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28 octobre 2015

Tract ou journal?

Mardi après-midi, est paru sur le site du Monde un article intitulé Le nucléaire, une solution pour le climat ?, signé par Pierre Le Hir. A priori, on s'attendrait à une comparaison des émissions de CO₂ entre diverses technologies, mais en fait, il semble bien qu'il s'agit en fait de relayer la parution d'un argumentaire anti-nucléaire par diverses associations opposée à cette technologie. En effet, la structure de l'article est composée d'une introduction où on parle de la position d'EDF, puis un corps où l'argumentaire des opposants est développé, pour terminer pour citer le GIEC, mais surtout dans ses remarques les plus négatives.

Évidemment, le nucléaire ne règlera pas à lui tout seul le problème des émissions de CO₂ et du réchauffement climatique, mais comme personne ne prétend qu'une technologie peut y parvenir seule, la question est plutôt de savoir s'il peut apporter quelque chose. On peut alors se retourner vers quelques faits simples. Tous les ans, l'AIE publie un inventaire mondial des émissions de CO₂ venant de la production d'énergie, ainsi que son résumé, gratuit et accompagné d'un tableur. La dernière édition disponible aujourd'hui, celle de 2014, recense les émissions de 2012. On y constate une différence d'émissions de 4 tonnes de CO₂ par habitant entre la France et l'Allemagne, dont 3.3 pour le seul poste «production de chaleur & d'électricité». La source de cette différence est bien connue: en Allemagne, presque 50% de la production d'électricité est assurée par du charbon et les 2/3 à partir de combustibles fossiles, alors qu'en France, les moyens décarbonnés assurent plus de 90% de la production et le nucléaire entre 75 et 80%. Comme on peut le constater, cette expérience montre que le nucléaire a bien le potentiel de réduire substantiellement les émissions dans certains pays, et non des moindres! CO2_FRvsDE.jpg

Un autre argument avancé est que le nucléaire émet lui aussi du CO₂. Ce n'est pas faux: lors de la construction, on a besoin de ciment et d'acier, qui nécessitent d'émettre du CO₂ pour les produire. Afin de comparer tous les effets, le concept d'émissions sur le cycle de vie a été développé. Il s'agit de comptabiliser toutes les émissions qui ont servi à produire de l'énergie, du début de la construction à la démolition. Le GIEC fournit dans le résumé technique de la partie sur les solutions possibles au problème du réchauffement climatique le graphe suivant p41 (coupé pour ne tenir compte que des technologies actuellement disponibles). LCA_technos.jpg On constate que le nucléaire est parmi les moins émetteurs: la médiane des études le met à égalité ou presque avec l'éolien. On est donc bien en peine de trouver le moyen de production d'électricité qui produirait vraiment moins de CO₂ par unité d'énergie, ce qui est quand même l'essentiel pour lutter contre le réchauffement climatique. Le solaire phovoltaïque, par exemple, émet plus que le nucléaire, ce qui ne l'empêche pas d'être apprécié par les opposants au nucléaire. C'est à peine si l'auteur de l'article mentionne cela, tout au plus il mentionne que le GIEC classe le nucléaire parmi les sources à faibles émissions de carbone.

Les autres problèmes du nucléaire existent bien, mais aucun des problèmes des alternatives ne sont exposés. Par exemple, nulle mention du problème de l'intermittence de l'éolien ou du solaire. Le scénario de l'ADEME qui prévoit un mix électrique 100% renouvelable est mentionné, sans dire que certaines technologies nécessaires n'existent pas à l'heure actuelle. Enfin, quand on mentionne les problèmes d'acceptation par la population, c'est évident que tout dépend de la perception qu'en ont les gens … qui serait peut-être améliorée par une information impartiale qui éviterait de n'instruire qu'à charge.

Cet article semble donc être avant tout une reprise de la communication des associations anti-nucléaires. Même pour un «compte-rendu», on serait tout de même en droit d'attendre que les inexactitudes dans leurs positions ne soient pas relayées complaisamment. Et qu'à la question posée dans le titre, on apporte la véritable réponse que les faits appellent: Oui, le nucléaire est une solution pour le climat, mais seulement partielle et s'il devient mieux accepté et moins cher!

2 mai 2015

Le scénario d'électricité 100% renouvelable de l'ADEME

Médiapart a publié sur son site un pré-rapport d'une étude commandée par l'ADEME sur la faisabilité d'une production d'électricité totalement renouvelable en France. Par la suite, devant cette fuite, l'ADEME n'a guère eu d'autre choix que de publier elle-même ce document provisoire sur son site web. Ce post concerne le contenu de ce document, et il fait suite à celui concernant d'autres scénarios de production électrique 100% renouvelable (ou quasiment).

Comme explique dans le post précédent, le scénario de l'ADEME peut s'appuyer sur des précédents et ne sort pas de nulle part. En fait, pour faire le scénario le plus crédible possible, on peut déduire de ces précédents les choses suivantes:

  1. L'éolien terrestre va constituer la première source d'électricité. La production est répartie tout au long de l'année avec en moyenne un surplus en hiver, ce qui ressemble à la consommation. De plus, c'est aujourd'hui la source renouvelable d'électricité la moins chère aujourd'hui; les baisses de prix à prévoir pour en faire l'acteur dominant peuvent se révéler faibles. La France bénéficie aussi d'une situation relativement favorable du point de vue de l'intermittence avec une forte différenciation entre les régimes de vent au sud (Mistral et Tramontane) et au nord (vents d'Ouest venant de l'Atlantique). En supposant une amélioration de la technologie, le facteur de charge — la quantité produite rapporté au maximum possible — augmente à conditions météorologiques constantes, ce qui limite les besoins de stockage ou de lignes THT.
  2. Comme l'éolien ne suffit pas à lui tout seul, il faut lui adjoindre une autre source: en général, le photovoltaïque est indiqué car on peut en installer un peu partout, sur les toits dans le pire des cas. Comme une baisse des prix importante s'est produite ces dernières années, il suffit de prolonger la tendance pour obtenir des prix bas. Cependant, le photovoltaïque et l'énergie solaire en général présentent 2 gros défauts: la production est concentrée l'été et en milieu de journée ce qui provoque des pics de production.
  3. En conséquence, il va falloir mobiliser de la demande mobile au cours de la journée ou de la semaine. En invoquant un mix de smart grid, de chauffage électrique et de voitures électriques, comme dans le scénario du Fraunhofer Institut, c'est réalisable. Il faut cependant rester à des puissances déplaçables raisonnables sous peine de paraître peu crédible.
  4. Pour compléter la gestion dynamique de la demande, il faudra du stockage. En effet, il est impossible de s'affranchir totalement de l'intermittence rien qu'avec le solaire et l'éolien: pour passer les périodes sans vent ni soleil, il faudrait construire énormément plus de capacités de production que l'énergie totale consommée ne le nécessite. Il faut aussi limiter cette composante, car cela coûte cher, tant en production qu'en argent. De ce côté, la France présente un atout avec ses lacs de barrage qui permettent de limiter cet appel au stockage.
  5. Construire des lignes THT et se reposer sur le commerce international est aussi utile: c'est une façon relativement économique d'éponger les surplus et de remplir les creux. Une nouvelle fois, une minimisation des besoins est importante, non pas tant à cause des coûts que de l'opposition générale que la construction de ces lignes suscite
  6. Enfin, évidemment, il faut que les coûts des technologies favorisées soient présentés comme plutôt faibles, sinon le scénario ne semblerait pas très intéressant.

Le scénario de référence

Pour sélectionner la répartition entre technologies ainsi que la répartition spatiale des installations, un logiciel d'optimisation est utilisé pour minimiser les coûts totaux avec en entrée les coûts de chaque technologie par région ainsi que les coûts des lignes THT à installer. Les puissances à installer sont calculées région par région, les réseau THT est optimisé en minimisant les liens entre régions. Les conditions aux bornes sont que la situation commerciale de la France est neutre — autant d'imports que d'exports sur l'année — avec une capacité d'import-export fixée à l'avance au niveau actuel, que le stockage est équilibré sur l'année — autant d'entrées que de sorties — et que la consommation totale annuelle est de 422TWh.

Pour couvrir cela dans le scénario de référence, environ 106GW d'éolien et 63GW de solaire PV sont installés pour compléter les installations hydro-électriques déjà présentes aujourd'hui, 3 GW de bois ainsi que diverses technologies plus ou moins obligatoires à présenter (solaire à concentration, géothermie, ordures ménagères …) mais qui n'ont aucun impact substantiel sur le résultat de la simulation. Le réseau THT modélisé a une capacité de 68GW, une augmentation a priori raisonnable de 30% par rapport à ce qui serait nécessaire aujourd'hui selon le même modèle. Le stockage est représenté par les 7GW de stations de pompage — plus ou moins ce qui existe déjà en France —, 12GW nouveaux de stockage court terme ainsi que 17GW de stockage long terme sous forme de méthane pour servir l'hiver. On peut voir la répartition complète pour les moyens de production «primaires» ci-dessous, ainsi que la répartition de la production qui en découle. mix_install_reference.jpg mix_prod_reference.jpg

Comme on peut le voir, l'éolien sous ses diverses formes représente l'essentiel de la production primaire avec environ les 2/3 du total, l'éolien terrestre en assurant plus de la moitié à lui seul. Le solaire PV et l'hydraulique se partagent quasiment le reste à part presque égales avec une petite place pour les autres technologies. L'importance de l'hydraulique permet à ce scénario de partir sur des bases plus sympathiques que ceux étudiant l'Allemagne: avec les autres technologies renouvelables plus ou moins pilotables ou fonctionnant de façon continue, presque 25% de la demande est couverte. L'importance du stockage n'apparaît pas sur ces graphes — dommage! Mais la façon de le gérer est la principale innovation, me semble-t-il, de cette étude et ce qui permet de la rendre réaliste. En effet, les études passées en revue dans le post précédent achoppent sur deux points: s'il n'y a qu'un seul moyen de stockage adaptable, la puissance installée augmente fortement pour aller chercher l'ensemble du surplus dans les heures de forte production intermittente. En conséquence, le facteur de charge finit par baisser de façon dramatique ce qui fait exploser les coûts: une bonne partie des installations est de fait à l'arrêt toute l'année ou presque. Si on ne met pas de stockage, on doit alors utiliser du réseau à foison, ce qui finit par devenir irréaliste à cause de l'impopularité des lignes THT.

Le stockage est réparti en 3 classes: le court terme, le moyen terme (pompage) et le long terme (méthane). Un des points les plus importants est que le stockage de long terme coûte plus cher que les autres et il faut absolument en minimiser la puissance installée. De même pour les autres, même s'ils sont modélisés avec un coût nettement plus faible, les faire tourner le plus possible minimise les coûts totaux. Pour minimiser la puissance installée de l'entrée et de la sortie en stockage de long terme, l'étude autorise largement le recours aux transvasements entre stockages ainsi que le recours aux importations, même pour le remplissage (cf par exemple les figures 53 et 54 p44). On peut dire que c'est un succès: le facteur de charge de la transformation électricité vers gaz est d'environ 40% avec des mois où elle tourne en permanence comme le mois de juin (cf figure 72 p67) et pour le mois de février, c'est la sortie qui fonctionne à plein régime tout le mois. La flexibilité du stockage associé à son coût raisonnable est à mon avis ce qui explique, avec la proximité des coûts des technologies utilisées, le tir groupé sur les coûts qu'on constate dans l'étude. Cette façon de gérer le stockage permet aussi de limiter la gestion de la demande à une dizaine de GW. Associé aux 30GW de stockage, ça permet d'absorber l'ensemble des à-coups tout en restant dans une zone qui semble à peu près réaliste: c'est la première étude 100% renouvelable que je lis qui entre dans cette catégorie.

Le scénario de référence est complété par des variantes ou des concurrents:

  1. Un scénario où la demande est plus forte: 510 TWh contre 422TWh. C'est le 3e pire cas au niveau des coûts à cause de l'usage de certaines des technologies les plus chères qui sont écartées de ce fait du scénario de référence. Mais on reste à 5% du coût au MWh du scénario de référence, contrairement à ce que disent les titres (cf plus bas).
  2. Un scénario où il y a moins d'hydroélectricté disponible. En conséquence, c'est plus cher car il faut à la fois installer des moyens de production supplémentaires, accompagnés d'un peu de stockage et de réseau. Le MWh est 3% plus cher que dans le scénario de référence.
  3. Un scénario où les énergies marines sont nettement moins chères. Surprise: le coût au MWh est moins élevé en conséquence (-5%). Ça permet de constater que quand les prix baissent, on paie moins cher. C'est un scénario qui pourra laisser un peu d'espoir aux partisans de ces énergies, dont les perspectives sont pratiquement inexistantes si elles restent aussi chères et que le stockage baisse ses prix comme prévu par le scénario de référence.
  4. Un scénario où le coût des lignes THT est doublé. C'est le pire cas au niveau des coûts au MWh (+8%)! Ça s'explique par le fait que la simulation se met à installer des moyens de production chers et à renforcer le stockage. Combiné au dernier scénario, ça montre que le NIMBY est potentiellement très toxique pour les énergies renouvelables électriques (cf plus bas).
  5. Un scénario où on accepte 5% d'électricité non-EnR fabriquée en France et un autre où on en accepte 20%. Ces scénarios permettent de s'apercevoir que le stockage, même avec les hypothèses les plus optimistes ne fait pas vraiment le poids face aux combustibles fossiles, même frappés par un prix du carbone de 100€/tonne. Le scénario avec 80% d'EnR est le moins cher à coût du capital constant (-6%). Le stockage de long terme disparaît totalement au profit des turbines à gaz: c'est peut-être la meilleure preuve qu'il est très difficile de se débarrasser des combustibles fossiles. Les combustibles fossiles remplissent actuellement la fonction qui est dévolue au stockage de long terme, puisque le stockage d'énergie est juste une sorte de tas avec des choses à brûler quand on besoin d'énergie
  6. Un scénario avec 40% d'EnR où le nucléaire apparaît en force. Arrive à rester moins cher malgré le prix du nucléaire dans la fourchette haute des énergies: le stockage est quasi-totalement éliminé à part le pompage, le réseau est fortement diminué, ce qui compense le coût du nucléaire.
  7. Un scénario sans solaire PV. C'est un des plus chers (presqu'autant que le scénario haute consommation), car il faut recourir aux énergies marines — les plus chères de l'étude — et augmenter les capacités de stockage. Cette variante montre le côté relativement complémentaire du PV avec l'éolien.
  8. Un scénario sans éolien avec de grands rotors. Un peu plus cher (+2%), il suffit juste de jouer à la marge sur le PV, le réseau et le stockage. Cette variante montre à mon sens — même s'il est difficile d'en être sûr vue qu'elle n'est pas très détaillée — que la flexibilité du stockage permet d'amortir le profil plus intermittent.
  9. Un scénario avec un taux d'actualisation de 2%, extraordinairement faible. Sans surprise, c'est le moins dispendieux des scénarios: quand des moyens de production à coûts fixes sont financés presque gratuitement, c'est forcément moins cher!
  10. Un scénario où l'éolien terrestre est plafonné à 47GW environ, soit 2 fois moins que l'optimum de la simulation, et le PV de grandes dimensions à 24GW, une baisse d'un tiers. C'est le 2e scénario le plus cher (+7%) car ce sont les moyens de production les moins chers de l'étude. Il faut recourir aux énergies marines pour combler le manque. Dans ce scénario, le NIMBY est un gros problème pour tout le monde, y compris pour bâtir le réseau (cf variante 4.) d'où sa forte toxicité potentielle.

Les problèmes du document

Le premier problème de ce document, c'est qu'il n'est pas fini. Outre qu'il n'y a pas de résumé et qu'on peut facilement noter la présence de coquilles et de phrases bizarres, cela donne sans doute lieu à un contre-sens. Une des conclusions du rapport est que la maîtrise de la demande est un élément clé pour limiter le coût (titre p84) mais que les contraintes d'acceptabilité liées au réseau ne sont pas un obstacle (titre p86) ou encore que de fortes contraintes d’acceptabilité sociale sont compatibles avec un mix 100% renouvelable (titre p81). Ces phrases sont assez attendues dans un rapport de ce type, qui est après tout souvent commandé pour montrer la faisabilité du scénario étudié et relayer ce que pense le commanditaire. Mais en fait, la figure 77 (p71, oui, il faut suivre) qui sert de base à la publicité pour la maîtrise de la demande est fausse: le MWh ne coûte pas 151€ dans le cas de la haute consommation mais 125€ comme indiqué p112 dans le dernier tableau ainsi que dans la discussion p85. La différence est due au fait que sur la figure 71, le coût total est divisé par une consommation fixe de 422TWh et non par la consommation de la variante… D'ailleurs si on lit le dernier tableau pour les coûts totaux — qui paraît coller avec les hypothèses, lui — on voit que toutes les variantes, sauf une, se tiennent dans ±8% du scénario de référence. L'exception est le cas où le coût du capital est de 2%. On peut trouver la répartition des coûts pour certains scénarios sur le graphe ci-dessous: cout_MWh3_annote.jpg

Que l'augmentation de la consommation ne soit pas un gros problème découle en fait des hypothèses prises. Régulièrement des études sur le potentiel des énergies renouvelables trouvent qu'il y a potentiellement assez d'énergie à capter pour couvrir les besoins de consommation de n'importe quel pays développé. Donc tant que les gisements d'énergie peu chères ne sont pas épuisés, l'augmentation du volume d'énergie produite n'est pas un problème de coûts. C'est donc naturellement que dans le scénario à forte consommation, où les énergies chères sont peu utilisées, que le coût de production de l'électricité «primaire» augmente dans des proportions raisonnables (+6%). D'ailleurs, il est important de remarquer que la contradiction dans le discours plaidant à la fois pour de fortes économies d'énergie et assurant que les énergies renouvelables vont devenir peu chères très bientôt: les économies d'énergies ne sont nécessaires que si toutes les sources d'énergies sont chères dans le cas contraire, elles ne servent que comme une sorte d'assurance contre une forte hausse des prix. gisements_utilises.png Par contre, ce qui pourrait se produire, c'est une forte hausse des besoins de stockage et de renforcement du réseau. On note effectivement une augmentation du coût du stockage dans le scénario à haute consommation … mais la modélisation du réseau, qui inclut des frais fixes, a pour conséquence que le scénario à haute consommation a les coûts de réseau par MWh consommé les plus bas! Les deux se compensent à peu près et on touche là à une des limites de la simulation.

En effet, le modèle suppose que le coût du réseau de distribution jusqu'aux lignes haute tension de 63 et 90kV est supposé fixe (p69). Or, plus il y a de moyens de production décentralisés, comme l'éolien ou le solaire PV, plus il faut renforcer le réseau, de la basse tension aux lignes haute tension, et non seulement les lignes THT pour le transport à grande distance. En effet, le solaire PV sur toiture est branché sur le réseau de distribution mais la puissance produite dépasse facilement la puissance couramment consommée pour une habitation, les grandes centrales solaires et l'éolien sont souvent connectés au réseau haute tension. L'étude ignore donc ce poste de coûts, pour être réellement représentatif, il aurait sans doute ajouter un petit quelque chose. C'est en tout cas ce que laisse penser un document de la Dena allemande dont on peut simplement extraire un graphe, en se rappelant que le réseau basse tension est tout de même moins cher au km que les lignes THT: expansion_reseau_allemand.jpg

Quant aux prix, il est important de se rappeler que ce sont les hypothèses de départ et non les conclusions de l'étude: en d'autres termes, le mix final et les coûts donnés à la fin dépendent directement de ces paramètres. Or, il s'avère que les projections à long terme sont dans le domaine de l'énergie le plus souvent fausses; il n'est qu'à voir la qualité des prévisions en ce qui concerne le prix du pétrole. Les hypothèses prises sont résumées par les figures suivantes: prix_sources_enr.jpg prix_stockage.jpg Il est aussi important de connaître le taux d'actualisation pris pour estimer ces coûts: 5.25%. Malheureusement, pour des installations de production, le taux le plus souvent choisi est 8%, en sus de l'inflation. C'est par exemple le taux pris par la Cour des Comptes et EDF pour évaluer les coûts du nucléaire actuel. Avec un taux aussi bas, et en prenant pour base une note du Syndicat des Énergies Renouvelables, on trouve qu'actuellement avec un taux de 5.25%, l'éolien devrait coûter aux alentours de 60€/MWh… La note du Syndicat des Énergies Renouvelables, venant en réponse à un rapport de la CRE trouvant en substance que les rentabilités étaient trop élevées, malgré un rythme d'installation atone, montre que peu sont prêts à investir avec une rentabilité aussi faible. D'un autre côté on voit des technologies fort chères ou quasiment inexistantes baisser radicalement leurs prix. C'est ainsi le cas de sources comme la biomasse ou l'éolien en mer. L'éolien en mer a fait l'objet d'appel d'offres et le prix est ressorti à environ 200€/MWh (sans compter l'indexation) par deux fois. De même les technologies de stockage sont actuellement quasi inexistantes, une seule existe vraiment: les stations de pompage. Dans ce cadre, la technologie de conversion par électrolyse semble se voir attribuer une baisse de prix d'un facteur 4 par rapport à ce qui attendu pour une construction aujourd'hui. Quant au stockage de court terme, il s'agit selon les propres termes du rapport d'une méta-technologie. Pour le dire simplement, il s'agit donc bien là d'hypothèses, qui servent de point de départ à la simulation: en déduire qu'un système 100% renouvelable serait bon marché est une erreur de logique, le système est à un prix raisonnable si ces hypothèses se vérifient.

Le nucléaire se voit attribuer un prix de 80€/MWh pour un facteur de charge de 80%. Avec l'utilisation réelle, le prix ressort d'ailleurs plutôt à 85€/MWh soit environ 30% de plus que l'éolien terrestre dans le modèle. Ce prix correspond grosso modo au prix de Flammanville 3 avant les derniers retards annoncés, soit 9.5G€, avec le taux d'actualisation annoncé (5.25%). La simulation avec peu d'énergie renouvelables est aussi désavantagée par divers facteurs: par exemple, il y a une limite basse pour l'installation de solaire PV sur toiture, une technologie chère dans le modèle, qu'on peut remplacer par l'alternative similaire des grandes centrales PV. Ça coûte environ 400M€ annuels avec les hypothèses du modèle, soit 1€/MWh. Ça peut sembler dérisoire, mais dans une simulation où tous les scénarios se tiennent dans quelques pourcents, ça a son importance. Mais un scénario avec 55% de nucléaire reste alors compétitif malgré le surcoût et les hypothèses de prix enthousiastes pour le stockage. Enfin, il est remarquable que le scénario le moins cher soit celui où les combustibles fossiles produisent quasiment autant qu'en 2012 … les émissions ne baissent que grâce à la fin du charbon et du fioul dans la production d'électricité. C'est la preuve s'il en fallait une qu'il sera difficile de se débarrasser des combustibles fossiles.

