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Une Suisse autonome et neutre en CO2 serait possible en 2050
Des scientifiques de l'EPFL et de la HES-SO Valais ont modélisé le système énergétique Suisse sous les contraintes hypothétiques de la neutralité carbone et de l'indépendance énergétique à l'horizon 2050. Les résultats montrent que ces deux contraintes peuvent être respectées tout en réduisant les coûts du système énergétique d'environ 30% par rapport à 2020.
Un système énergétique suisse neutre en carbone et indépendant en 2050 est théoriquement réalisable en utilisant les ressources locales d'énergie renouvelable actuellement inexploitées. Ce système serait même moins coûteux que le système énergétique du pays en 2020 modélisé avec les mêmes hypothèses, avec des réductions de coûts allant jusqu'à 30-32 %. Telles sont les conclusions d'une étude approfondie menée par l'EPFL et la HES-SO Valais, qui pourrait ouvrir la voie à un plan renforcé visant à accroître les investissements nationaux dans les énergies propres.
Bien que théoriquement possible, l'indépendance totale du système énergétique suisse n'est pas un objectif en soi. La contrainte de neutralité carbone d'ici 2050 est toutefois alignée sur le texte de la loi fédérale sur les objectifs de protection du climat (soumise à la votation suisse en juin 2023).
Les scientifiques ont néanmoins décidé d'utiliser leur modèle, le cadre de modélisation multi-énergie et multi-secteur EnergyScope, pour pousser la Suisse vers un état d'indépendance énergétique totale afin de garantir théoriquement la sécurité de l'approvisionnement et de calculer ultérieurement les impacts des importations et des exportations. Le modèle a généré des options d'investissement optimales en termes de coûts qui satisfont les demandes de la société suisse définie comme les ménages, le transport et l'industrie et se concentre sur le rôle de l'infrastructure existante ou renforcée.
Les chercheuses et chercheurs du groupe Industrial Process and Energy Systems Engineering (IPESE) de la Faculté des Sciences et Techniques de l'Ingénieur de l'EPFL, dirigé par François Maréchal, ont constaté que pour atteindre les objectifs susmentionnés, la Suisse devrait augmenter la production d'électricité photovoltaïque (PV) et éolienne et qu'un optimum économique pourrait être atteint en couvrant 60% de la surface des toits de la Suisse avec des systèmes photovoltaïques.
"La Suisse dispose encore d'un potentiel solaire photovoltaïque largement inexploité dans les zones déjà construites. L'optimum économique pourrait être atteint si moins de deux toits sur trois sont couverts. La prochaine étape consiste à déterminer quels sont les toits les plus appropriés", explique Jonas Schnidrig, doctorant à l'EPFL et à la HES-SO Valais, premier auteur de la récente étude publiée dans Frontiers in energy research.
Étant donné que le soleil brille plus intensément en été, mais que le vent souffle plus intensément en hiver, il est nécessaire de trouver le bon équilibre entre la production d'électricité et le stockage saisonnier pour répondre à la demande d'énergie suisse à tout moment, en particulier pendant la saison hivernale. L'étude suggère que la production solaire dominant en été pourrait être équilibrée de manière optimale par un déploiement de la capacité éolienne, produisant principalement en hiver avec l'hydroélectricité et la biomasse. Elle montre également qu'il existe de nombreuses solutions équivalentes et évalue leur sensibilité aux incertitudes liées aux coûts. Les modèles révèlent l'interdépendance des options et l'impact des choix technologiques sur les autres investissements et sur l'infrastructure.
Les scientifiques concluent que “la principale différence réside dans la nature des coûts : le système énergétique suisse actuel repose principalement sur des importations (bon marché) plutôt que sur des investissements. Le consommateur paie donc et dépend de l'utilisation de ressources et de technologies qui sont effectivement investies et exploitées en dehors de la Suisse", explique François Maréchal. "En revanche, le futur système que nous avons modélisé est basé sur l'investissement local, l'utilisation de nos propres ressources, et semble être le choix le plus économique et le plus résilient à long terme."
Schnidrig Jonas, Cherkaoui Rachid, Calisesi Yasmine, Margni Manuele, Maréchal François
On the role of energy infrastructure in the energy transition. Case study of an energy independent and CO2 neutral energy system for Switzerland
Frontiers in Energy Research, volume 11, 2023
DOI=10.3389/fenrg.2023.1164813