La publication du rapport conjoint IEA/RTE a été saluée avec un enthousiasme bien orchestré par certains qui ont claironné un peu rapidement qu’il démontrait « la faisabilité technique d'un mix 100% ENR ». Bien loin de parvenir à ce résultat, le rapport montre surtout des étapes à franchir, dont les possibilités même de réalisation restent extrêmement hypothétiques.
Le
rapport affirme que quatre ensembles de conditions doivent être remplis pour
rendre techniquement possible l’existence d’un mix électrique reposant
intégralement sur les énergies renouvelables : 1) la stabilité du réseau, 2) la
sécurité d’alimentation, 3)les réserves opérationnelles censées couvrir les
aléas survenant dans la production ou la consommation, et enfin 4) le
développement des réseaux, qui devraient être renforcés et restructurés afin de
gérer une part beaucoup plus importante d’énergies renouvelables.
Or, les contraintes techniques inhérentes aux énergies renouvelables laissent penser qu’il est très peu probable que cet alignement miraculeux de conditions se produise. De plus, le rapport repousse à une étape ultérieure l’examen des conséquences économiques, sociales, et environnementales de ces conditions- ce ne sont juste que les trois piliers du développement durable !
« Le rapport n'examine pas la question de savoir si ces scénarios sont socialement souhaitables ou attrayants ni celle de leur coût et de leur viabilité financière. Ces points seront abordés ultérieurement, sur la base des études menées par RTE en concertation avec les parties prenantes. Même si un ou plusieurs scénarios peuvent sembler techniquement réalisables, toute conclusion sur leur opportunité socioéconomique nécessitera donc une analyse plus approfondie »
Restons donc pour l’instant sur le plan technique, et il y a déjà beaucoup à dire !
Condition n°1 : La stabilité du réseau
Dans la configuration actuelle, les ENR n’assurent pas les services systèmes essentiels au réseau, en particulier les contrôles de fréquence et de tension assurées par les générateurs synchrones et l’inertie des rotors. Une augmentation significative du taux de pénétration des ENR nécessitera de passer à un système complètement différent où ces services seraient assurés par de l’électronique de puissance.
Or le rapport note 1) que « les technologies actuelles des onduleurs ne contribuent pas à l'inertie et ne peuvent participer pleinement à la stabilité du système » 2) que « les solutions techniques sur lesquelles reposerait cette stabilité pour un système exploité à grande échelle comme la France ne sont pas aujourd’hui disponibles sur le plan commercial » et reconnait que certaines des plus critiques n’ont été testées qu’en laboratoire ou sur des micro-réseaux.
Ajoutons
un point soulevé par l’Ademe dans son rapport de 2020 intitulé Les réseaux électriques choix
technologiques, enjeux matières et opportunités industrielles. « La
capacité de l’électronique de puissance à remplacer intégralement les machines
tournantes ne fait pas consensus ; certains experts estiment en effet qu’il
existe un seuil minimal de machines tournantes en dessous duquel la stabilité
de la fréquence sur le réseau électrique ne pourra plus être assurée . De plus,
l’Ademe considère « que l’on manque actuellement de données sur
cette électronique de puissance et bien plus encore sur les vulnérabilités
matière que cela entrainerait et
susceptibles de concerner le tantale, le gallium, le germaniun »
Il s’agit quand même là de services systèmes essentiels, notamment le contrôle de fréquence, dont le défaut a déjà failli provoquer un black out sur la plaque de cuivre Européenne récemment par trois fois (10 janvier 2019, mars 2018, 8 janvier 2021) pour d’obscurs problèmes au Kosovo ou en Croatie…
Condition n°2 : la sécurité d’alimentation
Le rapport note que « la capacité d'un système électrique à approvisionner la consommation en permanence — peut être garantie, même dans un système reposant en majorité sur des énergies à profil de production variable comme l’éolien et le photovoltaïque, si les sources de flexibilité sont développées de manière importante, notamment le pilotage de la demande, le stockage à grande échelle, les centrales de pointe, et avec des réseaux de transport d’interconnexion transfrontalière bien développés ».