Quelques conclusions

Cette étude est la plus réaliste des diverses études modélisant une production d'électricité 100% renouvelable que j'aie lue. Grâce aux installations hydrauliques déjà présentes aujourd'hui et la gestion du stockage — innovante me semble-t-il — la puissance d'entrée des moyens de stockage reste limitée, de même que l'utilisation de la gestion active de la demande. La somme des deux ne dépasse pas 40GW, ordre de grandeur de la puissance moyenne consommée. On reste dans un domaine raisonnable, contrairement par exemple à l'étude du Fraunhofer Institut, où la somme des deux atteignait parfois 100GW, à peu près 2 fois la puissance moyenne consommée. Même si tout n'est pas parfait, cette étude permet de déterminer quels sont les éléments de succès ou de d'échec d'une production nationale d'électricité basée entièrement sur les énergies renouvelables. Il faut donc de l'éolien et du solaire PV abordable, une capacité d'importation intacte, du stockage peu cher et découpé en catégories d'utilisation (court terme, semaine, long terme), de la demande gérable à distance, typiquement basée sur le chauffage électrique. Les facteurs d'échec sont, à part la non-réalisation des facteurs de succès, le développement d'une réaction de NIMBY qui empêcherait la construction de nombreuses éoliennes et de lignes THT.

Comme les capacités à prévoir les inventions et les prix dans le futur sont très limitées, la question à laquelle répond cette étude est en fait: «que faut-il changer pour que la production d'électricité en France se fasse totalement à partir d'énergies renouvelables?». La réponse est donc que l'éolien terrestre doit baisser ses prix de 25%, l'éolien en mer d'un facteur 3 environ, le solaire PV d'un facteur 2, et surtout des technologies de stockage doivent apparaître et devenir compétitives. On doit aussi interdire quasiment les combustibles fossiles, faute de quoi leur utilisation ne serait pas très différente d'aujourd'hui. En outre, une gestion dynamique de la demande doit être mise en place, en grande partie basée sur le chauffage électrique — qu'on ne doit donc pas décourager — et pour le reste sur les voitures électriques — qui doivent encore se tailler une part de marché significative. Enfin, aucun mouvement de NIMBY ne doit apparaître.

Il n'est pas certain que tous ces points puissent se réaliser aisément tous en même temps: pour prendre un exemple, parmi les supporters des éoliennes, on ne trouve pas spécialement de supporters du chauffage électrique ou des lignes à haute tension. Dans un autre genre, la Cour des Comptes avait constaté que 40% des permis de construire d'éoliennes étaient retoqués par l'administration et sur ceux qui passaient ce filtre, un tiers était attaqué par des personnes privées. Au Royaume-Uni, les éoliennes sont suffisamment impopulaires pour que le parti conservateur compte en son sein de nombreux opposants à leur déploiement dans ses rangs, et cette opposition sert de justification au développement de l'éolien en mer pour lequel, d'ailleurs, l'opposition populaire aux éoliennes terrestre est en ce moment à peu près la seule justification.

Pour finir, il reste à répondre la question «Que faire à la vue de cette étude?». La réponse est en fait «pas grand-chose!». Si chercher à faire que les prix des énergies renouvelables baisse ne veut pas dire en installer massivement. En effet, elles sont aujourd'hui nettement plus chères que les alternatives. Par exemple, la position de départ de d'EDF avant négociation est de demander 55€/MWh pour l'électricité nucléaire venant d'un parc rénové, bien moins cher que ce qui est présenté dans l'étude. En conséquence, d'ici 2035, il n'y a pas besoin de changer grand-chose. De plus, certains tarifs de rachat pour les énergie renouvelables restent très élevés et produiront des effets jusque dans les années 2040, comme par exemple ceux de l'éolien en mer. Dans ce cadre, procéder à un déploiement massif dès aujourd’hui serait se faire mal tout de suite pour espérer que ça aille à peu près bien dans une trentaine d'années!

1 mai 2015

Scénarios d'électricité 100% renouvelable: quelques exemples internationaux

L'ADEME fait réaliser actuellement une étude de modélisation sur la faisabilité d'un système électrique français où la totalité de la production proviendrait d'énergies renouvelables. Une version du document résumant les conclusions de la modélisation a été publiée par Médiapart; c'est clairement une version de travail, puisqu'il n'y a pas de résumé au début du document. Cette publication du document non fini par la presse a amené l'ADEME à le publier à son tour sur son propre site. Avant de se tourner vers les résultats du scénario de l'ADEME, il peut être utile de regarder ce qu'ont donné d'autres modélisations ailleurs dans le monde car ce scénario de l'ADEME ne sort pas de nulle part.

PJM et l'Université du Delaware

PJM Interconnection est le nom d'une entreprise américaine gérant le réseau d'une partie des USA, sa zone de gestion originelle comprenait la Pennsylvanie, le New Jersey et le Maryland, d'où son nom. Au début des années 2000, elle a absorbé des réseaux électriques voisins pour s'agrandir considérablement: le réseau géré aujourd'hui comprend en sus des zones de départ la ville de Chicago, l'Ohio, les 2 Virginies, ainsi que des parties du Kentucky, de l'Illinois, du Michigan et de la Caroline du Nord. Dans son rapport annuel 2013, l’entreprise dit avoir transporté un peu moins de 794TWh annuels, avoir un pic de demande à 165GW et desservir 61M de personnes. Pour résumer, une population légèrement inférieure à celle de la France est desservie avec une consommation annuelle et un pic de puissance supérieurs de 60%.

Un papier de chercheurs de l'Université du Delaware, dont il a été question fin 2012, prétend montrer que les énergies renouvelables peuvent couvrir l'essentiel de la consommation à un coût comparable ou inférieur à celui des technologies classiques, un but finalement très proche de l'étude de l'ADEME. Les 100% d'énergie renouvelable ne sont pas atteints, mais c'est tout comme, puisqu'un scénario avec 99.9% de la consommation d'électricité couverte par les énergies renouvelables. Ce papier souffre cependant de tares certaines.

La première est celle du périmètre. La consommation prise en compte est celle de PJM entre 1999 et 2002: 31.5 GW moyens sur l'année soit à peu près 275TWh. Comme expliqué plus haut, PJM a sur son aire actuelle une consommation de l'ordre de 800TWh: la consommation prévue est 3 fois inférieure à la consommation réelle. Ce ne serait pas grave si l'aire prévue pour installer les moyens de production renouvelables était aussi réduite à l'aire ancienne de PJM mais la Figure 2 montre que les données météo utilisées couvrent toute l'aire actuelle. De fait, une division par 3 de la consommation est prévue par ce papier, sans le dire, bien sûr.

La deuxième est la surévaluation de la production à puissance installée donnée. Les puissances installées et les productions sont donnés dans le tableau n°3. On constate que dans le scénario 99.9% renouvelables, il y a 124GW d'éolien terrestre et une production moyenne de 50.3GW, soit un facteur de charge de 40%. Si on croise les données d'installations en service en Pennsylvanie avec la production constatée, on trouve qu'il est plutôt de l'ordre de 30%. De fait, à peu près toutes les études «100% renouvelables» supposent une augmentation importante du facteur de charge de l'éolien, en faisant l'hypothèse que les éoliennes de grande taille s'imposeront (et auront bien les performances attendues).

La troisième, c'est l'importance de la production jetée. La production moyenne annuelle est de 91.5GW (soit environ 800TWh) pour une consommation de 31.5GW: les 2/3 de ce qui est produit est jeté. La raison est que dans leur modèle, le stockage est cher et il vaut alors mieux construire en de multiples exemplaires que d'installer des capacités de stockage — qui sont tout de même présentes avec des véhicules électriques qui servent de réserve. En conséquence, il est assez difficile de croire que le mix choisi est moins cher que la situation actuelle comme le clament les auteurs. Ils arrivent à cette conclusion en faisant plus que tripler le prix réel payé aux producteurs avec les externalités qui ne sont pas incluses dans le prix actuel, comme les émissions de CO₂. Mais même ainsi, ça semble très difficile et reposer sur des hypothèses très optimistes de réduction des coûts. Actuellement, les coûts des énergies renouvelables font l'hypothèse que la totalité de la production est consommée et rémunérée. Si seuls 1/3 étaient véritablement utilisés et payés, les producteurs d'énergie éolienne réclameraient 3 fois plus pour couvrir leurs frais. Ainsi, la baisse des prix attendue devrait couvrir aussi les coûts de cette énergie jetée: la baisse des prix attendue est donc très forte et les consommateurs paieraient aussi nettement plus.

Energieziel 2050 d'une équipe du Fraunhofer Institut

En 2010, une équipe du Fraunhofer Institut (IWES) a publié une étude, commandée par le gouvernement allemand, sur un scénario 100% renouvelables (résumé en anglais). La totalité de l'énergie consommée en Allemagne, et non seulement l'électricité, devait provenir de sources renouvelables. Une partie du scénario était déjà écrite, puisque les besoins en énergie étaient déterminée à partir d'une étude du WWF. La caractéristique de ce modèle est que l'utilisation de combustibles en dehors des transports — provenant exclusivement de biomasse — est restreinte à moins de 400TWh, contre plus de 1300TWh actuellement, soit une réduction par un facteur supérieur à 3 (p23-24). L'électricité remplit certains besoins pratiquement exclusivement remplis par des combustibles en Allemagne, comme le chauffage des habitations. C'est accompagné de réductions de consommation extraordinaires dans ces domaines: ainsi, pour le chauffage et l'eau chaude, un gain d'un facteur supérieur à 15 est prévu, ce qui est, disons, très ambitieux. Au final, la consommation d'électricité n'est réduite que de 7% en passant d'un peu plus de 500TWh à un peu moins de 470TWh.

La stratégie adoptée dans ce scénario est de se reposer sur un petit socle d'hydraulique et de géothermie, puis d'utiliser massivement de l'éolien et du solaire photovoltaïque. Comme ce sont des sources intermittentes, les «trous» sont bouchés, dans l'ordre d'appel, par la biomasse en cogénération, les importations puis par le déstockage et enfin des centrales à (bio)gaz sans cogénération. Les surplus de solaire et d'éolien sont stockés sous forme de chaleur, dans des batteries — via la gestion de la demande — ou d'hydrogène — via des électrolyseurs avec une alternative où du méthane est stocké. Une utilisation massive de la gestion de la demande est faite, en la déplaçant dans le temps, à relativement court terme pour la plupart, même si une partie de la charge des véhicules électriques est retardée de 5 jours au maximum.

La modèle repose donc notamment sur l'installation de 60GW d'éolien terrestre, 45 GW en mer et de 120 GW de photovoltaïque. 44GW d'électrolyseurs sont utilisés pour éponger les surplus, pour être brûlés dans 28GW de centrales au gaz à cycle combiné. Quant à la demande pilotée, elle peut passer de 0 à plus de 50GW en environ 12h, ce qui n'est pas rien quand on sait que la consommation totale de 470TWh équivaut à une puissance moyenne d'environ 54GW. Les auteurs obtiennent la production globale décrite dans la figure ci-dessous (p98), dans le cas du stockage de l'hydrogène (le cas du méthane est identique à ceci près que 7TWh de pertes de conversion supplémentaires sont contrebalancés par autant d'imports): IWES_H2_prod.jpg

On constate que, comme pour le papier de l'Université du Delaware, le facteur de charge de l'éolien terrestre a été boosté par rapport à l'existant: il atteint 32% pour un facteur de charge constaté qui a rarement dépassé les 20% jusqu'à présent.

Pour ce qui est de la modulation de la demande et de la vitesse de démarrage des électrolyseurs, on peut se rendre compte de ce que ça donne en été en regardant le graphe ci-dessous (p86): il ne faut pas se rater! La courbe de demande totale, le trait plein rouge décolle de la demande incompressible (pointillés) de 50GW en moins de 12h. Les électrolyseurs sont parfois sollicités pour leurs 44GW dans un laps de temps encore plus réduit. On constate aussi qu'il n'y a pas de charge pour les véhicules électriques la nuit: tout se passe de jour. Pour donner deux éléments de comparaison, la différence entre la consommation à 6h du matin et 9h du matin en juin en France est de 12GW, le pic record de consommation de 102GW de 2012 avait une hauteur d'environ 10GW comparé aux heures avoisinantes: les auteurs demandent là au réseau de supporter une pente de consommation à peu près double d'aujourd'hui pendant une durée nettement plus longue. IWES_profil_ete.jpg

Côté stockage, les électrolyseurs nécessaires n'existent pas aujourd'hui. D'abord parce que la production d'hydrogène se fait essentiellement à partir de combustibles fossiles aujourd'hui, mais aussi parce que les électrolyseurs actuels sont plutôt faits pour fonctionner en permanence. Or, on leur demande dans ce scénario d'être disponibles toute l'année mais de ne tourner que l'équivalent de 25% du temps. C'est sans doute possible, mais le fait que les électrolyseurs soient aussi peu répandus aujourd'hui pointent vers un coût certain, voire de réelles difficultés techniques. Ce scénario souffre aussi de la présence de sources «magiques», comme la géothermie ou les imports d'énergie renouvelable. La géothermie est aujourd'hui réservée à des situations géologiques spéciales comme celles de l'Islande ou de la Californie dont il ne semble pas que l'Allemagne se rapproche. Ailleurs les coûts semblent très élevés et le potentiel finalement faible. Mais pourtant c'est une source qui produit dans ce scénario 10% du nécessaire à puissance constante. De même, le profil des importations fait plutôt penser à des centrales thermiques classiques (à combustibles fossiles) qu'à des productions renouvelables.

le SRU et les chemins vers l'électrique 100% renouvelable

Le SRU — littéralement le Conseil des Experts sur les Questions Environnementales — est une émanation du gouvernement allemand, établi comme son nom l'indique pour le conseiller sur les politiques environnementales. En 2011, il a publié un document dont le but est de montrer comment bâtir un système électrique 100% renouvelable (version en allemand). Plusieurs scénarios sont évoqués: l'un qui repose sur une autosuffisance totale de l'Allemagne, sans échanges avec les voisins; un deuxième fait l'hypothèse que 15% des besoins allemands peuvent provenir de Norvège, un dernier repose sur un réseau incluant l'Europe et l'Afrique du Nord, similaire au défunt Desertec.

Ce scénario prévoit des installations étudiées selon des considérations de coûts. Seulement, dans des projections à long terme, les prix sont toujours sujet à caution. Ils le sont particulièrement dans ces scénarios où l'éolien en mer devient moins cher que le terrestre en 2050. Comme on peut le constater sur le graphe de la p77, quelqu'un a peut-être un peu abusé de la fonction exponentielle. En effet, pour l'éolien terrestre devienne plus cher que le marin, il faut que le surplus de production marine compense les surcoûts importants de construction en mer, de déplacement pour entretien, etc. Franchement, ça ne paraît absolument pas crédible. SRU_prices.jpg

Avec un éolien en mer à 42€/MWh, celui-ci figure en bonne place dans tous les scénarios, avec 73GW installés qui produisent 317TWh. À partir de là, il est possible de construire des scénarios où les renouvelables produisent 700TWh annuels à un prix de 115€/MWh quand il n'y a pas d'échange (cf Table 3-5 p98). Mais il existe un moyen de réduire encore les coûts: accepter qu'il y ait des échanges internationaux. Le rapport va même jusqu'à affirmer que à propos d'échanges entre l'Allemagne (p95-96):

A simple model for such cooperation is an energy supply network comprising Germany, Denmark, and Norway (or Sweden), whose interchange and reciprocal dependency even the most hardened skeptics would have to admit will entail little or no risk in terms of ensuring a reliable electricity supply.

Des esprits forts pourraient se dire que tout dépend des quantités à échanger voir à importer. Avec 500TWh, les 15% représentent 75TWh; quand la consommation est de 700TWh, ça représente 105TWh. À titre de comparaison, les exportations (nettes) françaises en 2014 — une excellente année de ce point de vue — représentent 65TWh: avec de tels volumes, l'Allemagne deviendrait le premier importateur mondial d'électricité. Accessoirement, la production électrique norvégienne de 2012 était d'un peu moins de 150TWh: ces importations représenteraient entre la moitié et les 2/3 de la production actuelle de la Norvège, source de ces importations! Il est possible que les Norvégiens ne voient pas forcément d'un très bon œil la construction massive de barrages que cela suppose. Mais dans ce cas, c'est miraculeux (p107): le prix moyen dans le cas d'une consommation de 700TWh est de 72€/MWh, certes deux fois plus élevé que le prix spot actuel … mais moins cher que ce que paie un ménage allemand entre la production «standard» et la taxe EnR. En passant, les capacités d'interconnexion nécessaires entre l'Allemagne sont quelque part entre 40 et 70GW (c'est à dire entre 75 et 90% de la demande moyenne). SRU_interconnect_2050_DKNO.jpg

Cela dit, le scénario pan-européen et incluant les pays d'Afrique du Nord est encore plus extraordinaire, puisque le réseau européen ressemblerait à ça: Path_EUNA_2050.png Pour mémoire, en 2010, les interconnexions de l'Europe de l'Ouest ressemblaient plutôt à ça (avec des valeurs en MW donc 1000 fois plus élevées que sur le graphe ci-dessus): interconnect_EU_2010.png Les choses n'ont pas fondamentalement changé depuis, même si une ligne entre la France et l'Espagne a été inaugurée récemment … 20 ans après que sa construction ait été décidée.

Alors, comment faire un scénario 100% renouvelables?

La lecture des ces scénarios nous renseigne sur la façon de construire un scénario de réseau électrique entièrement alimenté par des énergies renouvelables, autres que l'hydraulique. Les ingrédients semblent être les suivants:

  1. De l'éolien, de préférence en supposant que le facteur de charge va augmenter fortement, notamment en supposant que les pylônes et les rotors seront plus grands dans le futur. L'éolien a l'avantage d'être présent un peu toute l'année et d'avoir un surplus l'hiver, lorsque la consommation est plus élevée — que ce soit à cause du chauffage, de l'éclairage … ou des vacances! Son défaut principal actuel est son intermittence, l'augmentation du facteur de charge amoindrit ce problème
  2. De quoi déplacer de la demande de façon importante. En effet, pour compléter l'éolien, la technologie favorite est le solaire photovoltaïque. Il n'a échappé à personne que, comme le soleil ne brille pas la nuit, l'intermittence est très forte dès lors qu'on installe des puissances importantes. Pour éviter de gaspiller de l'énergie et profiter au maximum de la production solaire, il faut déplacer la demande de façon forte.
  3. Des interconnexions: évidemment, aujourd'hui, le stockage n'existant quasiment pas, la solution toute trouvée est d'exporter les surplus et d'importer pour combler les trous. Pour le futur, supposer que construire des lignes THT est moins cher que le stockage n'est pas une hypothèse forte. Ça permet de diminuer la puissance des installations de stockage et aussi d'exporter une partie des problèmes dus à l'intermittence. Minimiser les constructions de lignes THT est cependant une bonne idée: il n'a échappé à personne que ce sont des projets fondamentalement impopulaires et en prévoir trop serait prêter le flanc aux critiques … et plomber les coûts.
  4. Un peu de stockage de l'électricité: quoi qu'il arrive, à cause de l'intermittence du photovoltaïque et de l'éolien, il faut stocker une partie de l'énergie produite. Il faut le faire à tous les horizons de durée de façon à bien amortir les fluctuations de la production. Dans une simulation économique, il faut aussi supposer que ces moyens qui n'existent pas encore ne sont pas trop chers

Avec cela, on peut construire un système basé totalement sur les énergies renouvelables. Ce n'est donc pas une surprise de constater que le scénario de l'ADEME suit exactement ces principes.

26 octobre 2014

Vers un doublement de la CSPE

Le 15 octobre dernier, Philippe de Ladoucette, le président de la CRE était entendu par la commission d'enquête sur les tarifs de l'électricité à l'Assemblée Nationale (retranscription, vidéo). À l'occasion, la CRE rendait public deux rapports, l'un sur les tarifs régulés d'EDF et un autre sur les perspectives de la CSPE. Ce billet est consacré au rapport sur la CSPE. La CSPE est une taxe un peu fourre-tout qui sert à la fois à financer les tarifs sociaux de l'électricité, la péréquation avec les îles sous administration française (Corse, DOMs, etc.) ainsi que les tarifs de rachats divers dont ceux des énergies renouvelables. L'élément le plus remarquable de ce rapport sur la CSPE est qu'il la voit passer de 16.5€/MWh cette année à 30.2€/MWh en 2025. CSPE_2003-2025.jpg

La situation présente

Ces dernières années, avec notamment la forte hausse du prix du pétrole et la bulle du photovoltaïque en 2010, les charges à couvrir ont fortement augmenté, ce qui a provoqué l'apparition d'un déficit de plus de 4G€ qu'il va falloir résorber. Cette année, avec 16.5€/MWh, la taxe couvre les charges courantes prévues à 6.2G€. L'année prochaine, le stock de dette devrait commencer à se résorber, la CSPE étant augmentée plus vite que les charges courantes. Elle atteindra 19.5€/MWh pour des charges courantes de 17.7€/MWh. Aujourd'hui, plus de 60% des charges relèvent des énergies renouvelables et un gros quart de la péréquation, les tarifs sociaux n'en représentent que 5% environ.

La hausse des prix du pétrole a eu un impact sur le coût de la péréquation: dans les îles, les centrales sont bien souvent des centrales au fioul. De ce fait, le coût de la péréquation atteint environ 1.9G€ en 2014, en incluant les EnR de ces régions. Le plus gros poste relève des tarifs de rachats de toute sortes et aux prix les plus divers, de la cogénération — à base de combustibles fossiles… — au solaire photovoltaïque qui représentent 3.5G€ cette année pour les installations métropolitaines. Le solaire photovoltaïque de métropole absorbe à lui seul 2.1G€ de subventions. Avec 14% de la production éligible aux tarifs de rachat, ce dernier capture à lui seul 62% des subventions! L'explication de cette situation est que les subventions sont accordées sur la base des coûts de chaque type d'énergie subventionnée, sans vraiment prendre en compte l'utilité de chacune. Cette situation paraît amenée à perdurer comme le montrent les prévisions de la CRE.

