouvelables impose donc de nouvelles exigences au réseau électrique. Celui-ci ne transporte pas seulement du courant des producteurs vers les consommateurs, mais régule aussi de plus en plus la consommation. D’une voie à sens unique, le réseau devient une voie à double sens: un foyer équipé de panneaux photovoltaïques sur le toit injecte du courant dans le réseau à midi et en prélève le soir. Ou inversement: une grande installation frigorifique se connecte au réseau quand l’offre de courant est élevée et se déconnecte quand elle devient insuffisante.