Le point central est ici la flexibilité de la demande, les capacités d’effacement, le pilotage « intelligent » de la consommation : il faudra « une flexibilité considérable du côté de la demande : les installations dans les bâtiments et les usines devront avoir la faculté de répondre automatiquement en fonction des prix de marché ou des demandes explicites des gestionnaires du système électrique ».
Or le corps du rapport lui-même, en légère contradiction avec la tonalité plus optimiste de ses conclusions montre que cela ne sera guère facile : « Puisque la faculté d’atteindre à terme une très haute pénétration d’énergies renouvelables dans le mix repose sur les batteries, les technologies numériques pour la gestion intelligente de la demande et/ou de la production, et de stockage de combustibles synthétiques comme l’hydrogène, il est nécessaire de s’intéresser à la maturité de ces solutions et de vérifier qu’elles ont le potentiel d’être déployées à grande échelle dans les délais escomptés. Cet examen ne doit pas porter uniquement sur les coûts prévisionnels : l’analyse doit également recouvrir une dimension proprement industrielle, et se pencher sur les enjeux que revêt l’accélération du rythme de déploiement d’un bouquet de technologies dont les niveaux de maturité demeurent hétérogènes… Enfin, ces flexibilités soulèvent elles-mêmes des enjeux environnementaux (par exemple, sur l'utilisation des sols et la criticité des matériaux qu’elles utilisent), et sociétaux (en particulier sur leur acceptabilité, que ce soit pour la généralisation de flexibilité de la demande au sein des logements ou pour le déploiement d’infrastructures comme les électrolyseurs et les interconnexions). »
Pour la flexibilité, RTE compte beaucoup sur « l'utilisation massive des batteries des véhicules électriques équipés de systèmes de charge intelligents », dont on sait trop comment elle pourrait fonctionner et comment elle serait acceptée. Ajoutons que le lourd bilan environnemental des millions de tonnes de batteries nécessaires à la réussite de ce scénario, batteries dont la durée de vie est limitée, viendra écorner l’image d’un mix électrique « tout-vert ». Quant au stockage via « power to gas », technique permettant de transformer l’électricité en hydrogène ou en méthane, il est encore balbutiant et il apparait aventureux de se reposer sur lui.
Toujours dans son rapport de 2020 sur les réseaux électriques l’Ademe s’est intéressé au cas particuier des smarts grids : « la transition numérique du réseau (« smart-grids »), en permettant une gestion optimisée des infrastructures est la pierre angulaire de l‘adaptation des réseaux aux énergies renouvelables. Pourtant, les connaissances semblent lacunaires, à la fois sur la quantité d’équipements nécessaires et sur le contenu en matières premières des différents équipements…
L‘analyse approfondie des vulnérabilités liées aux matières
contenues dans les « smarts grids n’est pas possible alors qu’elles sont
potentiellement fortes. L‘analyse partielle effectuée dans cette
étude a cependant permis de détecter une importante vulnérabilité du continent
européen concernant les composants électroniques de base.
Ces derniers étant produits pour la grande majorité en Asie et en particulier
en Chine, la chaîne de valeur de la filière électronique peut subir, lors
d’évènements exceptionnels des ruptures d’approvisionnement. La résilience du
réseau électrique face à de tels évènements n‘est pas certaine en l’état
actuel des connaissances. »
Bref, cela fait beaucoup d’inconnues et beaucoup de ces si avec lesquels on peut mettre la mer en bouteille pour quelque chose d’aussi essentiel que la sécurité d’approvisionnement. Ce qui est proposé est un changement complet de paradigme : c’est dans une très large mesure la consommation qui devra désormais s’adapter à la production, et non l’inverse ! Et le grand régulateur RTE sera amené à agir de façon de plus en plus inquisitoire et directive, voire autoritaire dans la vie quotidienne de chacun. Pas sûr que ce soit une évolution sociétale que beaucoup choisiraient si les enjeux en étaient loyalement expliqués !
Signalons également une évolution dont nous pouvons apercevoir ici et là certains prémices : la sécurité d’approvisionnement sera garantie à ceux qui pourront se la payer par des contrats spécifiques, les autres n’auront qu’à s’adapter à la production. Ce sera la fin définitive de la péréquation tarifaire.