La situation future

La CRE prévoit une forte hausse de la CSPE, marquée dans un premier temps par une hausse rapide dans les 3 années qui viennent pour combler la dette accumulée, puis par la mise en service de nouvelles installations. Elle devrait atteindre 10.6G€ annuels en 2025, soit une taxe de 30.2€/MWh. La trajectoire prévue figure sur le graphe ci-dessous. evolution_unitaire_2013-2025.jpg

Comme la dette accumulée va être résorbée dans les quelques années qui viennent, la hausse de la taxe unitaire s'explique par la hausse des charges courantes. Comme les tarifs sociaux restent une petite partie du coût, les raisons sont à trouver dans les 2 gros contributeurs actuels: la péréquation et les tarifs de rachat. Le coût de la péréquation passe de 1.7G€ à 2.5G€ (Figure 81 p112) soit une augmentation de 50%. La plus grosse part de l'augmentation est donc causée par l'autre poste important, les tarifs de rachat qui passent de 3.5G€ en 2014 à environ 8G€ en 2025: ils font plus que doubler. evolution_EnR_2013-2025.jpg L'essentiel des subventions va à 2 technologies en 2025: le solaire PV et l'éolien en mer. À eux deux, ils capturent 5G€ sur 8G€ de subventions. Un constat s'impose: aux conséquences de la bulle du photovoltaïque vont se superposer les conséquences des appels d'offres sur l'éolien en mer qui se sont soldés par des tarifs extrêmement onéreux, puisqu'à l'horizon 2020, l'indexation amènera le prix à 220€/MWh environ. Avec 2.1G€ annuels de subventions dédiés aux contrats photovoltaïques signés avant 2013 et qui courent sur 20 ans de production, leur coût total s'élève à 42G€. Pour l'éolien en mer, la CRE prévoit sur la durée de vie des contrats actuellement passés 38G€ de subventions (p5). On voit que ce sont des sommes du même ordre. On peut conclure que la politique menée pour soutenir le secteur des énergies renouvelables électrique ne tient absolument pas compte du coût pour le consommateur.

60% des subventions en 2025 iront à des contrats mis en œuvre après 2013, ce qui montre que la bulle photovoltaïque de 2009-2010 ne sera certainement pas la seule responsable de la forte hausse de la taxe. Les estimations de la CRE conduisent peu ou prou à un chiffres d'affaires des secteurs sous obligation d'achat de 15G€/an pour une production d'environ 85TWh, soit environ 15% de la production d'électricité française. Si EDF obtient les 55€/MWh qu'il demande pour son parc nucléaire dans le futur, le chiffres d'affaires du parc nucléaire sera d'environ 25G€ pour plus de 400TWh de production. Une nouvelle fois, on voit que les coûts des EnR sont loin d'être maîtrisés!

Par ailleurs, durant son audition, le président de la CRE a précisé que ses prévisions étaient conservatrices. En effet, les calculs ont été effectués en prenant des hypothèses qui tendent à minimiser les subventions versées:

  1. La CRE prévoit une hausse du prix spot de l'électricité. Or, comme je l'avais constaté, plus il y a d'énergies subventionnées, plus les cours ont tendance à baisser. Cependant, cet effet est assez faible: une erreur de 10€/MWh (soit environ 20%) sur le prix de gros entraîne une variation de 700M€ des charges. Cela montre une fois de plus que l'essentiel des surcoûts ne vient pas des volumes produits mais des contrats signés en faveur de technologies très loin d'être compétitives
  2. Pas de renouvellement de contrat à terme quand ce n'est pas prévu par la réglementation actuelle. Cela vaut surtout pour l'éolien. Au vu de ce qui se passe aujourd'hui avec le petit hydraulique et la cogénération, la prudence est de mise, même si une nouvelle fois, l'impact devrait être faible, étant donné que l'éolien terrestre fait partie des EnR les moins chères.
  3. Elle prévoit aussi que les installation suivent la programmation effectuée suite au Grenelle de l'Environnement, en l'adaptant suivant ce qui s'est passé depuis et en abaissant les objectifs. C'est ainsi que l'essentiel des capacités nouvelles d'ici 2025 proviennent de l’éolien terrestre, que la progression du photovoltaïque est limitée et qu'il n'y a pas de nouvel appel d'offres pour l'éolien en mer. C'est pratiquement le cas le plus favorable au consommateur.
  4. Cette hypothèse est rendue encore plus optimiste par les projets du gouvernement actuel qui tient absolument à faire baisser la part du nucléaire dans la production d'électricité et à augmenter la part des renouvelables. En tenant compte de la production hydraulique actuelle, cela voudrait dire qu'en 2025, la part de la production électriques provenant des EnR subventionnées serait de 25 à 30%, soit à peu près de 2 fois plus que ce que prévoit la CRE. Même si on ne croit pas ce que raconte le gouvernement, cela va créer une pression à la hausse car pour paraître atteindre les nouveaux objectifs, il va sans doute falloir relever les tarifs de rachat et lancer d'autres appels d'offres particulièrement onéreux.

Quelques conclusions

Il est aussi intéressant qu'aucune des modalités de soutien ne trouve grâce aux yeux de la CRE (voir p3 et suivantes). On comprend qu'à chaque fois, les tarifs lui paraissent en tout ou partie trop élevés par rapport aux bénéfices attendus et aux coûts réels de chaque technologie.

Face à une telle augmentation, il n'est pas très étonnant que cette taxe bien visible par les consommateurs-électeurs devienne un sujet digne d'intérêt pour les parlementaires. Même si le sujet de l'augmentation de cette taxe est peu abordé dans les médias, les plaintes des électeurs au sujet de leur facture doivent remonter auprès des politiques. Quand de l'autre côté les prévisions annoncent une hausse importante de la taxe, la question de l'assiette de la taxe surgit à nouveau. Il faut dire que le but officiel est de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Mais comme le gaz, par exemple, est exonéré, on voit que plus il y a d'énergies renouvelables dans la production électrique française, plus elle est taxée et plus il est en fait intéressant de se tourner vers le gaz et donc d'émettre du CO₂. Comme les coûts évalués par la CRE relèvent essentiellement de contrats déjà actés, si le gouvernement veut éviter la grogne des consommateurs d'électricité, il ne lui reste guère que l'option d'étaler les coûts sur d'autres consommateurs, comme les consommateurs de fioul et de gaz, qui à leur tour grogneront. Il n'y a donc pas vraiment d'issue favorable possible sur cette question!

Enfin, la question des bénéfices à retirer des énergies renouvelables n'est jamais ou presque abordée. Cela nécessiterait de comparer à des alternatives — par exemple, remplacer les quelques centrales à charbon françaises qui resteront après 2015 par des centrales au gaz coûterait certainement moins cher à la tonne CO₂ évitée. Les énergies renouvelables électriques sont devenues dans le débat public des buts en elles-même. Pas étonnant dans ces conditions que la distribution des subventions montre un grand laisser-aller.

1 octobre 2014

Quel contrôle des coûts pour les EnRs?

Ségolène Royal a répété à de multiples reprises à la radio dimanche dernier que les EnRs et les travaux d'isolation allaient rapporter de l'argent au lieu d'en coûter. Cela implique normalement que les coûts pour la collectivité soient contrôlés de façon à ce qu'on tire le maximum des énergies renouvelables les moins chères. En effet, utiliser les énergies renouvelables les moins chères permet d'en utiliser le maximum pour un montant donné: on maximise de cette façon le rendement des investissements.

Lors de son interview, Ségolène Royal a mentionné une famille habitant dans une habitation nouvelle dont la facture d'énergie était de 96 centimes d'euro par mois. La suite de l'entretien montrait quelle était la recette: une bonne isolation, certes, mais aussi l'installation de panneaux solaires qui permettent de toucher des subsides très intéressants qui s'élèvent dans le cas de cette nouvelle habitation à plus de 280€/MWh produit. On peut comparer cela au coût de la fourniture d'énergie dans le Tarif Bleu d'EDF, destiné aux particuliers: il était en 2012 d'environ 45€/MWh (rapport de la CRE, Figure 54, p78). La différence est évidemment payée par une taxe, la CSPE: autrement dit, si ce ménage ne paye que 96 centimes par mois, c'est que la collectivité paye le reste.

Les charges de la CSPE représentent, pour sa partie finançant les énergies renouvelables, plus de 3.5G€ cette année. Comme l'indique le site de la CRE, le montant de la taxe devrait être de 22.5€/MWh mais elle est limitée à 16.5€/MWh parce que la hausse de la taxe est limitée à 3€/MWh par an. Un déficit de plus en plus important est en train de se creuser, qu'il faudra bien combler un jour. Toujours est-il qu'on peut constater que les seules EnRs électriques réclament un financement de l'ordre de 12€/MWh dont l'essentiel va à 3 sources d'énergie: l'éolien, la biomasse et le solaire PV, ce dernier se taillant la part du lion. Ces 3 sources représentent environ 3% de la production totale d'électricité en France … pour un chiffre d'affaires global égal à 25% de l'ensemble!

En Allemagne, le montant de la taxe a explosé en quelques années à cause du rythme d'installation des panneaux solaires et l'absence de contrôle des coûts. Elle est aujourd'hui de 62.4€/MWh, soit plus que le coût des productions classiques ou encore près de 2 fois le prix spot de l'électricité en Allemagne. La taxe EnR allemande est une des raisons pour lesquelles le prix de l'électricité pour les particuliers atteint 300€/MWh. Comme on le voit, le contrôle des coût devrait constituer une partie essentielle de la politique menée si on veut préserver le pouvoir d'achat des Français — comme l'affirme Ségolène Royal. La Cour des Comptes a aussi publié un rapport très critique à ce sujet l'an dernier.

On pouvait donc s'attendre à ce que des mesures soient prises sur ce terrain. En lisant le projet de loi, on constate qu'il y en a … aucune! Il y a bien des dispositions tenant compte des demandes de la commission européenne — mais dont bien sûr l'essentiel des installations, éoliennes et solaire seront exonérées — et l'article 50 sur un comité de gestion de la CSPE qui sera chargé de faire ce que fait actuellement la CRE. C'est tout. À un député proposant une réforme, il est répondu qu'une mission d'information a été mise en place … alors que le problème est connu depuis plusieurs années: la commission sénatoriale de 2012 sur les coûts de l'électricité a déjà abordé le sujet! Que rien ne soit prévu dans ce projet de loi est donc un pur scandale. À côté de cela, Ségolène Royal continue de chanter les louanges de l'éolien en mer. L'appel d'offres de ce printemps s'est soldé par un prix d'environ 220€/MWh en 2022. Aucun compte ne semble avoir été tenu du rapport de la Cour des Comptes. Bref, le robinet est toujours grand ouvert.

Au-delà de la protection du pouvoir d'achat, un contrôle des coûts est aussi important car plus les sources d'énergies qui incluent des EnRs sont taxées, plus on favorise les autres sources. En effet, le ratio des prix devient plus favorable aux autres énergies et les effets d'éventuelles taxes carbones est neutralisé par l'inflation liée aux EnRs. Aujourd'hui, le gaz est soumis à une taxe carbone minime qui va atteindre 4.45€/MWh en 2016, soit moins de 10% du prix du gaz (hors taxes). La CSPE est de 16.5€/MWh cette année, elle atteindra donc 22.5€/MWh en 2016 soit probablement plus de 20% du prix hors taxes de l'électricité. Autrement dit, l'expansion des renouvelables décourage l'emploi d'une source peu carbonée comme l'électricité française (environ 50g de CO₂ par kWh) en faveur de l'emploi d'un combustible fossile comme le gaz naturel (environ 200g de CO₂ par kWh). L'absence de contrôle des coûts est un encouragement à émettre plus de CO₂, à rebours de tous les objectifs proclamés.

Pour conclure, le manque de dispositions visant à contrôler les coûts dus aux énergies renouvelables, notamment électriques, me semble un pur scandale. Alors que la ministre proclame urbi et orbi que son projet de loi va rapporter de l'argent, qu'elle veut faire baisser les émissions de CO₂, elle acte en approuvant des projets hors de prix et en ne prenant aucune autre mesure des incitations financières exactement inverses. Au fond, c'est significatif des buts de ce projet de loi: il ne s'agit pas tellement de développer au maximum les énergies renouvelables pour un prix raisonnable et de réduire les émissions de CO₂ par ce biais, mais d'en construire pour elles-mêmes, pour des qualités qu'on leur donne a priori, parce que cela va dans le sens de l'idéologie dominante au PS et surtout chez leur allié les Verts.

30 juin 2014

Redite

Une commission d'enquête a été organisée sur les coûts du nucléaire, avec pour rapporteur Denis Baupin, bien connu pour son opposition à cette technologie. Une commission au thème extraordinairement similaire avait été organisée au Sénat, il y a deux ans. Le résultat relevait de la la pure idéologie écologiste, s'appuyant sur des tactiques d'enfumage et n'hésitant pas à pousser le scénario où il y avait le plus d'énergies fossiles. Vue l'identité du rapporteur, on pouvait craindre une redite et on n'a pas été déçu.

Quelques mots d'abord sur le style: le rapport semble constitué principalement de citations extraites des auditions de la commission, entrecoupés par le texte du rapporteur. Il compte relativement peu de tableaux et de données comparé au rapport de la commission sénatoriale d'il y a 2 ans. On en est donc réduit à devoir faire confiance — ou pas — aux choix de Denis Baupin pour ses citations et le sens qu'il veut bien leur donner. En effet, dans la masse de propos tenus, il est certainement possible de choisir les citations pour écrire soit un rapport chantant les louanges du nucléaire, soit un rapport vouant cette technique aux gémonies. Pour savoir quelle option a été choisie, on peut se référer au passage sur le scénario énergétique qui a la préférence de Denis Baupin et regarder si l'objectivité est au rendez-vous.

Avant d'aborder le scénario qui a sa préférence, Denis Baupin a expédié le scénario prôné par EDF, certes peu crédible mais qui a le mérite pour ses dirigeants de ne pas aller frontalement à l'encontre de l'opinion proclamée de la tutelle politique. Pour le dire autrement, Denis Baupin écrit que ce scénario n'est pas probable. Et c'est donc tout naturellement qu'il titre:

B. APPROCHE 2 : UNE BAISSE DE LA DEMANDE ÉNERGÉTIQUE EST POSSIBLE, CE QUI REND INUTILE LA PROLONGATION DE L’ENSEMBLE DU PARC NUCLÉAIRE

Comme on va le voir, ce scénario n'est pas plus probable à l'heure actuelle que celui d'EDF. Autrement dit, n'ont droit à des développements que des scénarios possibles mais aucun de ceux qui apparaissent comme les plus probables. Après avoir cité un intervenant se prévalant de pouvoir déterminer le service attendu et les besoins ainsi que les consommations superfétatoires ou le gaspillage, comme au bon vieux temps du Gosplan, et un autre intervenant déplorant le faible nombre de rapports sur les économies d'énergie comparé aux rapports sur le nucléaire — tout en cherchant à démontrer sur son site l'inutilité des réacteurs nucléaires, on passe aux choses sérieuses et on aborde le fameux exemple allemand.

L’exemple allemand montre qu’une forte diminution de la consommation est possible si l’on met en place les instruments adéquats. Une étude comparative des systèmes énergétiques français et allemand publiée en 2011 par l’IDDRI et l’association Global Chance a montré que la consommation d’électricité « spécifique » – incluant les appareils électriques et l’éclairage, mais excluant le chauffage et le chauffe-eau – par habitant était au même niveau dans les deux pays en 1998. À cette date est instaurée une taxe écologique sur l’électricité dont les recettes sont affectées à l’abaissement des charges sociales sur le travail. L’Allemagne a ensuite connu une augmentation régulière des tarifs de l’électricité, liée à plusieurs effets, aboutissant à un prix du kilowattheure de 27 centimes. « À partir de 2000, l’Allemagne commence à stabiliser sa consommation d’électricité spécifique par habitant dans le logement, tandis que la courbe de la consommation française continue d’évoluer de façon quasi linéaire. En 2010, la différence de la consommation par habitant est de 15 % et de 27 % par ménage Fixer un objectif raisonnable d’économie de l’ordre de 15 % n’a donc rien de scandaleux » (Bernard Laponche).

Pour voir si tout ceci est à la hauteur des enjeux, regardons l'étude en question (p69-70) où on trouve le graphe suivant: elec_specifique_de_fr.jpg

Comme le signalent les auteurs eux-mêmes, ces chiffres n'ont pas le même degré de fiabilité que les autres indicateurs utilisés dans cet article. D’autre part, on constate en Allemagne des variations parfois importantes d’une année sur l’autre alors que la consommation d’électricité spécifique est peu soumise à des variations climatiques. Il est difficile d’expliquer les renversements de tendance observés dans le cas de l’Allemagne et il faut prendre les statistiques concernant les consommations d’électricité spécifique avec prudence.

Regardons toutefois l'impact d'une diminution de 15% de la consommation d'électricité spécifique française telle qu'elle nous est présentée. En France, il y environ 65M d'habitants, une consommation de 1200kWh par an et par habitant représente donc une consommation totale annuelle de 78TWh. En 2008, selon Eurostat, la consommation totale d'électricité en France a été d'un peu moins de 433TWh. La consommation d'électricité spécifique par les ménages représente donc un peu moins de 20% de la consommation totale d'électricité. Une réduction de 15% de cette consommation représenterait donc une baisse de 3% de la consommation totale d'électricité. Même si c'était jusqu'alors un des postes de consommation les plus dynamiques en France, cela semble très insuffisant pour obtenir une forte baisse de la consommation d'électricité.

On peut aussi se demander si les données sur lesquelles se fonde Global Chance reflètent bien la réalité. Sur le site de l'association AG Energibilanzen, on peut trouver un document détaillant les consommations énergétiques des ménages. On y trouve ce tableau (p20) qui résume l'ensemble, où la consommation d'électricité spécifique est donnée par la somme des 5 dernières colonnes. elec_specifique_de_realiste_2011.jpg On voit que la consommation d'électricité spécifique est de 389.2 PJ annuels; avec une population allemande d'environ 82M d'habitants, cela donne environ 1300kWh par an et par habitant. On peut constater que c'est tout à fait comparable à la consommation française. Ce n'est pas très étonnant: dans ce domaine la consommation est déterminée par les standards appliqués aux appareils électriques, comme le montre l'exemple des États-Unis. Or, ces standards sont déterminés au niveau européen et sont de ce fait les mêmes pour la France et l'Allemagne.

Cette conclusion est d'ailleurs assez logique: en Allemagne, la quasi absence du chauffage électrique fait que l'essentiel de l'électricité consommée par les ménages est de l'électricité spécifique. Les données de l'AGEB montrent que la consommation des ménages par personne en 2011 était d'environ 1670kWh (ce qui est cohérent avec les données d'Eurostat). Autrement dit, les ordres de grandeur ne collent pas avec le graphe de Global Chance.

Denis Baupin enchaîne:

À l’arrivée, le ménage allemand paie son kWh électrique plus cher que le ménage français, mais en consomme moins, ce qui conduit à des factures du même niveau de part et d’autre du Rhin. À l’occasion du débat sur la transition énergétique (DNTE) le rapport adopté par le groupe de travail « compétitivité » avait d’ailleurs montré que la part des revenus consacrés par les ménages français et allemands à leur éclairage et à leur chauffage était exactement la même : 4,8 %.

La première affirmation est totalement fausse. Tellement que, devant la commission sénatoriale, Global Chance avait reconnu que les Allemands payaient plus par habitant que les Français. Certes, les ménages français comptent en moyenne plus de membres, mais cela ne suffit pas à combler la différence. On peut même se référer aux organismes statistiques habituels pour récupérer les données et obtenir le graphe suivant: depense_elec_fr_de.jpg On constate que l'état des choses s'est inversé entre le début des années 2000 et aujourd'hui. À cause de la forte hausse des prix de l'électricité en Allemagne, les ménages allemands ont vu leur facture pratiquement doubler. Cela a fait plus qu'effacer la différence de dépense qui existait jusque là à leur avantage du fait de la plus forte consommation française. En 2012, année froide et donc de forte consommation d'électricité par les ménages, un ménage français a consommé en moyenne presque 5600kWh alors qu'un ménage allemand n'a consommé que 3370kWh. Un tel développement montre surtout que l'électricité est un bien dont l'élasticité prix à court et moyen terme est très faible: même une forte hausse du prix ne suscite qu'une faible baisse de la consommation. Dans ces conditions, la hausse du prix se traduit directement par une hausse presque équivalente de la dépense.

Quant à la deuxième affirmation, elle n'a que peu à voir avec l'électricité. D'une part, en Allemagne, l'électricité est très peu utilisée pour le chauffage et comme on peut le constater sur la décomposition des consommations d'énergie, ce sont le gaz et le pétrole qui représentent l'essentiel des quantités consommées pour l'éclairage et le chauffage. De même, en France, l'inclusion du chauffage donne une place importante à d'autres vecteurs d'énergie que l'électricité. Une telle donnée relève donc de l'enfumage.

Après quelques considérations sur les travaux qui permettent de faire des économies d'énergie mais sans aucune considération pour les coûts de ces travaux qui les rendent non rentables aux prix actuels de l'énergie, Denis Baupin passe à l'accusé habituel des écologistes: le chauffage électrique.

3. Limiter l’utilisation de l’électricité à ses usages « nobles » ?

Les progrès de l’efficacité énergétique permettent de diminuer la consommation électrique et ouvrent ainsi une voie vers la réduction de la dimension du parc nucléaire français. Ils permettent également de corriger les défauts du système électrique français actuel, marqué par gaspillages significatifs.

D’une part, le rendement thermique des centrales nucléaire, d’environ un tiers, est très bas en comparaison des autres moyens de production. « Dans la production nucléaire actuelle, le volume d’énergie lié au rendement des centrales, sous forme de chaleur, est perdu. Il représente 830 milliards de kilowattheures, soit plus que le chauffage de tous les logements et les bâtiments tertiaires de France » (Thierry Salomon).

Cet argument est habituel chez les écologistes. Il consiste à constater que la transformation de la chaleur en travail a forcément une efficacité inférieure à 100%, sévèrement limitée par le second principe de la thermodynamique. Cependant, ceci n'a pas forcément d'importance pour les consommateurs: cette efficacité n'est qu'un des composants du coût de l'électricité et ne dit rien de la pollution engendrée. Faisons une expérience de pensée: une source d'énergie permet de produire de l’électricité très peu chère et très peu polluante mais via un procédé qui n'utilise qu'une faible part de l'énergie disponible. Faut-il s'en priver pour cette dernière raison? La réponse est clairement non.

L'électricité nucléaire a pour caractéristique d'être peu sensible au prix de l'uranium et donc à l'efficacité de conversion de la chaleur en électricité, contrairement à ses concurrents le gaz et, dans une mesure un peu moindre, le charbon. Ceux-ci sont aussi tenus par des normes anti-pollution qui rendent attractives une moindre consommation de combustible. C'est ainsi que ses sont développées les centrales à gaz à cycle combiné — qui atteignent 60% d'efficacité — et les centrales super-critiques au charbon — qui dépassent les 40%. Ces efforts sont cependant insuffisants lorsqu'on considère les problèmes climatique et d'effet de serre, par exemple.

On peut aussi constater que d'autres procédés sont comptés comme ayant une efficacité de 100%, mais uniquement parce qu'ils utilisent une source qui n'est pas directement payante. Ainsi, l'énergie éolienne a une limite physique de 60% pour la récupération du flux d'air, dont la technique permet de récupérer les trois quarts pour une efficacité de l'ordre de 45%. Les cellules photovoltaïques commercialisées ont un rendement de conversion compris entre 5% et 20%. Cela n'en fait pas pour autant un mauvais mode de production d'électricité.

D’autre part, l’utilisation massive des chauffages électriques explique que la pointe électrique française soit sans commune mesure avec celle des autres pays européens, la Norvège exceptée. « Notre scénario prévoit, par ailleurs, un glissement vers beaucoup moins de chauffage à effet Joule, qui est le problème du réseau actuel. RTE, qui vient de refaire ses calculs, a évalué la sensibilité électrotechnique à 2 400 MW par degré : autrement dit, à chaque fois qu’en hiver la température baisse d’un degré en France, il nous faut mettre en marche deux réacteurs et demi de 900 MW. Vous savez que cette sensibilité électrotechnique est une malheureuse caractéristique française : nous avons la moitié de la sensibilité électrotechnique de l’Europe. Si on baisse cette valeur-là par une politique d’efficacité énergétique, de transfert vers des usages beaucoup nobles de l’électricité et vers d’autres énergies, on retrouvera une marge de manœuvre. Dans notre scénario, nous redescendons cette consommation maximale sur l’ensemble du réseau aux alentours de 60/70 GW, donc bien en dessous des records que vous connaissez, qui sont à 110 GW » (Thierry Salomon).

Les caractéristiques françaises du mix électrique ne sont donc pas si favorables qu’annoncées, dans la mesure où l’importance de la pointe électrique requiert la mise en marche de moyens de production thermiques fortement émetteurs de gaz à effet de serre.

Mezzo voce, Denis Baupin tente d'accréditer l'idée que le chauffage électrique est plus polluant que les autres options. Comme je l'avais remarqué, il n'en est rien, au contraire, le chauffage électrique provoque relativement peu d'émission de CO₂. J'avais estimé qu'il était responsable de 15% des émissions de CO₂ dus au chauffage des logements, alors que la part de marché du chauffage électrique est autour de 33%. Denis Baupin fait ici usage d'une technique bien connue qui consiste à insister sur des évènements relativement rares — les pointes de demande — pour ignorer la situation moyenne. Cette situation moyenne est forcément bonne, puisque les émissions globales du système électrique français sont parmi les plus basses au monde rapportées à la production.

On peut certes souhaiter que les pompes à chaleur se développent: elles permettent déjà que le chauffage électrique soit pratiquement imbattable en termes d'émissions rapporté au service rendu. Cependant, cela ne dit rien quant à la proportion d'énergie nucléaire souhaitable. Après tout, les écologistes disent que c'est le chauffage électrique qui force à conserver nombre de centrales à combustible fossile. Son déclin devrait donc plutôt entraîner la diminution de la part des énergies fossiles que celle du nucléaire.

La mise au point de business models pour l’efficacité énergétique, en s’inspirant par exemple des dispositifs existant chez nos voisins, constitue néanmoins aujourd’hui une priorité pour la réalisation d’objectifs volontaristes. La réflexion devra aboutir rapidement afin d’accélérer la maîtrise de la consommation énergétique et notamment un rythme de rénovations thermiques encore loin d’être suffisant. À défaut, il pourrait être tentant de présenter la prolongation de tout le parc nucléaire comme une option qui s’imposerait. Ce serait toutefois une solution de facilité qui priverait la France d’une véritable transition énergétique. Le jeu en vaut pourtant la chandelle tant les scénarios produisent des effets très positifs sur l’emploi.

Malheureusement pour Denis Baupin, il y a peu de rénovations par rapport à ses espérances parce que les prix de l'énergie ne sont pas assez élevés. Pour en avoir plus, il faudrait augmenter fortement le prix de l'énergie en France — et pas seulement de l'électricité! — ce qui fait qu'au total, les Français dépenseraient plus. Non seulement, ils paieraient plus cher pour leur électricité — et le reste — comme le montre l'exemple allemand, mais ils devraient aussi payer ces fameuses rénovations.

On ne peut aussi que se demander ce que Denis Baupin compte faire des 33% de logements chauffés à l'électricité. Ces logements n'ont souvent aucune arrivée de gaz, l'électricité est donc la seule façon de les chauffer, à moins d'engager des dépenses pharaoniques. De plus, comme on l'a vu, ils provoquent relativement peu de pollution, notamment d'émissions de CO₂. Proposer un état final qui lui paraît favorable est une chose, encore faudrait-il proposer une façon réaliste d'aller de la situation actuelle à cet état final. C'est pourquoi il n'est pas sérieux de présenter comme probables des scénarios où le chauffage électrique n'existerait plus; au contraire, la consommation d'électricité par habitant en France restera durablement plus élevée qu'ailleurs.

Bref, Denis Baupin fait reposer son plaidoyer pour le scénario qui a sa préférence sur des faux-semblants voire des mensonges, ignore totalement la situation actuelle et les difficultés pour parvenir à la situation qui a sa préférence. Le reste de son rapport est peut-être excellent, mais sa justification du scénario qui a sa préférence laisse plutôt penser que c'est une redite de la commission d'enquête sénatoriale d'il y a 2 ans, en pire!

1 mars 2014

Les subventions à l'éolien et au solaire sont parties pour durer (version 2)

L'année dernière, j'avais regardé si l'éolien et le solaire pourraient avoir une chance de survivre sans les subventions accordées aujourd'hui, à savoir être construites pour l'argent encaissé en revendant l'énergie produite sur le marché de gros. La réponse que j'avais apportée alors était négative: sans subventions ou prix garanti les productions éoliennes et solaires ne pourraient pas survivre ou, en tout cas, aucune nouvelle infrastructure ne serait construite. En regardant sur l'année 2013, ce verdict est confirmé.

L'électricité d'origines éolienne et solaire ont pour caractéristique commune d'être à coût marginal nul. Produire un kWh supplémentaire ne coûte rien de plus au propriétaire qui a déjà investi dans sa machine et paye son entretien qu'elle produise ou pas. La production possible dépend uniquement des caprices de la météo. Les producteurs sont aussi très dispersés car une seule machine n'est pas extrêmement chère à construire. Ces 3 éléments transforment ces formes de production d'électricité en preneurs de prix: ils acceptent tout prix positif, voire même un prix négatif s'ils ne peuvent se déconnecter du réseau. Actuellement, les producteurs d'électricité éolienne ou solaire sont protégés de cette réalité par les tarifs de rachat qui leur assurent un prix de vente à l'avance.

En conséquence, on peut s'attendre à ce que l'éolien dont la production s'effectue grosso modo au hasard reçoive des revenus inférieurs au prix moyen du marché dit aussi prix de base — le prix obtenu en faisant la moyenne non pondérée de tous les prix horaires. Pour le solaire photovoltaïque, la situation est un peu différente: la consommation est supérieure le jour à ce qu'elle est à 4h du matin. Le prix est donc en général plus élevé le jour que la nuit. Mais si la capacité installée de solaire photovoltaïque est suffisamment grande — plus grande en tout cas que la différence de consommation entre le jour et la nuit —, on peut assister au même phénomène. Qualitativement, c'est lié au fait que le prix marginal est nul et aussi que la production est aléatoire … elle a donc une moindre valeur qu'une production prévisible à l'avance.

Pour regarder la situation, j'ai récupéré les prix sur Epexspot à l'aide d'un script perl. Pour la France, on peut récupérer les données détaillées de production sur éco₂mix. En Allemagne, il n'existe rien qui soit aussi détaillé … et gratuit. On connaît les productions éoliennes et solaires grâce à une directive européenne qui oblige à la publication. Ces données sont récupérées par P.-F. Bach, un ingénieur à la retraite danois. Les données récupérées ont été placées dans 2 fichiers LibreOffice: l'un pour la manipulation des données de RTE, l'autre pour les calculs qui donnent les prix.

La situation en Allemagne

L'Allemagne est marquée par une situation de surproduction, causée par la construction de centrales au charbon — dont le prix est bas en ce moment du fait de l'afflux de gaz de schiste aux USA — et par l'ajout de plus de 30GW de panneaux solaires et 30GW d'éoliennes. En conséquence le prix de base est bas (~38€/MWh). Le solaire emporte environ 1€/MWh de moins et l'éolien vaut plutôt 32€/MWh en moyenne. On note, même si la corrélation directe est faible, que chaque GW de production éolienne retire 1.3€/MWh au prix spot de l'électricité.

prix_sources_allemagne.jpg prix_eolien_allemagne.jpg

La situation en France

La France n'est pas marquée par la même situation, car le développement des énergies renouvelables s'y est fait à un rythme nettement moins intense. La crise pèse toutefois sur la consommation et par conséquent sur les prix. Le prix de base est de 43.5€/MWh, le prix pondéré par la consommation ~47€/MWh, l'éolien et le solaire ainsi que la catégorie "autres" fait de productions subventionnées (biomasse, etc.) ou marginales (comme l'usine de la Rance) sont les seules productions dont le prix est inférieur au prix de base (42€/MWh pour l'éolien, 43€/MWh pour le solaire). L'impact de l'éolien paraît relativement plus fort qu'en Allemagne avec un impact de 1.4€/MWh en moins par GW supplémentaire éolien produit, même si la corrélation paraît pour l'instant faible.

prix_sources_france.jpg prix_eolien_france.jpg

Quelles conséquences?

On peut constater avec 2 ans de données que les sources aléatoires d'électricité ont un prix inférieur au prix moyen. En conséquence, l'éolien et le solaire devront avoir un coût inférieur au prix moyen de l'électricité pour que des installations soient construites sans subvention. De plus, ce différentiel à couvrir grandit à mesure que les capacités installées augmentent: au fur et à mesure que des installations — actuellement subventionnées — sont construites, le coût à atteindre diminue et d'une certaine façon le jour où l'éolien et le solaire seront rentables sans subvention s'éloigne. Aujourd'hui en Allemagne, avec une production éolienne qui compte pour 8.5% de la production d'électricité, le différentiel de prix est de l'ordre de 15%: on voit mal ces moyens de production devenir dominants sans que les subventions ne perdurent sous une forme ou une autre.

De plus, en produisant de façon aléatoire, ces sources d'électricité dégradent la rentabilité des autres moyens de production. Ces autres moyens de production sont pour une bonne part pilotables et répondent à la demande. Mais comme leur rentabilité diminue, personne n'a vraiment intérêt à en construire. À terme, l'adéquation entre l'offre et la demande pourrait ne plus être assurée ou, dit autrement, le risque de black-out augmente. Il est douteux que nos démocraties laissent cette situation s'installer et on s'oriente vers un système où ces centrales seraient payées pour leur disponibilité et non pour l'énergie qu'elles produisent.

Au final, on voit mal comment l'organisation actuelle du marché pourra perdurer à long terme. Les productions intermittentes éolienne et solaire ont vocation à se développer, du fait de leur popularité auprès des politiques et de la nécessité de la lutte contre les émissions de CO₂. Le problème est qu'on voit mal comment ces sources intermittentes peuvent trouver un arrangement acceptable en dehors de prix déterminés par l'état: elles n'ont rien d'autre à offrir que l'énergie qu'elles produisent et n'ont aucun pouvoir de marché. Mais cet avenir de prix déterminés par l'état est pour l'instant meilleur que la situation des moyens pilotables. C'est notamment l'analyse de GDF-Suez qui n'envisage plus que de construire des moyens de productions subventionnés ou au prix garanti. Pour les moyens pilotables, on s'orientera vers un marché de capacité où on constate que les combustibles fossiles règnent en maîtres grâce à des coûts d'investissements faibles. Un premier risque est alors que les objectifs de réductions des émissions ne soit pas atteint à l'horizon 2030 ou 2040. Un deuxième risque est que les consommateurs ne veulent pas payer 2 fois pour la même chose, et qu'une confrontation sans fin s'ouvre et que le risque de black-out ne fasse qu'augmenter. Enfin, le risque est que la concurrence soit très limitée dans le domaine des énergies renouvelables: comme le prix sera déterminé par décret, aucune entreprise ne sera incitée à proposer un prix inférieur. Si on voit bien que l'organisation actuelle n'est pas soutenable, celle qui finira bien par apparaître n'est pas nécessairement meilleure que les anciens monopoles nationaux du point de vue du consommateur!

22 septembre 2013

De la réduction de la consommation d'énergie finale de 50% d'ici 2050

Vendredi dernier, François Hollande a annoncé son objectif de voir la consommation finale d'énergie — celle payée par le consommateur final — divisée par 2 d'ici 2050. Je suis fort sceptique que cet objectif puisse être réalisé et certain qu'il est néfaste, ce qui ne doit pas surprendre mes lecteurs réguliers.

Pour bien comprendre à quel point cet objectif est irréaliste, il faut se rappeler que, dans le scénario central du gouvernement allemand, il n'est prévu qu'une baisse de 40% (tableau 1 p7). À ceci, il faut ajouter que la population est attendue en baisse d'un peu plus de 10% (tableau 2-2, p80); en conséquence, la baisse de consommation d'énergie finale par habitant est d'environ 1/3. En France, il est communément admis que la population augmentera d'environ 10% d'ici 2050, l'objectif présidentiel se traduit par une baisse de 55% de la consommation par habitant. L'Allemagne a décidé de s'embarquer vers un modèle où l'essentiel de son énergie proviendrait de sources renouvelables et a exclu de recourir au nucléaire, ce qui limite les quantités disponibles — quoique 15% d'importations d'électricité soient par exemple prévues. Cette simple comparaison devrait amener à avoir des doutes sérieux sur l'éventuelle réflexion qui a précédé cette annonce, ou alors sur les scénarios allemands.

Les sources ne sont pas bien difficiles à trouver, le fameux débat, dont on a dit pis que pendre ici-même, fournit tout de même quelques documents dont un résumant les scénarios considérés. On y voit p8 la liste des scénarios qui correspondraient plus ou moins à l'objectif présidentiel, leurs supporters rassemblent essentiellement des associations écologistes, l'ADEME, ainsi que le gestionnaire du réseau de gaz — point qui peut étonner quand on sait qu'il doit être question de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Le groupe de scénarios "Sobriété" est représenté entre autres par le scénario négaWatt où il s'agit d'abord d'être contre le nucléaire et de tout faire pour l'éviter. (On peut lire ma critique de scénario,celle de Sauvons le Climat, ainsi qu'une critique de la partie «biomasse»). Le groupe de scénarios "Efficacité" compte notamment l'ADEME (critique personnelle & celle de Sauvons le Climat, publiées avant que les documents complets ne soient rendus publics). Ces scénarios ont pour caractéristiques communes une contrainte importante placées sur les citoyens: impossible de se déplacer comme on le souhaite, le secteur des transport est soumis à des limitations draconiennes pour quelqu'un vivant en 2013. Des hypothèses bizarres sont faites, ainsi point de développement des deux-roues à moteur pour l'ADEME d'ici à 2030, alors qu'avec la forte hausse du prix du pétrole, ils s'étaient quelque peu développés. Il n'y a pas d'étalement urbain, la surface habitable par habitant est constante — elle a augmentée d'un tiers entre 1984 et 2006 (p129) —, ce qui implique un zonage très strict et des problèmes pour les jeunes générations, les vieux ayant tendance à rester dans leurs grands logements une fois les enfants partis. Bref, les prix élevés de l'immobilier sont garantis dans ce type de scénario. On mange aussi suivant les préconisations de la FAO, c'est à dire nettement moins de viande et plus de petits pois. Dans le même esprit, le système électrique est équilibré de façon quasi-magique en utilisant de fortes doses de sources fatales intermittentes. Il semble ainsi que la manip' qui permet au système électrique d'être équilibré dans le scénario de l'ADEME, c'est qu'un filtre passe-bas limite les fluctuations de l'éolien en mer (p206 du document technique de l'ADEME). On peut dire que c'est un cocktail détonnant d'ingénierie sociale et d'hypothèses audacieuses sur les sources mobilisables, dont rien ne dit que les citoyens et les entreprises les acceptent et les mettent en œuvre.

Pour donner une idée de la contrainte à placer sur la consommation d'énergie, on peut se tourner à nouveau vers l'Allemagne. Comme on le sait, les prix de l'électricité pour les petits consommateurs ont fortement augmenté sous l'effet de l'introduction de la Stromsteuer et de l'explosion de la taxe «renouvelables». Ils sont passés de 14 cents/kWh en 2000 à 26 cents/kWh en 2012 (source: BDEW, p41), soit presque une multiplication par 2. Dans le même temps, la consommation d'électricité par les ménages et le secteur tertiaire, impactés de plein fouet par la hausse des prix, a augmenté de 7% (Source: AG Energiebilanzen p30). En France, les prix sont passés de 12 à 14 cents/kWh et la consommation a augmenté de 25% pour un périmètre comparable. On voit que la consommation d'électricité ne répond que faiblement aux hausses de prix, par ailleurs tous les nouveaux objets ou presque en utilisent. Or, la production d'électricité est fortement contrainte dans les scénarios préférés du Président Hollande. Un rationnement n'est donc pas à exclure.

On pourrait penser que, comme ces déclarations portent sur un terme éloigné où François Hollande aura 96 ans, ces déclarations n'engagent à rien. Malheureusement, elles ont probablement une importance certaine, au contraire. Estimer que la consommation finale va baisser de 50% d'ici 2050 a des conséquences sur les investissements à faire aujourd'hui: pas besoin de capacité électrique pilotable supplémentaire, par exemple. Or, il s'avère que si la croissance repartait, il est fort possible selon RTE qu'on ne puisse éviter un black-out lors des hivers 2016 et 2017. Il faut aussi prendre en compte le fait que construire des centrales électriques, des lignes haute tension, des réseaux de chaleur, tout cela prend du temps et de plus en plus, à cause des consultations qui ne cessent de s'allonger pour les projets d'infrastructure. Si le gouvernement, forcément impliqué dans ces décisions, sous-estime gravement la demande, une pénurie est inévitable car le temps manquera pour construire les infrastructures nécessaires. En fait, estimer que ces déclarations n'ont aucune importance, c'est penser que les transitions énergétiques sont rapides et qu'on peut facilement changer de direction à tout moment. Rien n'est plus faux: historiquement, les nouvelles sources d'énergies ne se sont imposées que lentement, sur plusieurs décennies. Des pays de taille raisonnable comme la France peuvent aller plus vite, mais cette prégnance du long terme reste: dans le secteur électrique, la construction du parc nucléaire qui domine la production d'électricité a été décidée il y a maintenant 40 ans, sa réalisation a pris 20 ans pour l'essentiel. Il en va de même pour le chauffage: de nombreuses maisons restent chauffées au fioul alors que ce dernier n'est plus compétitif au vu des cours actuels, les chaudières gaz à veilleuse sont restées longtemps sur le marché — et sont sans doute toujours en usage — alors que celles à allumage électronique sont plus économiques au total. Il est donc sans doute de bon ton de prévoir une marge sur la consommation d'énergie: il est tout de même nettement plus simple de s'abstenir de construire quelque chose dont on n'a finalement pas besoin que de s'agiter en toute hâte parce qu'une pénurie s'est révélée.

De même, se reposer sur des technologies n'ayant aucune application actuellement, même sous la forme de prototypes est dangereux. Ces installations sont très populaires car parées de toutes les vertus, elles bénéficient en quelque sorte de la prime au rêve: ces installations ont pour principal avantage que personne ne les a vues en vrai ni n'a payé pour. On trouve dans ce genre d'infrastructure le stockage de l'électricité ou, dans un autre registre, les réacteurs au thorium. Il apparaît ainsi que le stockage le plus facile de l'électricité peut se faire via la production de chaleur, aussi connue sous le nom de chauffage électrique. Il semble que malheureusement, l'intersection de l'ensemble des supporters des énergies intermittentes et des supporters du chauffage électrique est vide. Même pour les installations qui n'existent qu'à l'état de prototypes ou connaissant un fort développement, rien n'assure qu'on pourra les déployer à plus grande échelle. Des limites fortes existent aussi pour les énergies renouvelables. Par exemple, 40% du maïs américain et 14% du soja servent à produire de l'éthanol pour une proportion dans l'essence aux USA de 10% seulement. En Allemagne, les cultures destinées à l'énergie représentent déjà 17% de la surface agricole utile. De l'autre côté, le 21e siècle a surtout vu le retour du charbon comme source importante d'énergie, y compris en Europe. Cela veut dire qu'il vaut mieux partir pour diminuer les émissions de CO₂ avec des technologies qui ont déjà fait en grande partie leurs preuves (nucléaire, réduction de la consommation des moteur automobiles…) et qui ont encore une grande marge de progression, quitte à intégrer les nouveautés par la suite, plutôt que de faire le pari de l'apparition d'une technologie miracle.

Au fond, il me semble que cette déclaration confirme que les mauvais traits de la politique énergétique de François Hollande que je craignais dès l'hiver 2011. Il fait des déclarations, en partie pour faire plaisir à ses alliés écologistes, en partie parce qu'il a été convaincu, mais leur réalisation concrète est hautement improbable: l'effort à réaliser est inouï. Un effort comparable à celui de l'Allemagne correspondrait, compte tenu des évolutions démographique, à une baisse limitée à 20% de la consommation d'énergie finale, ce qui correspond aux scénarios écartés. Appliquée telle qu'annoncée, la politique ne laisse aucune marge de manœuvre, sauf à prévoir de rater la cible en termes d'émission de CO₂. Il se trouve qu'on ne peut pas non plus écarter ces déclarations d'un revers de main, car l'approvisionnement en énergie de la France de 2050 se décide en partie aujourd'hui.

5 juin 2013

Delphine Batho raconte n'importe quoi

Alors que le débat organisé par le gouvernement sur l'énergie tire à sa fin et que la CRE publie un rapport qui suggère d'augmenter fortement les tarifs de l'électricité, Delphine Batho donne une interview au Figaro, intitulée Consommer moins d'énergie fabriquera de la croissance. On ne peut que regretter qu'elle y dise en grande partie n'importe quoi.

Elle nous déclare donc, dès la première question, que la nouveauté, c'est que l'investissement dans la réduction de la consommation d'énergie fabriquera de la croissance. Il y a deux façons de comprendre cette phrase, qui mène à deux impasses différentes. La première, c'est que les investissements dans les économies d'énergie permettent de diminuer la quantité d'énergie nécessaire pour créer un 1€ de PIB. En d'autres termes, il s'agit de gains de productivité, qui n'ont absolument rien de nouveau. En 1851, Jevons avait déjà constaté qu'en fait la consommation totale d'énergie augmentait de ce fait dans son livre The Coal Question. La deuxième, c'est que grâce à ces investissements, on aura à la fois croissance et baisse de la consommation d'énergie. Il y a de fortes raisons d'en douter: la croissance économique s'est historiquement toujours accompagnée d'une croissance de la consommation d'énergie (comme on peut le constater là). Il faudrait pour cela que les gains de productivité soient supérieurs à l'effet de rebond, ce qui suppose entre autres une nette accélération des gains de productivité ou que les nouvelles activités dépensent très peu d'énergie, ce qui est très peu probable, toute activité économique se basant sur une transformation de l'existant. Bref, soit D. Batho a découvert un des faits les plus anciennement connus en économie, soit elle tient des propos dont la réalisation est très peu probable.

La donnée du chiffre de 43% d'économie d'énergie dans l'appareil de production en France en est l'exemple parfait: une telle économie d'énergie est peut-être techniquement réalisable, mais elle peut être économiquement néfaste. Pour qu'elle soit bénéfique, il faut que l'investissement nécessaire coûte moins que les dépenses d'énergie évitées. Or c'est là toute la question des économies d'énergie: dans des secteurs concurrentiels, les entreprises ont intérêt à minimiser leurs coûts, ne serait-ce que pour survivre. C'est ainsi qu'on a vu les dépenses énergétiques pour produire une tonne d'aluminium ou d'acier se réduire. Mais si ces investissements ne se font pas, c'est bien souvent qu'ils ne sont pas rentables. Et ils le sont d'autant moins que l'énergie est bon marché, vanter ces possibilités d'économies est donc contradictoire avec le fait de se plaindre de la hausse structurelle du coût de l'énergie. Les mêmes remarques valent aussi pour les particuliers: les investissement pour réduire la consommation du chauffage ne sont rentable qu'à partir d'un certain niveau de prix, lorsque les remboursements d'emprunts sont moins lourds que les dépenses évitées. En fait cela signifie que le pouvoir d'achat est sans nul doute inférieur à celui qui prévalait avant la hausse des prix de l'énergie qui s'est produite depuis 2005.

La ministre nous gratifie ensuite d'un magnifique mensonge. Elle affirme qu'en Allemagne, le kilowattheure y est 87 % plus cher qu'en France, mais grâce aux économies d'énergie sous toutes leurs formes, la facture du consommateur est en moyenne moins élevée. On peut déjà tracer l'origine de ce mensonge: j'en ai déjà parlé au moment où un sénateur Vert a remis le rapport de sa commission d'enquête. Tout part d'une enquête statistique réalisée en 2005 — nous sommes en 2013 — dans tous les pays européens via un suivi de ménages. Cette enquête rapporte des résultats surprenants quant à l'énergie. Tellement que ces résultats ne collent absolument pas avec les résultats qu'on peut tirer des comptes nationaux, et que Global Chance, pas vraiment connue pour ses positions favorables à la politique énergétique française, reconnaît que la facture des Allemands est supérieure à celle des français. J'avais à l'époque tiré le graphe ci-dessous des données de comptes nationaux tels qu'on pouvait les extraire d'Eurostat: Dépenses énergies pour les logements en 2010 On y voit clairement que les dépenses par habitant sont plus faibles en France qu'en Allemagne, que ce soit globalement en incluant toutes les sources d'énergie, qu'en prenant en compte la seule électricité. Comme je ne peux imaginer que D. Batho n'ait pas été correctement briefée sur la question par son administration, il ne reste que l'hypothèse du mensonge.

L'interview se poursuit avec l'inévitable question de Fessenheim, où la ministre se propose de diminuer autoritairement le PIB de la France en fermant une usine rentable. Elle justifie la fermeture de Fessenheim par l'ouverture de la centrale de Flamanville. Mais la construction de l'EPR de Flamanville a été lancée pour faire face à l'augmentation de la demande en électricité. À cause de la crise, la croissance de la demande a été plus faible que prévu, car la chute de la consommation des industries a masqué la hausse continue de la consommation de la part des particuliers et des petites entreprises de services. Mais si la chute de l'industrie s'arrête, la hausse de la demande d'électricité reprendra. À tel point que RTE prévoit un manque de capacité pour les pointes extrêmes de consommation à partir de 2016. L'autre justification est la dépendance au nucléaire et au parc standardisé français. Le problème est alors qu'on ne voit pas bien la différence entre produire 50% et 75%: en cas de défaillance généralisée, la pénurie d'électricité serait extrêmement grave. La seule solution est alors descendre encore plus bas! Elle affirme enfin que nous n'avons pas vocation à faire moins de nucléaire pour faire plus de CO₂. Or il s'avère que les simulations sérieuses montrent qu'en fait une baisse du nucléaire se traduira forcément par une hausse des émissions de CO₂.

Sur la question du gaz de schiste, D. Batho traite le gaz d'énergie du XIXᵉ siècle, alors que l'expansion du gaz date de la deuxième moitié du 20ᵉ siècle, entre 1965 et 2011, la consommation a été multipliée par plus de 5; la consommation a augmenté de presque 50% ces 15 dernières années. gaz_conso_1965-2011.jpg À la question suivante, pourtant, cette énergie datée trouve grâce à ses yeux, puisqu'elle va empêcher les centrales au gaz de fermer! Elle annonce aussi un statut spécial pour les gros consommateurs industriels et des mesures de compétitivité pour eux. On pardonnera les faibles mortels qui ont du mal à comprendre comment les deux déclarations sont conciliables. L'interview se termine sur la reprise du leitmotiv comme quoi le diesel est un problème de santé publique: comme il fallait s'y attendre, la hausse des taxes à venir sera justifiée par des raisons de santé publique inexistantes et non par les véritables raisons, qu'il n'existe aucune raison à cet avantage et qu'une hausse des taxes est une excellente façon de faire baisser les consommations de carburants.

Pour conclure, ce n'est pas cette interview qui va me faire changer d'avis sur la politique du gouvernement en matière d'énergie ni sur Delphine Batho. Il faut dire que la ministre est confrontée à des demandes contradictoires, au milieu desquelles il est difficile de surnager. Vouloir limiter la hausse des prix de l'énergie, grandement déterminés sur des marchés mondiaux, est impossible, surtout quand en plus, on subventionne les énergies renouvelables comme le solaire et l'éolien, plus chère que le parc de production existant. De même, réduire la part du nucléaire s'accompagnera selon toute probabilité d'une hausse des émissions de CO₂ dans la production d'électricité. Elle se retrouve à condamner le gaz à une question avant de lui trouver de nombreuses vertus à la suivante. Tout ceci montre bien que le fameux débat n'a rien éclairci, comme prévu, et que la politique de ce gouvernement est minée par des cadeaux idiots aux Verts et des promesses intenables sur les prix de l'énergie. Les mensonges et les demi-vérités sont alors la seule issue de la communication politique.

16 avril 2013

L'électricité, l'avenir du chauffage (2e épisode)

Après avoir regardé la situation présente du chauffage électrique en France, qui n'a rien d'une horreur écologique, au contraire, je vais me tourner vers la question de l'avenir. En effet, si la situation présente est bonne, c'est largement dû aux politiques menées par le passé, parfois très lointain comme quand il s'est agi de construire des barrages. La question de savoir si ajouter encore du chauffage électrique est la chose à faire, notamment en ce qui concerne les émissions de CO₂.

Quid du futur?

Si pour l'eau chaude sanitaire, il reste sans doute de la place la nuit pour que le bilan carbone soit largement positif, pour le chauffage électrique la situation est différente puisque tout le potentiel nucléaire et hydraulique installés sont utilisés en hiver. On a pu aussi constater que la construction de centrales nucléaires n'est plus tout à fait une spécialité locale. Pour arriver à faire un bilan des émissions probables en cas de hausse de consommation via le chauffage électrique, il faut faire quelques hypothèses sur les moyens de production qui vont servir pour la couvrir.

Une autre étude de l'ADEME s'est essayée à cet exercice, pour conclure à un contenu marginal en CO₂ de 500 à 600g/kWh. Cependant, cette étude faisait l'hypothèse que l'électricité circule sans contrainte sur tout le réseau européen, hypothèse qui est grossièrement fausse. Si c'était vraiment le cas, EDF aurait tout intérêt à augmenter la disponibilité de son parc nucléaire de façon importante en été. EDF n'aurait aussi aucune raison d'arrêter ses centrales nucléaires pendant les vacances de Noël lorsque le vent souffle. C'est pourtant ce qu'on a constaté pas plus tard que pour les congés de fin 2012. Comme la construction de lignes THT prend énormément de temps et fait partie des projets d'infrastructures les plus impopulaires, il est en fait plus réaliste de faire l'hypothèse que toute consommation supplémentaire sera couverte par de nouveaux moyens construits en France.

Il semble que la situation sur d'éventuels moyens de production supplémentaires soit la suivante:

  • L'éolien et le photovoltaïque sont subventionnés et la puissance installée augmente de ce fait. Pour d'évidentes raisons, le photovoltaïque ne sert à rien pour le chauffage.
  • Pas de centrale nucléaire nouvelle à l'horizon. Le charbon et le fioul semblent, en France, se diriger vers la sortie suite à des directives européennes.
  • Le gaz est le moyen de production fossile de choix, appelé pour couvrir ce qu'on ne veut pas ou ne peut pas couvrir avec le reste.

Pour les besoins de cette estimation, je fais l'hypothèse que le surcroît de production serait couvert par entre un tiers et un quart d'éolien et le reste de gaz. L'éolien ne peut pas tout couvrir du fait de son intermittence. Cela conduit à des émissions pour tout kWh de chauffage supplémentaire comprises entre 240g et 270g: le gaz est compté comme émettant 360g/kWh. Pour être équivalent à un chauffage au gaz en termes d'émissions de CO₂, il faudrait alors que la consommation finale d'électricité pour le chauffage soit limitée entre 75 et 80% de celle d'un logement au gaz. Comme en France, il existe un rapport moyen de 2.58 entre l'énergie primaire et finale pour l'électricité, cela correspond à une limite en énergie primaire quasiment 2 fois plus élevée pour l'électricité.

C'était en gros la logique qui prévalait avant le changement de réglementation thermique de 2012. Par exemple, la réglementation de 2005 prévoyait les limites suivantes: rt2005.jpg Il s'avère que la RT2005 s'est révélée très favorable au chauffage électrique puisqu'entre 2006 et 2008 plus de 70% des logements construits étaient dotés d'un chauffage électrique (cf Bilan prévisionnel 2012 de RTE, p9). La situation s'est depuis inversée avec la RT2012 qui prévoit une limite uniforme en énergie primaire quelque soit le type d'énergie mais variable selon les zones géographiques. RT2012.jpg

L'expérience de la période 2006-2008 semble donc montrer qu'il est possible que l'électricité soit économiquement compétitive même si on veut qu'elle n'émette pas plus de CO₂ au m² que le gaz. Le coût modique des radiateurs permet de dépenser plus en isolation. Le problème principal est en fait d'éviter le charbon dans la production d'électricité, or il n'est plus question de construire de nouvelles centrales au charbon en France, mais bien de fermer les plus vieilles, construites dans les années 60 et 70.

Le miracle de la pompe à chaleur

Comme mentionné plus haut, la RT2012 a mis fin à la domination du chauffage électrique dans le neuf, pour le moment du moins. Avec le ratio primaire/final de 2.58 pour l'électricité, il suffirait à une centrale au gaz d'avoir un rendement d'environ 45% pour que le chauffage électrique par effet joule soit plus efficace en termes d'émissions de CO₂ qu'un chauffage utilisant une chaudière murale. Or, il s'avère que les centrales au gaz peuvent atteindre des rendements de 60%, le coefficient d'émissions de RTE suppose d'ailleurs un rendement de l'ordre de 55%. Le problème c'est qu'au bout d'un moment, il devient plus rentable d'installer une chaudière murale et le circuit d'eau chaude qui va avec que d'isoler encore plus, à supposer que ce soit encore possible.

Une autre question qui peut se poser est peut-on émettre moins de CO₂ en se chauffant uniquement à l'électricité, à isolation comparable à un chauffage au gaz, mais en brûlant uniquement du gaz pour produire d'électricité? Encore une fois, la réponse est oui, en utilisant une pompe à chaleur. On s'aperçoit bien qu'avec les conditions données dans la question, il est impossible d'y arriver en dissipant l'énergie électrique dans un radiateur par effet joule: le second principe de la thermodynamique et les réalités de construction imposent au rendement d'une centrale au gaz d'être bien inférieur à 100%. Mais ce même principe n'empêche pas la réalisation d'une machine thermique qui permettrait de prendre de la chaleur dans un milieu «froid» pour la mettre dans un milieu «chaud».

C'est l'idée de base de la pompe à chaleur, dont tout le monde ou presque possède un exemplaire sous la forme d'un réfrigérateur. Le principe est en général le suivant:

  1. on fait s'évaporer un liquide, le fluide calorifique, dans un milieu «froid», ce qui a pour effet de transférer de la chaleur de ce milieu froid vers le liquide puisqu'il faut fournir de l'énergie pour vaporiser un liquide.
  2. on compresse le gaz obtenu, ce qui le chauffe aussi. C'est le moment où on a besoin d'énergie mécanique, apportée en général par l'électricité. Ce compresseur permet aussi de faire circuler le fluide calorifique dans le système, sans quoi il ne se passerait rapidement plus rien.
  3. au contact du milieu «chaud», le gaz se condense. C'est possible car même si la température du milieu chaud qui entoure le gaz (le tuyau qui le contient en fait) est plus élevée que celle du milieu froid, la pression est maintenant plus élevée. Cette fois-ci, le gaz transfère de l'énergie au milieu environnant.
  4. le liquide va ensuite dans un détendeur, ce qui a pour effet de refroidir le liquide en même temps que sa pression chute. Le cycle peut recommencer.

La pompe à chaleur doit disposer de fluides calorifiques pour fonctionner de façon pratique, avec des changements d'états judicieusement placés en température et en pression. L'avantage principal de la pompe est qu'on peut extraire de l'énergie d'un milieu déjà froid — ce qui permet la réfrigération — pour la mettre dans un milieu déjà chaud — ce qui permet un effet de levier pour le chauffage. Cet effet de levier est appelé le coefficient de performance ou COP pour reprendre l'acronyme anglais.

Une chaudière murale à condensation a un rendement d'environ 110% PCI — GDF n'oublie pas ce fait et facture en conséquence des kWh PCS qui incluent en sus la chaleur de condensation de l'eau créée par la combustion du gaz! —, ce qui veut dire qu'un système centrale gaz plus pompe à chaleur devient plus performant en termes d'émissions de CO₂ qu'une chaudière si le COP est supérieur à 2 en moyenne sur l'année.

L'office fédéral de l'énergie suisse a publié une note de questions-réponses en collaboration avec le lobby des pompes à chaleur local. En Suisse, les pompes à chaleur sont devenues populaires ces dernières années, si on en croit les statistiques sur le sujet: la part de marché atteint presque 10%. Il ressort notamment du document de l'OFEN le tableau suivant (p7): copa_suisse.jpg On voit que le COP de 2 est dépassé de façon large pour les nouvelles constructions dans tous les cas et de façon un peu moins nette pour les rénovations. On note aussi que des COP de 4 sont dans l'ordre des choses avec des pompes à chaleur basés sur un système géothermique, où on récupère la chaleur du sol via une circulation d'eau. Le système centrale à gaz et pompe à chaleur est alors 2 fois meilleur en termes d'émissions de CO₂ — et donc de consommation de gaz — que la chaudière murale.

Des esprits chagrins me rappelleraient sans nul doute qu'on peut aussi faire tourner une pompe à chaleur avec du gaz. Mais on s'aperçoit vite que plus on produit d'énergie dite mécanique, plus le système est efficace car c'est là que la pompe à chaleur fournit le plus d'énergie. Or, les moteurs classiques on un rendement de l'ordre de 30%, la moitié du rendement d'une bonne centrale au gaz. Lorsque le COP atteint 4, une production d'électricité seule suffit alors à garder l'avantage — sachant qu'on peut aussi faire de la cogénération.

Évidemment, le gaz n'est pas le seul moyen de produire de l'électricité. Si on y ajoute de l'éolien — à la mode en ce moment —, du nucléaire — nettement moins à la mode — et de l'hydraulique, mais qu'on exclut le charbon, le tableau devient totalement en faveur de l'électricité. Les petits calculs ci-dessus s'appliquent d'ailleurs très bien au biogaz qui est avant tout … du méthane, comme le gaz naturel. Bref, les pompes à chaleur sont sans conteste le meilleur moyen de limiter les émissions de CO₂. Ce n'est pas pour rien que dans un scénario allemand 100% renouvelable, pour compléter des éoliennes au facteur de charge surgonflé, le chauffage des habitations ne s'effectue uniquement à l'aide de pompes à chaleur et que rien ne provient de chaudières murales (p23).

Le problème de genre de système réside dans les coûts d'investissement et de fonctionnement. Contrairement à une chaudière murale reliée au réseau de gaz, les coûts d'investissements dans une pompe à chaleur et le réseau électrique sont nettement plus élevés. Et il faut en plus payer les salariés qui s'occupent de faire fonctionner la centrale. Pour répondre à une demande très saisonnière, une installation qui ne demande que peu d'entretien et fonctionne «toute seule» présente des avantages économiques certains.

Conclusion

Il semble donc bien que, contrairement à ce qu'assènent souvent les écologistes, le chauffage à l'électricité soit celui qui préserve le plus notre environnement. En France, la politique passée a fait qu'il existe un parc nucléaire important, doublé d'un parc hydro-électrique. Cela a rendu le chauffage électrique à simples radiateurs efficace sur le plan des émissions de CO₂ grâce à une combinaison avec une isolation renforcée. Les dernières réglementations thermiques interdisent de fait cet arbitrage en plaçant la barre trop haut: il devient financièrement plus intéressant d'utiliser une chaudière à gaz. Cela montre l'inanité d'une réglementation qui se base uniquement sur l'énergie primaire: en voulant minimiser les consommation d'énergie primaire, on n'atteint pas forcément le minimum d'émissions de CO₂. C'est logique: si on veut minimiser les émissions de CO₂, il faut libeller les normes en termes d'émissions de gaz à effet de serre.

C'est d'autant plus dommage que les pompes à chaleur — qui fonctionnent principalement à l'électricité — sont de fait le mode de chauffage qui est le plus prometteur. Cependant, il est à craindre que des réglementations se basant uniquement sur les consommations d'énergie primaire ne permettent pas leur développement. Des calculs d'ordre de grandeur se basant sur les technologies actuelles montrent pourtant qu'en combinant les pompes à chaleur avec les modes de génération de l'électricité qu'on peut raisonnablement envisager de construire en France, le nucléaire, le gaz et l'éolien, on obtient ce qui est sans doute une façon de se chauffer qu'on peut à la fois déployer à grande échelle et compter parmi les plus bénignes pour le climat. On ne peut que se demander pourquoi la réglementation n'encourage pas plus ce qui est d'ores et déjà la 4e source d'énergie renouvelable en France.

15 avril 2013

L'électricité, l'avenir du chauffage (1er épisode)

Chacun a sans doute déjà entendu dire que le chauffage électrique était un scandale et qu'il a été un succès en France grâce à une alliance inattendue entre technocrates partisans du nucléaire et pubards de génie. Une réponse à leurs arguments a déjà été formulée, mais elle est basée sur de vieilles données.

Les opposants au chauffage électrique avancent principalement 3 arguments contre le chauffage électrique: qu'il est inefficace sur le plan énergétique, qu'il émet plus de CO₂ que les autres formes de chauffage et enfin qu'il met en danger la sécurité d'approvisionnement en électricité en créant des pics de consommation très importants. Si ce dernier argument est vrai, le deuxième est faux et le premier n'a en fait pas vraiment d'importance.

Le faux-semblant du gaspillage dû à l'électricité

Pour arriver à dire que le chauffage électrique gaspille de l'énergie, les opposants prennent en compte le processus de fabrication de l'électricité. En effet, avant de nous vendre des produits énergétiques finis qui servent aux particuliers, les industriels partent de matières brutes et perdent une partie du contenu énergétique utilisable dans cette transformation. La plupart des centrales électriques sont des machines thermiques, ce qui fait que leur rendement est sévèrement limité par le second principe de la thermodynamique. Ce rendement change aussi suivant les technologies utilisées et l'âge de la centrale. C'est ainsi que les centrales nucléaires françaises ont un rendement d'un tiers, alors que les centrales à gaz dernier cri peuvent atteindre les 60%.

Pour compter l'énergie techniquement récupérable au départ dans la matière première, on parle d'énergie primaire; pour compter l'énergie effectivement livrée aux clients finals, on parle d'énergie finale. L'énergie finale ne dit pas forcément quelle est la forme la plus utile d'énergie, elle signale juste qu'on est arrivé en bout de chaîne commerciale et que quelqu'un a donc payé pour cette énergie. L'énergie primaire, elle, ne convoie pas du tout le même concept, elle sert surtout à savoir qu'elles sont les matières premières utilisées. Les contempteurs du chauffage électrique comptent bien sûr en énergie primaire quand ils affirment qu'il est inefficace.

Or, la comptabilité en énergie primaire ne dit rien de la difficulté à mettre cette énergie à notre service, ni des autres inconvénients qui s'y rattachent, qui sont les vraies questions qui se posent à une société humaine. En effet, l'énergie est abondante dans l'univers et sur terre — on entend d'ailleurs souvent les contempteurs du chauffage électrique déclarer qu'il faudrait couvrir de panneaux solaires une petite partie de la surface terrestre pour assouvir l'ensemble des besoins de l'humanité —, le problème est de pouvoir en disposer quand et où nous en avons besoin. Cette difficulté à en disposer est généralement traduite dans le prix de vente de l'énergie finale, qui regroupe les salaires et les rentes qu'il a fallu verser pour se la procurer. Parfois, quand il existe une taxe sur la pollution, le prix rend compte de certains inconvénients. Dans le cas de l'électricité, on peut constater que son prix est environ 2 fois plus élevé que celui du gaz, par exemple. Et que c'était pire dans le passé. prix_energies.jpg

Si le chauffage électrique a rencontré un certain succès ces 30 dernières années, c'est donc qu'il permettait de consommer … moins. Le prix supérieur de l'électricité est partiellement compensé par une consommation facturée moindre, état de fait acté par les différentes normes de constructions de bâtiments qui se sont succédées depuis le choc pétrolier et qui obligent les logements chauffés à l'électricité nouvellement construits à consommer moins d'énergie finale que leurs homologues utilisant des combustibles fossiles. De plus, le chauffage par simples radiateurs coûtait peu en investissements de départ, compensé par une isolation renforcée.

Et le CO₂?

Un autre reproche des contempteurs du chauffage électrique est qu'il rejette plus de CO₂ que les autres formes de chauffage. La logique est la suivante: certes, le nucléaire est une production décarbonée, mais il produit tout le temps, ce n'est donc pas lui qui fournit l'électricité du chauffage, nécessaire uniquement en hiver, mais les centrales à combustible fossile. Comme le rendement n'est pas de 100%, le chauffage électrique ne peut qu'émettre plus de CO₂ qu'un chauffage au gaz, par exemple. En prime, alors que le charbon n'est plus utilisé pour chauffer des habitations, des centrales au charbon sont toujours en service en France. Or, les centrales au charbon émettent quasiment 1kg par kWh d'électricité produite contre environ 200g par kWh de gaz facturé.

Cependant, comme le montrent les graphes suivants extraits du bilan de RTE de décembre 2012, les centrales à combustibles fossiles ne sont pas les seules à voir leur production augmenter en hiver. prod_mensuelles_par_secteur.jpg Comme on peut le constater les centrales à combustible fossile produisent très peu lors de la belle saison, leur production augmente d'environ 4 à 5TWh lors des mois d'hiver normaux par rapport à cet étiage bas et les mois d'une rigueur exceptionnelle, comme le mois de février 2012, voient une production augmentée de 7TWh. Mais dans le même temps, la production nucléaire augmente de 10TWh entre l'hiver et l'été et la production hydraulique voit aussi sa production augmenter d'environ 1 à 2 TWh. On constate donc que l'augmentation de la production des moyens décarbonés est donc 2 fois supérieure à celles des centrales à combustible fossile. Comme il peut rester un doute à cause de la forte variabilité des émissions de CO₂ suivant les moyens appelés, il est intéressant de faire un calcul plus détaillé.

Il se trouve qu'en 2005, une étude de l'ADEME a estimé le contenu carbone de chaque kWh électrique suivant l'usage qui en était fait. Elle donne la valeur moyenne de 180g/kWh pour le chauffage électrique. Les émissions de CO₂ associées au kWh moyen étant stables depuis une dizaine d'année autour de 60g/kWh, l'expansion du chauffage électrique ne paraît pas non plus avoir d'effet néfaste et son contenu carbone est sans doute lui aussi resté stable depuis 2005. Les documents qui servent à calculer le bilan carbone estiment les émissions du gaz à environ 200g/kWh et celles du fioul à 300g/kWh. On voit donc qu'en France, utiliser un kWh d'électricité ou de gaz provoquent l'émission d'à peu près la même quantité de CO₂. Mais comme on l'a rappelé plus tôt, les logements chauffés à l'électricité sont plus économes.

On peut même quantifier cela. Pour commencer, l'électricité chauffe un gros tiers des logements actuellement contre un peu moins de la moitié pour le gaz et 15% pour le fioul, ses principaux concurrents. En passant, le graphique suivant (tiré de ce document, p28) montre, en sus de l'essor du chauffage central, que les 40 dernières années n'ont pas seulement été un âge d'or pour le chauffage électrique mais aussi pour le chauffage au gaz. Ce dernier partage certaines caractéristiques communes avec le chauffage électrique: pas de mauvaises odeurs et pollution fortement diminuée, distribution sans effort par un réseau d'adduction. repartition_mode_chauffage.jpg Par ailleurs, un tableau pioché dans cet autre document de l'ADEME (p45) permet de connaître la répartition de l'énergie consommée pour se chauffer, en dehors du bois. On voit que le chauffage électrique consomme seulement 18% de l'énergie consacrée au chauffage alors qu'il représente 35% des logements. chauffage_energie.jpg Du côté des émissions de CO₂, la performance du fioul est très médiocre, alors que la performance des réseaux de chauffage urbain est à remarquer. Il faut dire qu'ils sont souvent alimentés par l'incinération des ordures, du bois ou encore la géothermie. On voit aussi que le chauffage électrique n'est certainement pas une horreur de ce point de vue. emission_CO2_chauffage.jpg

Mais ce n'est pas tout. Le chauffage des locaux n'est pas le seul usage où on a besoin de produire de la chaleur. À part la cuisine qui représente une faible partie de la consommation énergétique des ménages, il y a la production d'eau chaude. Elle aussi a beaucoup augmenté depuis les années 70s; il paraît aujourd'hui incongru de ne pas pouvoir prendre une douche tous les jours chez soi. Dans ce domaine, l'électricité a acquis une position encore plus forte que pour le chauffage, comme on peut le voir ci-dessous (source Bilan Carbone, Tome Énergie §2.6.2.4, p53): ECS_PdM.jpg Une nouvelle fois, en termes de consommation d'énergie finale, il semble que le chauffage à l’électricité soit plus économe. ECS_EFinale.jpg Et la note de l'ADEME attribue une émission de CO₂ de 40g/kWh à la production d'eau chaude sanitaire par l'électricité: il faut dire que cette consommation a lieu le plus souvent en heures creuses tout au long de l'année, là où le nucléaire est archi-dominant dans la production d'électricité française. En conséquence, les émissions de CO₂ sont très basses. On peut aussi noter l'excellente performance des réseaux de chaleur. ECS_CO2.jpg

Enfin, on peut voir la répartition des émissions de CO₂ pour ces usages thermiques. On constate que l'électricité et les réseaux de chaleur ne compte que pour 15%, les combustibles fossiles utilisés directement pour 85%. C'est dû à la fois au prix de l'électricité qui force à l'économiser plus que le gaz, au rendement de 100% du chauffage électrique — une fois passé le compteur, il n'y a pas de pertes pour un usage en chaleur — alors que le chauffage au gaz est toujours handicapé par la présence de chaudières peu efficaces (veilleuses…) dans une bonne partie du parc de logements. Emissions_thermiques_logements.jpg

Conclusion

On peut constater que le chauffage électrique n'a rien eu d'hérétique jusqu'ici en France. L'argumentation se basant sur un prétendu gaspillage dû au passage par l'électricité passent allègrement sur le fait qu'une chute d'eau ou une bise bien fraîche n'ont jamais réchauffé personne et que tout le monde n'a pas la chance d'avoir un réacteur nucléaire à la maison.

Les performances en termes d'émissions de gaz à effet de serre sont tout à fait honorables par rapport à ce qui se faisait à la même époque dans les logements chauffés autrement. Bien sûr, à la suite du durcissement des normes de construction, les logements chauffés au gaz nouvellement construits sont meilleurs de ce point de vue que les logements chauffés à l'électricité construits dans les années 70. Dans le deuxième épisode, je regarderai quelles sont les perspectives.

28 janvier 2013

Un peu de comptabilité: les tarifs de rachat des énergies renouvelables

Après avoir regardé les coûts de l'EPR de Flamanville, il est intéressant de regarder des tarifs de rachat consentis aux énergies renouvelables, au premier rang desquelles l'éolien et le solaire photovoltaïque. Même si j'ai déjà émis l'opinion que fixer les tarifs en fonction des coûts des différentes technologies plutôt qu'en fonction du bénéfice pour la société était une mauvaise politique, il est intéressant de voir quelle rentabilité du capital est accordée aux exploitants. Elle n'a pas forcément à atteindre de hauts niveaux pour que ces subventions aient un effet: l'état garantit par ces tarifs garantis des rentrées d'argent. Les exploitants n'ont plus qu'à porter le risque météorologique et les risques d'exploitation et de construction, mais se voient exonérés du risque commercial.

L'éolien terrestre

L'éolien terrestre bénéficie de tarifs de rachat pendant 15 ans, grosso modo réévalués chaque année selon l'inflation. Le tarif est de 82€/MWh les 10 premières années, puis il y a nominalement un tarif dégressif en fonction de la quantité produite pour les 5 années suivantes. Mais comme il faut atteindre un facteur de charge de 27% pour que la dégressivité démarre, la plupart des éoliennes se voient donc rémunérées 82€/MWh pendant 15 ans, puis doivent vendre leur production sur le marché, où le prix est actuellement d'environ 50€/MWh.

On peut calculer la valeur actuelle d'un kW d'éolien moyennant quelques hypothèses: durée de vie de l'éolienne de 20 ans, facteur de charge de 23%, coût d'exploitation de 20€/MWh. On obtient le graphe suivant: VA_eolien.jpg Dans un rapport sur l'éolien et le solaire, il est dit (p49) que le coût moyen d'une éolienne est de 1600€/kW. Sur le graphe, on peut donc lire la rentabilité attendue pour un tel prix: c'est l'abscisse où la courbe croise l'ordonnée 1600. On constate donc que la rentabilité est limitée dans ces conditions. Même si on peut estimer qu'une éolienne va durer en fait 25 ou 30 ans, cela ne représente pas un surcroît de rentabilité spectaculaire. Ce n'est donc pas une surprise si les capacités installées diminuent d'année en année, comme on peut le voir ci-dessous (extrait du bilan 2012 de RTE). Si les tarifs ont été fixés à une hauteur permettant, au départ, d'obtenir sans doute une bonne rentabilité, on peut subodorer qu'il y a eu une certaine inflation des coûts de l'éolien ces dernières années. install_eolien.jpg

Le solaire photovoltaïque

La situation sur le solaire photovoltaïque est plus complexe car il est possible d'avoir des installations de petites tailles. Là où une éolienne a puissance nominale de 2MW et plus, les particuliers peuvent installer des panneaux délivrant quelques kW voire quelques dizaines de kW, un module photovoltaïque délivrant environ 100W/m² avec des tarifs différents suivant que le panneau est installé au-dessus du toit ou sert de toit. Comme on peut le constater, l'intégration au bâti — où le module sert de toit — permet d'obtenir au moins 120€/MWh de plus, ce qui est intéressant car le contrôle est difficile. La CRE a noté dans sa dernière délibération sur la CSPE (annexe 2, p9-10) que 98,5% des contrats présentés bénéficient d’une prime d’intégration au bâti et en déduit que compte-tenu des exigences de l’intégration au bâti, il ne peut être exclu qu’une partie de ces contrats présente un caractère frauduleux. En français commun, elle a constaté que le régime de soutien au photovoltaïque a donné lieu à une fraude massive.

À partir de 100kW, pour éviter le rush qui s'est produit quand il est devenu financièrement intéressant d'installer ces panneaux grâce à une chute des prix plus rapide que la baisse du tarif de rachat, le gouvernement procède par appel d'offres. Le dernier appel d'offres accepté a mené à un prix moyen de 208€/MWh, pour des dossiers déposés fin janvier 2012.

Le rapport sur l'éolien et le solaire dit (p59) que le coût d'un système photovoltaïque est de 1300€/kW. En comptant 5€/MWh de coût d'exploitation, 11% de facteur de charge, une durée de vie de 30 ans avec un tarif sur 20 ans, on obtient le graphe suivant: VA_solaire.jpg On voit que 200€/MWh permet une rentabilité tout à fait conséquente: c'est la conséquence de la procédure d'appels d'offres où les dossiers ont été déposés au début 2012 et un lancement de l'appel à l'été 2011. Les prix des modules baisse rapidement, il y a donc un hiatus entre le prix accordé et le prix qu'on pourrait obtenir avec les prix du jour. Mais cela ne suffit pas à expliquer toute la différence. L'état accepte quasiment tous les dossiers complets dans les appels d'offres sur le solaire photovoltaïque, il n'y a donc en fait aucune concurrence et cela n'incite pas à baisser les prix. L'impression qui se dégage est que la rentabilité est très élevée!

Pourtant, on constate que les installations de panneaux ont baissé (cf graphe du bilan 2012 de RTE ci-dessous). Cela peut s'expliquer par la baisse de la rentabilité qui était outrancière avant le moratoire de 2010 et par le fait que le coût des petites installations chez les particuliers est plus élevé que pour celles qui font l'objet d'appels d'offres. install_pv.jpg Cependant malgré cette baisse des prix, il n'est pas sûr que le solaire photovoltaïque devienne vraiment compétitif et permette de produire une partie importante de l'électricité à un coût acceptable — mettons autour de 40€/MWh — car le coût du panneau est déjà minoritaire dans le coût d'une installation. Le coût du travail et de composants plus classiques (acier...) tend à devenir majoritaire, ce qui va rendre de plus en plus compliqué d'obtenir des baisses de prix. Mais on atteindra sans doute les 70€/MWh, où le surcoût dû aux subvention deviendrait relativement faible; le problème viendrait plutôt qu'on ait installé la quantité immédiatement utile avec des tarifs nettement plus élevés.

L'éolien en mer

On se rappelle qu'en avril dernier, l'état avait annoncé les résultats de l'appel d'offres concernant l'éolien en mer. 4 des 5 lots avaient été attribués, pour 1928MW au total et un investissement annoncé de 7G€. Le lot restant n'a pas été attribué pour cause de coûts trop élevés, ce qui n'était pas très bon signe quant aux coûts des autres. On l'a déjà abordé ici, mais les coûts se sont bien avérés extraordinairement élevés à 228€/MWh en moyenne. L'avis de la CRE donnait aussi la production attendue: 6.8TWh/an.

Avant même d'aborder la question de la rentabilité du projet pour les industriels, on peut déjà remarquer qu'on va investir une somme inférieure de 20% à l'EPR de Flamanville, unanimement reconnu comme un échec d'ampleur galactique, pour une production annuelle presque 2 fois inférieure! Certains journaux se sont scandalisés à juste titre des surcoûts de l'EPR de Flamanville, je n'ai, par contre, pas vu un seul titre s'interroger sur le bienfondé de cet investissement dans l'éolien en mer. Si on fait l'hypothèse que le coût d'exploitation est de 25€/MWh — la même hypothèse que j'ai prise pour l'EPR de Flamanville —, que les débours dûs à la construction s'étalent sur 4 ans, que la durée de vie des éoliennes est de 20 ans et en prenant les taux d'actualisation de la Cour des Comptes, je trouve que le coût du courant issu de ces champs est de ... 138€/MWh. On peut essayer de voir quel taux d'actualisation ferait sens avec ces hypothèses et le prix annoncé (cf graphe ci dessous), on s'approche dangereusement de 20%! VA_eolien_mer.jpg On peut avancer les explications suivantes:

  • j'ai fait une erreur dans mes calculs
  • le coût réel de l'investissement est bien supérieur à 7G€, auquel cas on est de nouveau confronté au cas de l'EPR de Flamanville, en bien pire cette fois!
  • le coût réel d'exploitation est bien supérieur à 25€/MWh, ce serait quand même un comble pour une source d'énergie qui est annoncée comme devant remplacer les grandes centrales classiques, d'avoir un coût d'exploitation supérieur à une centrale nucléaire.
  • la production sera bien inférieure à 6.8TWh — qui suppose un facteur de charge de 40% pratiquement 2 fois plus élevé que l'éolien terrestre.
  • les industriels vont effectivement s'en mettre plein les poches, ce qui est étonnant quand on regarde les exigences du cahier des charges en matière de détail des coûts.

Conclusion

Ces petits calculs montrent quelques problèmes de la politique d'aide en faveur des renouvelables électriques. Le système d'appels d'offres semble défavorable au consommateur, car très peu d'offres se présentent et que les prix semblent toujours élevés par rapport aux coûts d'investissement annoncés. Que ce soit dans le domaine du solaire photovoltaïque ou de l'éolien en mer, on peut soupçonner des rentabilités extraordinaires.

Le solaire photovoltaïque voit ses coûts baisser très rapidement et le gouvernement peine à adapter suffisamment vite les tarifs de rachat; il représente déjà la moitié des sommes dépensées au titre des subventions aux renouvelables électriques alors qu'il ne représente que moins de 20% de la production éligible aux subventions à ce titre. On soupçonne une fraude massive dans les installations chez les particuliers. La rentabilité des appels d'offres semble excellente du fait des baisses de prix des panneaux.

L'éolien en mer a vu les appels d'offres se conclure sur des prix délirants. J'ai du mal à comprendre comment les montants d'investissements et la production annoncée peuvent correspondre aux prix annoncés. Quant à l'éolien terrestre, l'inflation des coûts tend à diminuer le rythme de construction.

10 janvier 2013

Un peu de comptabilité: quel coût pour le courant produit par l'EPR de Flamanville?

En décembre dernier, EDF a annoncé que l'EPR en construction actuellement à Flamanville coûterait encore plus cher que précédemment estimé, avec un coût prévu de 8G€ (en euros de 2007) soit environ 8.5G€ en euros de 2012 (c'est-à-dire en prenant en compte l'inflation). Cette annonce a suscité une révision des estimations de coûts du courant produit, comme celle de Bernard Laponche, de Global Chance, qui donne une fourchette de 100 à 120€/MWh. Cette estimation sert depuis au Monde de référence à confronter aux déclarations des politiques.

Cependant, ce genre de calculs est notoirement dépendant des hypothèses prises. Souvent ces estimations se servent de conventions, qui ne sont pas forcément réalisées ou qui mènent à des conséquences surprenantes. À partir du rapport de la Cour des Comptes de l'an dernier, on peut essayer de se faire une idée de ce que recouvrent ces estimations.

Les coûts d'exploitation

Dans son rapport, la Cour donne un coût d'exploitation du parc actuel de 22€/MWh (p55), hors démantèlement, stockage des déchets et avec une facture d'assurance très faible grâce au cadre légal actuel. L'EPR est censé avoir un meilleur rendement thermodynamique que le parc actuel, cela ferait gagner 0.5€/MWh produit. Le facteur de charge — le rapport entre la production réelle et le maximum possible dans l'année — est aussi annoncé à 90% comme meilleur que pour la moyenne du parc français — environ 75% — et plus proche des standards internationaux. Ce genre de performance est réalisée à l'étranger sur des réacteurs plus anciens et le meilleur rendement permettra à l'EPR d'être pratiquement tout le temps en tête de l'ordre de mérite du parc thermique: il y a donc de bonnes chances que le facteur de charge soit bien de 90%. Ce qui devrait entraîner une baisse de 15% de tous les autres coûts, soit environ 2.5€/MWh produit.

Le nouveau réacteur permettra sans doute aussi des économies sur le personnel, en diminuant le nombre de personnes requises. Cependant, il est difficile de se faire une idée sur les achats à l'extérieur pour assurer la maintenance. On est par contre à peu près sûr que les coûts des fonctions centrales et des impôts seront les mêmes en termes absolus. D'un autre côté, EDF envisage la mise en place de personnels et de moyens devant intervenir en cas d'accident nucléaire, ce qui ne sera pas gratuit. Pour fixer les idées, prendre l'hypothèse que les coûts baisseraient au total de 3€/MWh produit doit donner un ordre de grandeur correct.

Pour ce qui est du démantèlement, EDF a fait établir des devis qui donnent un coût d'environ 300€/kW (p110), le site de la NRC donne des montants de l'ordre de 400M€ pour des réacteurs de 900MW. On peut donc prévoir que le démantèlement devrait coûter quelque chose entre 500M€ et 1G€. Comme le réacteur est prévu pour produire environ 750TWh, l'ordre de grandeur du coût de démantèlement est de 1€/MWh. Les Cour chiffre le coût du retraitement et du stockage des déchets à environ 2€/MWh (p272). Au doigt mouillé, j'estime qu'une assurance du risque nucléaire coûterait 1€/MWh si les plafonds de responsabilité étaient réévalués.

La Cour donne aussi le montant des investissements de maintenance pour le parc actuel: 1.7G€ soit environ 4€/MWh. Ce montant était promis à une forte augmentation, les centrales devant être rénovées pour les amener à 60 ans de service, elles doivent aussi subir des travaux visant à améliorer leur sûreté suite à l'accident de Fukushima. Cependant, la décennie 2000 a été l'occasion de profiter d'un parc en bon état et de limiter ces investissements. Sur la durée de vie de l'EPR, je vais prendre une valeur de 2€/MWh, car la centrale est prévue pour 60 ans, il y aura donc sans doute moins de dépenses de maintenance et de rénovation; c'est cependant une estimation très grossière. Cela dit, au total, les coûts d'exploitation doivent tourner autour de 25€/MWh.

La rémunération du capital

De la même façon qu'un salarié ne vient pas travailler sans salaire, il est difficile d'attirer des investisseurs sans leur promettre qu'ils vont gagner de l'argent. C'est pourquoi il faut aussi compter une rémunération du capital dans le coût de toute production. Il est particulièrement important dans le cas d'industries capitalistiques comme le nucléaire.

Avant d'aborder la question du niveau de la rémunération, il existe plusieurs techniques pour estimer la rémunération du capital. On peut résonner par analogie avec des instruments financiers existant par ailleurs. La première façon est de considérer l'investissement comme une obligation remboursable in fine. Dans ce cas, il faut amortir linéairement l'investissement et verser des intérêts constants au cours de la durée de vie de l'installation. C'est un mode de calcul qui permet de calculer le prix minimal du courant qui va assurer l'équilibre comptable. Pour arriver à l'équilibre comptable, le capital ne doit rien rapporter — ce qui n'est pas vraiment une incitation à investir — et la dette être remboursée intérêts inclus.

Pour calculer le coût de l'électricité du parc nucléaire actuel en tenant compte d'une rémunération — strictement positive — du capital, la Cour des Comptes considère l'investissement réalisé comme un emprunt immobilier. Un emprunt immobilier consiste à verser des annuités constantes, dont une partie chaque année va au remboursement du capital. Ce capital remboursé ne porte plus intérêts et chaque année, la proportion de capital remboursé augmente dans l'annuité versée. Si on calcule l'annuité en fonction du capital investi et du taux d'intérêt, on se rend compte qu'il y a une équivalence avec une notion souvent utilisée en finance, la valeur actuelle nette. La valeur actuelle du flux de trésorerie que représente les intérêts annuels escomptés au taux d'intérêt payé est égale au capital investi au départ.

Cette remarque est importante car la valeur actuelle a quelques propriétés bien connues. Elle a des implications en termes de décision: seuls les projets ayant une valeur actuelle nette positive devraient être poursuivis. Ensuite, plus le taux d'intérêt est élevé, plus la vision est à court terme: à cause de la décroissance exponentielle en fonction du temps, le futur éloigné compte pour des clopinettes, comme on peut le voir sur le graphe ci-dessous. C'est d'ailleurs à court terme que la rémunération du capital a lieu dans un emprunt immobilier ... puisque le capital est surtout remboursé à la fin. Ce qui veut aussi dire que même si la durée de vie est de 60 ans, l'industriel peut se décider juste en ayant des assurances raisonnables sur les 10 à 20 ans qui viennent. Mais c'est aussi pour ça que dans les projets industriels, les sociétés sont obligées réglementairement de prévoir un fonds permettant de démolir l'usine, sans cela, aucun besoin de se préoccuper de ce qu'elle devient au moment de la construction. VAN.jpg

Par ailleurs, la construction prend du temps, il faut prendre en compte le fait que le capital investit dort en partie. Il faut donc prendre en compte des coûts de ce fait, ce qui augmente le capital réellement investi au delà des 8.5G€ donnés par EDF. Pour mes calculs, je considère que le capital est investi par annuités constantes au cours de la construction.

Quel coût du capital?

Le capital peut être classé en 2 formes classiques: la dette et les capitaux propres. La dette se caractérise par le fait que la rémunération est fixée à l'avance par contrat, le créancier a alors une certaine assurance de ce qu'il va gagner. Les capitaux propres appartiennent aux actionnaires qui ne se voient pas promettre de rémunération particulière. On comprend donc qu'avant d'investir, les actionnaires voudront être mieux rémunérés pour assumer un risque supplémentaire. L'EPR est un exemple du genre de risques que peuvent avoir à assumer les actionnaires: hausse du coût des investissements, du coût d'exploitation, retard du chantier, prix de vente de la production plus bas que prévu, etc.

Pour estimer le coût de l'électricité, il faut donc considérer le coût moyen du capital. Dans son rapport, la Cour des Comptes prend le taux moyen qu'EDF utilise sans trop se prononcer sur sa validité (cf p338 du rapport). Il est de 7.8% hors inflation, soit un taux facial de presque 10%. La Cour trouve par contre qu'appliquer ce taux aux intérêts intercalaires est excessif et applique alors un taux de 4.5% réel. Cela peut s'expliquer par le fait que la construction ne recouvre qu'une partie des risques du projet, que la rémunération du capital couvre déjà en partie les risques de retard et de dépassement de budget, et que si une entreprise s'engage dans un projet capitalistique, c'est qu'il n'y en a peut-être aucun autre qui ait un rendement équivalent. En passant, la Cour ne répond pas à la question de savoir quelle a été le rendement réel de la construction du parc nucléaire actuel, ce qui a quand même une certaine importance.

Si on regarde les comptes d'EDF, on voit que sa dette est d'environ 40G€ et ses capitaux propres de 35G€ (p4 de cette saine lecture). On peut constater que les capitaux employés par EDF sont composés à moitié de dette et à moitié de capitaux propres, même si des variations autour de cette répartition sont constatées. EDF nous dit aussi que le taux moyen facial sur sa dette est de 4.1%. Ce qui veut dire que le taux pris par la Cour des Comptes mène à un rendement des capitaux propres de 16%. C'est tout de même beaucoup pour une entreprise en situation de monopole de fait et à l'activité régulée. C'est pourquoi en plus de la valeur Cour des Comptes, prendre des valeurs inférieures pour la rémunération du capital peut donner une image des coûts plus proche des conditions de financement réelles.

J'ai donc calculé les coûts associés à différentes hypothèses:

  • Le coût donné à l'origine. L'EPR fut donné comme coûtant 3.3G€. Le calcul est fait pour un coût du capital de 8%, une construction de 4 ans — contre 4 ans et demi prévus initialement, facteur de charge de 90%. Aujourd'hui Areva affirme que l'EPR de série coûterait 60€/MWh. Avec ces hypothèses, cela conduit à un coût d'un réacteur de 5G€, relativement cohérent avec le coût de 10G£ prévus au Royaume-Uni pour la construction de 2 nouveaux réacteurs.
  • Le prix du courant nécessaire pour arriver à l'équilibre comptable. Contrairement aux autres calculs, ce prix n'est pas à réévaluer tous les ans de l'inflation. On peut constater qu'EDF va certainement perdre de l'argent avec un EPR à 8.5G€. L'électricité vaut en effet actuellement environ 50€/MWh pour une production permanente.
  • Le rendement de 6% donne le coût si on considère que le coût moyen du capital est de 6% en sus de l'inflation au lieu des 8% pris par la Cour des Comptes. Cela correspond à une rémunération des fonds propres de 12%, plus raisonnable à mon sens.
  • Le rendement de 8% reprend le calcul de la Cour des Comptes avec le coût du capital donné par EDF.
  • Le dernier calcul donne le coût avec un facteur de charge abaissé à 75% comme pour le parc actuel. Cela fait aussi remonter le coût d'exploitation.

couts.jpg

quelques conclusions

Il est à peu près certain qu'EDF va réaliser une perte comptable avec l'EPR de Flamanville. En prenant les hypothèses de la Cour des Comptes sur le rendement du capital, je trouve un coût compris entre 90 et 110€/MWh suivant le facteur de charge. Si un coût moyen du capital plus faible est choisi, le coût de l'électricité baisse assez rapidement. Il est aussi assez remarquable que les opposants principaux à cette nouvelle centrale endossent des demandes élevées de rentabilité du capital et une approche financière court-termiste, contrairement à ce que leur discours laisse penser par ailleurs.

27 octobre 2012

Explosion de la taxe EnR sur l'électricité en Allemagne

Tous les ans au mois d'octobre, le niveau de la taxe finançant les productions renouvelables d'électricité en Allemagne est ajusté aux besoins. Le système allemand a été copié ailleurs: il s'agit de garantir au producteur un prix de l'électricité déterminé en fonction de la technologie employée. Il est décrit avec force diagrammes dans un document de l'association des réseaux de distribution allemands (BDEW), dont l'essentiel a été traduit par l'association Sauvons le Climat. Les 4 gestionnaires des réseaux THT sont obligés de racheter cette électricité et donc de fournir le fonds de roulement du système. Une partie des coûts est récupéré en revendant immédiatement cette électricité aux distributeurs au prix du marché. Comme, évidemment, le prix garanti au producteur est presque tout le temps supérieur au prix de marché, une taxe prélevée directement sur les consommateurs est nécessaire. Cela permet aussi de financer les coûts de trésorerie du système. Les gros consommateurs industriels sont pratiquement exemptés de cette taxe, ils ne paient qu'un montant de 0.5€/MWh: c'est devenu symbolique au regard de ce que paient les autres consommateurs.

Le système de l'obligation d'achat fonctionne à guichet ouvert, le montant de cette taxe peut donc augmenter très vite:

  • si ce sont les moyens les plus chers qui se développent rapidement. C'est le cas en Allemagne: à la fin de l'année 2011, il y avait 27GW de solaire photovoltaïque installés, presque autant que l'éolien. Même si le solaire photovoltaïque produit 2 fois moins d'énergie sur l'année que l'éolien à puissance égale, les prix d'achats sont quasiment 4 fois plus élevés pour le solaire. C'est ainsi que le solaire photovoltaïque consomme plus de la moitié de la taxe (p41 du document du BDEW).
  • en cas de mauvaise anticipation des installations. Comme la taxe est fixée en octobre, il reste deux mois et demi et une marge d'erreur sur les installations de l'année en cours. En cas de changements de tarifs, comme entre 2011 et 2012, on assiste à un rush pour bénéficier du tarif le plus intéressant. L'année suivante, en 2013 donc, il faut combler un déficit.
  • en cas de baisse des prix de l'électricité sur le marché. Un prix moyen de vente est anticipé en prenant comme référence le marché à terme. Si la conjoncture se dégrade, les prix de l'électricité vont baisser du fait d'une baisse de la demande, notamment des consommateurs industriels. Mais le développement des renouvelables impacte aussi ce prix de marché: comme le gestionnaire de réseau est obligé de revendre immédiatement l'électricité renouvelable, il accepte n'importe quel prix, à la différence des centrales à combustibles fossiles. Le prix peut donc tomber très bas, voire devenir négatif, en cas de forte production renouvelable. Comme il s'agit de passer le coût du système de prix garanti du producteur au consommateur, ce dernier ne peut alors bénéficier en aucune façon de la baisse du prix de marché puisqu'il doit combler la différence. Au contraire même, cette électricité renouvelable vendue à prix cassé profite à ceux qui achètent sur le marché spot et ne paient pas la taxe, c'est-à-dire les industriels. Et de façon perverse, plus la demande est faible, plus la taxe est élevée!

L'année 2012, comme on peut s'en rendre compte cumule ces 3 phénomènes. Suite à un changement de tarifs, un rush s'est produit en fin d'année sur le solaire photovoltaïque: 2GW ont été installés sur le seul mois de décembre 2011. Le solaire photovoltaïque est la plus chère des énergies subventionnées. Le prix de l'électricité est resté bas, d'une part à cause de l'afflux de productions renouvelables et d'autre part à cause de la conjoncture allemande et plus largement européenne. Il ne faisait aucun doute que les prévisions du BDEW pour 2013 seraient dépassées, alors qu'elles étaient de 47.4€/MWh (p65).

L'agence de régulation des réseaux allemande a annoncé le 15 octobre que le montant serait finalement de 52.77€/MWh, soit une hausse de presque 50%. Elle dit aussi que le déficit accumulé est de 2.6G€ sur la seule année 2012: le système était équilibré à la fin 2011. Les causes de ce déficit sont le rush photovoltaïque de fin d'année et le faible prix de l'électricité, comme on vient de l'expliquer. En conséquence, les gestionnaires de réseau vont aussi renforcer le fonds de roulement qu'ils maintiennent, afin d'éviter qu'une telle mésaventure ne se reproduise. On peut voir sur le graphe ci-dessous que depuis 2009, c'est-à-dire depuis qu'il est financièrement intéressant d'installer des panneaux photovoltaïques, la taxe explose. Elle est passée de 13.1€/MWh en 2009 à 52.77€/MWh en 2013, soit une multiplication par 4 à partir d'un montant qui n'était déjà pas ridicule. taxe_EnR_2000-2013.jpg

On peut aussi constater que le prix d'une fourniture constante d'un MW pendant toute l'année 2013 vaut actuellement environ 47€/MWh. Certes, les consommateurs doivent aussi payer une part d'électricité de pointe, mais on peut constater que la taxe a atteint un montant tout à fait comparable avec le prix de production de l'électricité en général, alors même qu'elle n'est due que pour une part minoritaire de la consommation. Pour fixer les ordres de grandeurs, le système exonère environ 20% de la consommation électrique allemande de la taxe, alors que la subvention ne finance environ que 20% de la production totale. Le coût du système de subvention allemand semble donc extrêmement élevé.

Une telle hausse a aussi ravivé le débat sur la nécessité de faire contribuer aussi les gros consommateurs industriels, comme on peut le constater dans la presse allemande. Il y a cependant peu de chances que cela aboutisse vraiment: pour ces consommateurs, l'électricité représente une part importante des coûts de productions. En conséquence, les mettre à contribution de la même façon que les consommateurs domestiques ferait exploser leurs coûts de production, ils ne seraient plus compétitifs. Comme le système est visiblement hors de contrôle, ils pourraient même avoir des difficultés à simplement prévoir leurs coûts de production.

Pour conclure, il n'aura échappé à personne que je suis très sceptique sur l'opportunité de subventionner de la sorte les renouvelables électriques. Le principal problème de ce système de subvention est qu'il repose sur la connaissance des coûts de chaque technologie et non sur le bénéfice apporté à la société ou au consommateur. On constate en Allemagne que la majeure partie des subventions vont au photovoltaïque qui ne représente qu'une partie minoritaire de la production renouvelable. On entend souvent que ces subventions sont destinées à faire atteindre la parité en matière de coûts à ces technologies mais, dans le cas allemand, on va arriver à saturer le réseau en installations solaires avant même d'arriver à proximité de ce point. S'engager sur cette voie en France, où on a déjà décarbonné l'essentiel de la production électrique, apparaît plus que jamais comme une grave erreur.

18 septembre 2012

Le coût exorbitant de la course aux renouvelables: 2e édition

Lors de son discours de clôture de la conférence environnementale, le premier ministre a annoncé diverses mesures envers les producteurs d'électricité renouvelables, ou plus exactement l'éolien et le solaire. Ces mesures ressemblaient pour certaines aux recommandations d'un rapport de l'administration: ainsi Jean-Marc Ayrault a-t-il annoncé un assouplissement du zonage pour faciliter l'implantation d'éoliennes.

Mais ce rapport est aussi intéressant par ce qu'il montre les contradictions de la politique que veut mener le gouvernement ou, en tout cas, qu'elle est contraire aux intérêts des consommateurs et à ce qu'il faudrait faire pour diminuer efficacement les émissions de CO₂ en France. Ces contradictions sont apparentes dès le début du rapport, avec les deux premiers paragraphes de la synthèse. On nous dit au premier paragraphe que l'éolien et le solaire doivent être subventionnés. Au deuxième, on nous explique que l'éolien et le solaire ne pourront, pour des raisons techniques, permettre la réduction de la part du nucléaire dans la production d'électricité à 50%: il ne reste donc que les combustibles fossiles pour combler le manque.

De l'éolien et du solaire à bas prix?

La première recommandation du rapport est de préserver une part conséquente de production d'électricité à bas coût. Des esprits forts pourraient en déduire que le rapport devrait s'arrêter dès son introduction puisque de fait, en France, la production d'électricité combine à la fois bas coûts et faibles émissions de CO₂. Les seuls besoins concernent des installations permettant de répondre à des périodes de forte demande à l'ajustement de la production au cours de la journée, bref, des moyens de production pilotables, ce que ne sont pas l'éolien et le solaire photovoltaïque. On sent aussi les rédacteurs du rapport, qui ont lu le bilan prévisionnel 2011 de RTE, très similaire dans ses conclusions à celui de 2012 en ce qu'il annonce une hausse des émissions de CO₂ en cas de diminution de la part du nucléaire, un peu gênés aux entournures, puisqu'ils recommandent aussi de regarder d'autres sources d'électricité que l'éolien et le photovoltaïque (recommandation n°5). Évidemment, la lettre de mission adressée aux fonctionnaires ne leur permet pas de s'arrêter là.

Ils recommandent donc d'assouplir les contraintes pesant sur l'installation d'éoliennes, de façon à accélérer les procédures, augmenter le nombre de terrains disponibles, changements qui peuvent diminuer le prix de l'électricité éolienne toutes choses égales par ailleurs. Cela dit, l'article du Figaro mentionne que le lobby de l'éolien espérait une augmentation des tarifs de rachat qu'il n'a obtenue que pour les DOM-TOM sous les atours de tarifs spéciaux pour eux et pour les zones cycloniques. Le rapport recommande aussi de mettre fin aux tarifs spéciaux du photovoltaïque prévoyant une prime pour l'intégration au bâti. Du point de vue du consommateur, cette prime ne fait que renchérir inutilement le prix de l'électricité.

Mais le rapport contient aussi tous les éléments qui montrent que la politique menée jusqu'ici va coûter fort cher. On y trouve p39 les prévisions de subventions qui se monteraient à 8G€ en 2020 — contre 2G€ en 2012 — ce qui alourdirait la facture des particuliers de 10€/MWh hors taxes. On y voit que les 2 principaux contributeurs seraient le solaire photovoltaïque et l'éolien en mer. Et de fait, on peut s'apercevoir, au gré des appels d'offres, que le solaire photovoltaïque est payé, pour les nouvelles constructions, 208€/MWh pour les plus grosses installations tandis que l'éolien en mer coûte la bagatelle de 228€/MWh.

Quant à espérer des baisses de prix, en dehors du photovoltaïque, elles risquent de se faire attendre. Ainsi, le BDEW, association industrielle allemande regroupant entre autres les producteurs d'électricité, a publié un document sur les perspectives allemandes de la production d'électricité renouvelable, dont l'essentiel est traduit dans ce document de Sauvons le Climat. On y trouve ce graphe p64: prix_EnR_complet.jpg On y voit qu'à part le photovoltaïque dont le prix d'achat moyen passe de complètement délirant à simplement exorbitant, toutes les autres sources voient leurs prix d'achat moyens augmenter ou stagner.

Les appels d'offres, remède à la dérive des coûts?

Pour essayer de limiter les coûts, les auteurs préconisent d'arrêter les tarifs de rachats à guichet ouvert pour passer sur un régime d'appel d'offres. On voit mal comment une telle politique peut s'adapter à l'installation de panneaux photovoltaïques par les particuliers, les plus chers, et un facteur de dérive des coûts restera donc toujours de ce fait. Mais le problème, c'est que cette politique est à double tranchant. Les appels d'offres peuvent permettre de limiter les coûts pour les technologies dont les coûts baissent rapidement en empêchant qu'un effet d'aubaine ne se crée. Les possibilités de construire sont limitées en volume, seuls les offres les moins chères sont sélectionnées. Mais si au contraire les coûts sont en hausse, c'est l'inverse qui se produit.

Et la lettre de mission adressée aux auteurs est lourde de facteurs de hausses des coûts. En effet, les ministres entendent que l'essor de la production d’électricité renouvelable crée des emplois. Cela se traduit par la recommandation 14 où on nous dit qu'il serait bon qu'il y ait des contraintes en termes de contenu local. On nous dit aussi qu'il faut utiliser à cet égard toutes les possibilités de la réglementation européenne, ce qui laisse entendre que les possibilités ne sont pas si grandes que cela.

Regardons les résultats. Les appels d'offres sont la norme pour les installations photovoltaïques de taille moyenne ou grande (>100kW) depuis que le gouvernement s'est fait déborder par la chute des prix des panneaux. Actuellement, le rapport fait état d'un prix possible de l'électricité photovoltaïque de 170€/MWh (p32) à l'heure actuelle en France. Comme on l'a déjà vu, le prix réellement accordé est de 208€/MWh. On ne peut pas dire que les appels d'offres révèlent le prix cible. Mais il y a mieux: p59, les auteurs déclarent qu'au moins un industriel nous a indiqué qu’il parvenait dans ses installations à 100€/MWh en France. On ne saurait trop conseiller à cet industriel de déposer séance tenante une offre à ce prix et de le faire savoir, histoire de faire taire les critiques. Quant à l'aspect du contenu local, on s'aperçoit que la plupart des fabricants de cellules sont en perte (p65), parfois dans des proportions très importantes vis-à-vis de leur chiffre d'affaires. Un approvisionnement local ne peut alors conduire qu'à un fort renchérissement des offres puisque les fabricants disposeraient d'un marché captif. Pour ce qui est de l'éolien en mer, la France s'est distinguée par un prix délirant de 228€/MWh dans un appel d'offre qui correspond à ce que les auteurs recommandent. En Allemagne, le tarif est de 150€/MWh et des champs se construisent à ce prix. Par contre, pas de baisse des prix en vue, comme le montre le graphe ci-dessus: les prix sont à la hausse. Bref, difficile de croire que les appels d'offres vont véritablement offrir de meilleurs prix pour les consommateurs et contenir l'envolée des subventions.

De façon générale, comme les auteurs le remarquent, la France n'a pas construit d'industrie du photovoltaïque ou de l'éolien: chercher à la construire maintenant semble donc une erreur puisque des acteurs sont déjà bien installés et ont amorti une partie de leurs usines. Cela leur donne un avantage compétitif. Mieux vaudrait donc se lancer dans d'autres filières, comme celles du stockage de l'énergie, vu que celui-ci s'adapte à tous types de mix de production et permettrait de remplacer les centrales à combustibles fossiles en France.

Quid de la prime de marché?

Les auteurs recommandent aussi une autre façon de subventionner les énergies renouvelables: la prime de marché (recommandation n°13 & p41). Il s'agirait, au lieu de racheter l'électricité à prix fixe, de donner le prix du marché plus une prime, ce qui inciterait le producteur à se soucier du moment où il injecte du courant sur le réseau de façon à maximiser ses rentrées d'argent. Évidemment, pour des sources fatales pures, c'est assez inutile: l'injection sur le réseau n'est pas maîtrisable. Les producteurs seront alors incités à réclamer une prime qui va simplement renvoyer au prix garanti d'achat, c'est ce qui s'est passé en Allemagne. Cependant, cette méthode peut pousser le développement de technologies de stockage. Mais elle permet aussi de rémunérer l'électricité renouvelable non pas en fonction des coûts des différentes technologies, comme actuellement, mais en fonction du service rendu. Le bonus pourrait être ainsi fixé en fonction du gain réel attendu en termes d'émissions de CO₂. Si on subventionnait 100€/t de CO₂ évitée — 10 fois le prix du marché actuel — cela conduirait à un bonus maximum situé entre 5 et 10€/MWh pour les sources fatales et qui décroîtrait au fur et à mesure que l'électricité serait moins carbonnée, pour peu, bien sûr, que ces énergies participent réellement à la diminution des émissions de CO₂ en France. En effet, les émissions directes (par opposition à une analyse sur un cycle de vie) de l'électricité seule sont comprises entre 50 et 60g/kWh (source, p225) et environ 80g/kWh si on prend en compte la production de chaleur. L'incitation serait par contre nettement plus forte pour les moyens mobilisables à la demande, ceux dont on a réellement besoin. Évidemment, une telle éventualité n'a pas été envisagée par le premier ministre dans son discours.

La lecture de ce rapport est aussi une improbable publicité en creux pour le parc de production d'électricité actuel en France. Voilà une industrie essentiellement locale: la France possède toutes les installations du cycle nucléaire sauf les mines d'uranium. Les barrages sont aussi une industrie éminemment locale: il s'agit de les construire et de les entretenir. La production est aussi essentiellement décarbonée: le rapport rappelle les analyses de l'ADEME sur le cycle de vie des différentes sources d'électricité (p32): les barrages émettent 4g/kWh, le nucléaire 8g/kWh, l'éolien 15g/kWh, le solaire photovoltaïque 50g/kWh.

En conclusion, on voit que le gouvernement va devoir choisir: soit continuer à subventionner les énergies renouvelables dans la production d'électricité pour obtenir dans le meilleur des cas un gain faible en termes d'émissions de CO₂ — mais plus probablement une hausse — et le faire payer très cher aux Français, soit changer de stratégie et se tourner vers des technologies de stockage — disposer d'un stock d'énergie rapidement et facilement mobilisable est l'atout principal des combustibles fossiles — où il y a des places à prendre, ou encore se tourner vers les secteurs qui constituent actuellement l'essentiel des émissions françaises: le chauffage et les transports qui recèlent sans nul doute des gisements de réduction à plus bas coût. L'amateurisme de ce gouvernement, les décisions annoncées lors de la conférence environnementale et ses projets laissent craindre qu'évidemment, on continuera dans la première voie.

6 septembre 2012

Politique énergétique et réalités du réseau électrique

Chaque année RTE, filiale d'EDF et propriétaire du réseau haute tension, met à jour son bilan prévisionnel, dont l'édition 2012 vient d'être publiée sur son site web. Comme l'année dernière, et malgré la baisse de la consommation constatée, RTE prévoit toujours un risque accru et significatif de défaillance électrique. Malgré un ton factuel et diplomatique, il permet aussi de percevoir les incohérences de la politique énergétique française, caractéristique qui risque malheureusement d'empirer sous la présidence de François Hollande, du fait de promesses malvenues.

Le problème de l'approvisionnement électrique

Comme le signale le document (p89), l’apparition d’une puissance manquante à l’horizon de quatre à cinq ans est une constante des différentes éditions du Bilan Prévisionnel: personne ne souhaite investir trop puisque cela ferait perdre de l'argent. Cependant, la vague de froid de l'hiver dernier montre que ce genre d'exercice n'est pas vain. Cette vague de froid était supérieure en intensité à celle prévue dans le scénario qui ne prévoit que les évènements extrêmes à l'échelle d'une décennie. Au mois de février dernier, la pointe enregistrée a dépassé les valeurs prévues dans les scénarios de RTE, y compris ceux présentés dans ce document. Les importations ont été très élevées à certains moments, avec un maximum de 9GW le 9 février, proche du maximum possible.

Les causes de ce manque sont connues. La consommation d'électricité est toujours sur une pente de long terme croissante, malgré la rupture que constitue la crise et les mesures prises pour augmenter l'efficacité énergétique. En conséquence, RTE prévoit que la pointe "décennale" va continuer à augmenter pour dépasser les 100GW après 2014 dans le scénario central. Les pics de consommation électrique sont principalement déterminés par la température extérieure qui provoque un besoin de chauffage plus important: lors de la vague de froid de février, RTE estime que 40% de la puissance appelée était due au chauffage électrique (p35). L'essor du chauffage électrique est toutefois freiné en ce moment par la nouvelle réglementation thermique 2012: cette réglementation défavorise nettement le chauffage électrique hors pompes à chaleur, ce qui réduit notoirement la compétitivité de ce mode de chauffage à cause du coût de la pompe à chaleur. Mais les usages comme l'informatique sont toujours en très nette croissance, ce qui va pousser à la hausse la pointe totale. De l'autre côté, les baisses de demande sont surtout à prévoir en cas de crise économique: l'importance de l'industrie, notamment de l'industrie lourde, ne cesse de baisser à cause de la recherche constante d'efficacité et encore plus à cause de la crise qui a stoppé nombre d'usines. En tout, RTE prévoit une hausse lente des pointes dans tous les scénarios sauf celui qui prévoit une crise économique durable.

De l'autre côté l'offre voit se développer l'éolien et le solaire, mais disparaître les centrales à combustibles fossiles. Si le solaire ne contribue que faiblement aux besoins lors de la pointe, l'éolien a une contribution lors des épisodes froids. En général, lors des vagues de froid sur la France, l'anticyclone qui en est la cause n'est pas centré sur notre pays, ce qui fait que le vent souffle ... au moins un peu. Mais cette contribution est très variable comme on peut le voir ci dessous (graphe p72, que j'ai annoté) contrib_eolien.jpg Si on voit bien l'intermittence sur ce graphe, on ne voit aucune corrélation entre consommation et production. Entre les 2 jours de consommation maximale, on voit que la production éolienne varie du simple au double, en 24h. De plus, si on regarde le retour d'expérience de RTE sur la vague de froid, on s'aperçoit que les importations (p12) et le prix (p14) ont été maximaux le 9 février, juste au moment d'un trou de vent (p10). Si l'éolien apporte une contribution, elle est foncièrement aléatoire et ne remplace pas vraiment une centrale classique.

Les centrales classiques sont, elles, atteintes par la limite d'âge, en quelque sorte. Les directives européennes anti-pollution vont entraîner la fermeture de nombre de centrales au charbon — 3.6GW sur 6.8 — et au fioul — 4GW sur 5.3. Des centrales à cogénération vont fermer, les subventions se terminant. En face de cela, quelques centrales au gaz se sont confirmées, mais pas suffisamment pour compenser (p79). capa_fossile.jpg Comme en plus la crise a fait s'effondrer les prix des permis d'émission de CO₂, le charbon est redevenu très compétitif, ce qui ne va pas inciter à la construction de centrales au gaz. Les centrales à combustibles fossiles voient aussi leur rentabilité entamée par les énergies intermittentes comme l'éolien. Pour couronner le tout, RTE prévoit que la capacité d'importation sera limitée à 4GW, en grande partie pour la même raison: la mise à la retraite de centrales.

Au total, RTE prévoit un manque de puissance de 1.2GW pour remplir son objectif en 2016, en baisse par rapport à ce qui était prévu l'an dernier (2.7GW), en partie du fait de la conjoncture économique. Pour 2017, le manque est de 2.1GW. Évidemment, on peut songer que des travaux seront sans doute faits soit pour construire des turbines à gaz, soit pour rénover des centrales au fioul pour combler ce manque. Mais on ne peut s'empêcher de penser que fermer la centrale de Fessenheim (1.8GW) n'est sans doute pas la meilleure façon d'assurer l'approvisionnement en électricité de la France.

Les conséquences du développement des renouvelables

Un encart p17 livre des informations très intéressantes en liaison avec le développement des renouvelables. Tout d'abord, RTE nous dit que ce développement va coûter 1G€ pour raccorder l'éolien au sol et la même somme pour connecter 3GW d'éolien en mer. Comme l'éolien en mer est déjà horriblement cher, on ne peut que se demander si c'était une bonne idée que d'allouer des lots aux prix proposés.

RTE nous signale aussi le projet allemand d'expansion du réseau. Celui-ci demande la construction de 4400km de lignes THT, dont 1700km de lignes THT 400kV classiques et 2100km de lignes à courant continu. Le tout pour un coût de 20G€ sur les 10 prochaines années. Mais il y a un hic: construire une ligne THT demande 10 ans actuellement du fait des procédures et de l'opposition des sympathisants d'un certain parti politique. Pour ce qui concerne la France, RTE dit qu'adopter une politique diminuant la part du nucléaire nécessiterait de doubler les interconnections sur 20 ans, pour un coût de 7G€, sachant que la vitesse de construction actuelle est très insuffisante. Ces 20 dernières années n'ont vu la construction que d'environ 1/3 des capacités d'exports de la France et certains projets, comme l'interconnexion France-Espagne, ont suivi un chemin de croix.

Un autre encart p85 nous informe aussi des évolutions commerciales et technologiques dues aux renouvelables. C'est ainsi qu'en Allemagne, où le nucléaire remplissait une offre de base fixe au cours de la journée, les réacteurs ont été modifiés pour fonctionner comme en France: avec une possibilité de modulation pour faire face aux périodes de faible consommation. On y dit aussi que dans la plupart des pays européens, la principale contrainte nouvelle posée par le développement des énergies renouvelables est celle du surplus d'offre lorsque la production renouvelable est forte. Dit autrement, on ne sait pas quoi faire de cette électricité fatale à certains moments et elle dégrade la rentabilité des équipements qui assurent réellement la sécurité d'approvisionnement. On peut par exemple s'interroger sur l'opportunité de produire beaucoup d'électricité à midi en plein mois d'août lorsque la consommation en France est pratiquement au minimum de l'année et de la payer à un prix exorbitant, sachant qu'en plus tous les pays européens sont proches de leur maximum de production au même moment.

Les conséquences de la baisse à 50% de la part du nucléaire

RTE nous propose aussi un certain nombre de scénarios à long terme dont un prend en compte la projet de faire baisser à 50% la part du nucléaire dans la production d'électricité. Tout d'abord, p29, RTE nous montre qu'il y a une excellente corrélation entre croissance économique et évolution de la demande d'électricité. On s'aperçoit aussi p84 que la consommation d'électricité ne dépend finalement pas tellement du prix: les prix allemands sont maintenant 75% plus élevés qu'en France pour les particuliers, alors qu'ils étaient nettement plus proches en 2000, l'évolution de la consommation n'a pas du tout suivi le même chemin. Par contre, la dépression en Espagne a réduit la consommation d'électricité. Une conclusion s'impose: une baisse de la consommation d'électricité est provoquée par une baisse du niveau de vie.

Le graphe de la p146 permet de résumer les différents scénarios: mix_elec_fr_50pc.jpg On constate que quoiqu'en dise RTE, le «nouveau mix» laisse penser que le niveau de vie des Français serait alors proche d'une situation de crise prolongée, même si le solde exportateur absorbe une bonne part de la différence avec le scénario médian. Dans ces conditions, il n'est pas dit que l'idée de payer plus pour le réseau et les moyens de production pour une production très comparable à l'actuelle soit très populaire. Finalement, on paierait plus pour exactement la même chose! On remarque aussi, une fois de plus, que la barre noire représentant la production d'origine fossile est la plus épaisse dans ce scénario «nouveau mix». Et, évidemment, la consultation du résultat des simulations ne laisse aucun doute: ce scénario prévoit des émissions de 30Mt de CO₂ contre 24Mt dans le scénario «consommation forte» et 27Mt en 2011. De même, si jamais on s'avisait de respecter à la lettre le programme de François Hollande — qui proposait d'atteindre cette proportion en 2025, les émissions seraient de 40Mt. Cette hausse des émissions par rapport à l'année 2011 est due au besoin de faire fonctionner plus de centrales au gaz pour pallier l'intermittence de l'éolien et du solaire. Il est difficile de considérer cette issue comme souhaitable: on paierait donc plus cher pour autant d'électricité et plus d'émissions de CO₂ qu'aujourd'hui, sans compter les difficultés d'approvisionnement en gaz.

Pour conclure, on voit donc que la politique française en matière énergétique est face à certaines contradictions. Le modèle économique des installations à combustibles fossiles qui assurent réellement l'équilibre entre l'offre et la demande est durablement affecté par l'éolien et le solaire. Ces énergies sont plus chères mais bénéficient d'un traitement favorable sans aucune contrepartie en termes de disponibilité. Comme la production française d'électricité est déjà largement décarbonée, l'intérêt des renouvelables dans la production d'électricité est clairement douteux, mieux vaudrait investir ailleurs. On voit aussi que les pouvoirs publics ont concentré leurs moyens sur ces énergies, au lieu de s'attacher à la sécurité d'approvisionnement. Bien au contraire, les politiques proposent des mesures qui vont en sens contraire comme des fermetures de centrales nucléaires. Mais en plus, on s'aperçoit que remplacer le nucléaire par des renouvelables va aboutir à l'effet inverse de l'effet recherché: faire baisser les émissions de CO₂. L'idéologie est décidément mauvaise conseillère.

3 août 2012

Débattre sans a priori

Dans le rapport de la commission sur le coût de l'électricité, l'auteur du rapport proclame son attachement à un débat sans a priori sur la question du nucléaire et d'en étudier tous les aspects. Bizarrement, ce chapitre se limite aux questions de vieillissement du parc, des déchets radioactifs, des risques d'accidents et de leurs coûts. Tout aussi curieusement, le stockage d'énergie par électrolyse de l'eau n'envisage comme source d'énergie que les renouvelables intermittents.

Toujours dans un esprit ouvert, on nous présente 3 scénarios de production électrique qu'on peut résumer grâce aux 3 graphes servant à les présenter. Scénario Sobriété Scénario Intermédiaire Scénario nucléaire Le premier scénario, dit «sobriété», propose de sortir du nucléaire le plus rapidement possible en se reposant pour une bonne part sur les énergies renouvelables intermittentes, solaire et surtout éolien. Le scénario «intermédiaire» propose une division par 2 de la production nucléaire à horizon 2050. Le troisième, dit «nucléaire nouvelle génération», propose d'augmenter légèrement la production nucléaire au niveau actuel et d'augmenter la production totale d'électricité de 150TWh — soit environ 25% de la production actuelle.

On s'aperçoit donc que l'auteur n'envisage pas que la production nucléaire augmente encore beaucoup, ni même une forte augmentation de la production d'électricité provenant de sources décarbonées. Pourtant, le bilan énergétique de la France pour 2010 montre qu'on a consommé pour 1500TWh de combustibles fossiles en 2010 (p34). Comme il faut diviser cette consommation par un facteur 4 au moins pour cause de réchauffement climatique, remplacer une part substantielle des énergies fossiles par des sources non carbonées est sans doute une nécessité. Or, les sources dont on peut augmenter la production permettent principalement de produire de l'électricité. Certes, aucun scénario précis n'a peut-être été présenté par un des intervenants, mais au moins un, Jean-Marc Jancovici, était favorable à une telle issue.

Dans ce cadre, les 2 autres scénarios paraissent extraordinairement restrictifs puisqu'ils feraient a priori porter tout le poids de la sortie des énergies fossiles sur des économies d'énergie auxquelles ils rajoutent la nécessité de se priver d'une part au moins de l'énergie nucléaire actuellement disponible. Le premier scénario est aussi très surprenant. Il est dit dans le texte qu'il faudrait compter sur un développement important du stockage: des ressources importantes devraient être consacrées à la recherche et à la mise en oeuvre d'infrastructures de stockage d'énergie. Or le développement sur l'électrolyse de l'eau ne laisse envisager qu'un rendement extrêmement faible, inférieur à 35% ce qui grèverait fortement l'intérêt du stockage dans un tel scénario où l'énergie serait sérieusement rationnée. On ne voit pas aussi quelle importance aurait le stockage d'énergie sur le graphique. L'aspect stockage est aussi ignoré quand il s'agit de passer au chiffrage des coûts.

Un autre point attire l'attention: en regardant bien, ce premier scénario est celui où la production d'origine fossile est la plus importante. Dans le texte, on dit aussi que ce scénario suppose la construction de nouveaux équipements de production d'électricité à partir de sources d'énergie renouvelable mais aussi très probablement, du moins tant que les technologies de stockage ne sont pas matures, de centrales à gaz. Il s'agit d'une part de compenser l'intermittence des sources d'énergie renouvelable, d'autre part de fournir une électricité de complément si le rythme de développement de celles-ci n'est pas suffisant. Dit autrement, cela ne pose pas vraiment de problème aux tenants de ce scénario que les émissions de CO₂ ne soient pas minimisées. En clair, le problème du réchauffement climatique est moins important que le risque pris avec le nucléaire. C'est une position étonnante, puisque le stockage de l'énergie peut remplir exactement les fonctions que remplissent actuellement, en France, les combustibles fossiles dans la production d'électricité: faire face aux périodes de forte consommation et aux inattendus. Ce scénario devrait donc être celui de la vertu énergétique, celui où les combustibles fossiles sont totalement éliminés.

On ne surprendra personne en disant que, dans sa conclusion , le rapporteur Vert de la commission annonce que ce premier scénario a sa préférence. On peut donc en déduire les priorités qu'ont les Verts: sortir du nucléaire est plus important qu'éviter le réchauffement climatique, pourtant considéré comme porteur de bouleversements considérables de la nature par le consensus scientifique. Vraiment, pour débattre du nucléaire ou, plus exactement, de sa sortie, il ne faut avoir aucun a priori ni aucun tabou.

1 août 2012

Leçon d'enfumage

La commission sur le coût de l'électricité a rendu un rapport qui a été à juste titre dénoncé comme relevant de la pure idéologie écologiste ailleurs. Mais leur argument massue, que le consommateur français paie plus au total pour son électricité que ses voisins malgré des prix bas, est basé sur un tableau très probablement faux.

Le rapport consacre en effet un développement aux prix de l'électricité en Europe. Il commence par constater que le prix de l'électricité est bien moins élevé en France que partout ailleurs en Europe de l'Ouest. Il faut aller chercher la Grèce, la Finlande ou les pays de l'est pour trouver des prix équivalents. Avec un coût d'un peu plus de 140€/MWh à fin 2011 pour les particuliers, les prix français sont très compétitifs et n'ont pas suivi la hausse des prix causée par le choc pétrolier d'après 2004 comme ailleurs en Europe.

Mais cela n'arrête pas l'auteur, qui nous donne ensuite à voir le tableau suivant: Tableau des dépenses énergétiques avec données fausses On constate que selon ce tableau les ménages français ont la facture d'électricité la plus élevée d'Europe et une facture totale énergétique en ligne avec celle des pays du nord de l'Europe pourtant moins bien lotis du point de vue du climat.

Mais ce tableau est trompeur pour deux raisons au moins. La première, c'est que les données du tableau source d'Eurostat sont exprimées en parité de pouvoir d'achat. C'est sans doute mineur, mais avoir recopié directement ces données puis avoir confondu euros nominaux et parité de pouvoir d'achat n'augure rien de bon. La deuxième, c'est que depuis 2005, les prix des énergies fossiles, celles qui complètent le budget ont subi une forte augmentation des prix. En 2005, le prix moyen du baril de Brent était d'environ 60$, en 2010 de 80$, en 2011 de 100$. L'impact sur les prix du gaz et du fioul sont certains, il doit donc aussi y avoir un impact sur la facture finale.

Ce tableau a aussi — et c'est le vrai problème — toutes les chances d'être faux. On peut s'en rendre compte en partie dès le tableau suivant. Ce tableau-là donne le résultat des calculs de Global Chance, en se basant sur les prix du premier semestre 2011. Et là, surprise: la facture annuelle par ménage n'est plus que de 670€/an environ, en comptant 2 personnes par ménage. Le passage des euros nominaux aux parités de pouvoir d'achat ne peut expliquer une telle différence. On constate aussi que la facture d'un ménage allemand est aussi nettement plus élevée que celle d'un ménage français, contrairement à ce que laissait penser le tableau précédent.

Pour essayer de savoir si cette suspicion est justifiée, on peut se reporter à l'enquête de l'INSEE sur la consommation des ménages. À l'aide des tableaux proposés, on peut calculer que la facture moyenne d'électricité était d'environ 662€ par ménage en 2005. Un nouvelle fois, c'est bien loin des 852€ proclamés par le tableau devant donner les dépenses de consommation par énergie. La même source montre que les dépenses annuelles d'énergie dans les logements — le tableau d'Eurostat ne compte que cela — sont probablement inférieures à 1200€ par ménage: la somme du gaz, de l'électricité et du fioul donne environ 1175€.

On peut aussi procéder à partir des données d'Eurostat. On peut y trouver les données de population, de taille des ménages, une base de données sur l'énergie avec les consommations énergétiques classées par types, un prix typique pour le gaz et l'électricité. La commission fournit les prix du fioul. On trouve alors les résultats suivants, sachant que la précision n'est pas excellente du fait du mode de calcul. Dépenses énergies pour les logements en 2005 Dépenses énergies pour les logements en 2010 On peut voir que loin d'avoir la facture globale par habitant la plus élevée, la France se place plutôt bien. On remarque aussi que la hausse de la facture a été limitée par rapport à d'autres pays car les prix de l'électricité ne sont pas, en France, indexés sur les cours du pétrole.

Tout ceci ne serait pas très important si les opposants au nucléaire ne faisaient pas de l'argument de la facture totale un argument bizarre: que la forte consommation d'électricité, causée par des prix bas, fasse que la facture totale soit en fait relativement élevée. C'est un argument bizarre car il fait l'impasse sur les investissements qu'il faut faire pour moins consommer mais atteindre un même résultat: ces investissements sont notoirement inutiles financièrement lorsque les prix de l'énergie sont bas. Mais même en regardant la facture globale, on constate que la France est plutôt bien lotie. La cause, en fait, est bien connue: les logements chauffés à l'électricité le sont de façon efficace, à cause justement du prix élevé de l'électricité par rapport au gaz et au fioul; pour le reste, les gains d'efficacité ne sont souvent pas extraordinaires à prestation égale, ce qui fait que la demande d'électricité ne dépend pas beaucoup de son prix. Bref, l'argument de la facture totale relève de l'enfumage total de la part des anti-nucléaires.