Condition n°3 : les réserves opérationnelles censées couvrir les aléas de production ou de consommation
Là encore, le rapport note loyalement que l’on avance un peu à tâtons : « Bien que le dimensionnement des réserves opérationnelles et la responsabilité d’équilibre soient des enjeux bien identifiés dans le débat actuel sur l’architecture de marché, ce point n'a pas suscité une forte attention dans le cadre des travaux prospectifs sur les scénarios de long terme. Ainsi, l’effet de l'éolien et du photovoltaïque sur les réserves opérationnelles n'est généralement pas pris en compte dans les publications académiques sur le déploiement à grande échelle des EnR »
De fait le rapport envisage une solution disons, assez originale : Les ENR sources du problème, deviendraient la solution en faisant partie de la réserve : « Ces unités répondraient alors à des obligations plus strictes, comme celles actuellement imposées aux moyens de production conventionnels »
Si les ENR devenaient pilotables, c’est un peu comme si ma tante en avait, on l’appelerait mon oncle non ?
Il faudrait simplement pour cela une transparence et une prévisibilité sur la production dont on n’a aucune idée du moyen de l‘obtenir. Compte-tenu des pratiques actuelles, c’est loin d’être gagné ! Ainsi une centrale solaire de 230 MWc normalement tenue de publier sa disponibilité est couramment découpée en 25 centrales de 9.2 MW au même endroit ; de cette façon, elle passe sous le seuil de 200 MW du règlement européen REMIT obligeant à la transparence sur la disponibilité et la production à J+5 !
Condition n° 4) le développement des réseaux
« Pour atteindre de hautes parts d’énergies renouvelables dans le mix électrique, les réseaux électriques devront être développés et adaptés de manière importante »
Là encore, le corps du rapport appelle finalement à une très grande prudence, basée sur un retour d’expérience assez réaliste et inquiétant : « Leur acceptabilité par les riverains et leur impact sur les coûts seront des facteurs clés dans la mise en œuvre des évolutions structurelles du réseau de transport d’électricité. Un système électrique avec une part très élevée d'énergies renouvelables s’accompagnerait d’une plus grande empreinte territoriale des réseaux (s’ajoutant à celle des unités de production), alors que la résistance locale aux adaptations du réseau de transport d'électricité est parfois forte, même lorsque la part d’éoliennes est faible et que les renforcements du réseau sont moindres au regard de ce qui serait nécessaire pour atteindre les objectifs de la transition énergétique »
En effet, et on peut ajouter de l’anxiété à l’inquiétude en observant nos voisin allemands et le déroulement de l’Energiewende. En Allemagne, sur 3600 km de réseau supplémentaire prévus pour 2015, seuls 17% étaient réalisés en 2019 ; or l’Energiewende complète exigerait 11.000 km ! En réponse, la loi a été modifiée pour limiter les recours des riverains… En attendant l’éolien du nord ne parvient toujours pas aux centres industriels du sud et ses débordements menacent la stabilité des réseaux électriques des pays voisins.
Quant au coût de l’adaptation du réseau aux ENR, après avoir estimé il y a deux ans à 52 milliards d’euros pour l‘Energiewende allemande, Allemagne et France convergent maintenant vers 100 milliards d'euros (en France, pour RTE et Enedis). Si pour le « Grand Carénage » (prolongation des réacteurs nucléaires), on parle d’un mur d’investissement de 55 milliards, que faut-il dire ici ? un Burj Khalifa ?
En fait, aucune des quatre conditions essentielles identifiées par RTE n’a de solution autre que fortement hypothétique !
Une simple lecture un peu précise du rapport suggère donc en fait le contraire de ce qui a été souvent retenu sur la base de conclusions exagérément optimistes et sans doute délibérément biaisées par complaisance politique : face aux contraintes techniques, l’idée d’un mix électrique intégralement composé d’énergies renouvelables paraît chimérique. Elle reviendrait à se priver d’une énergie décarbonée, le nucléaire, à l’origine de plus de 70 % de l’électricité produite en France en 2019 et émettant 6 grammes de CO2 par KWh (comme l’hydraulique et un peu moins que l’éolien), pour la remplacer par des énergies renouvelables au caractère écologique et à l’efficacité discutables.
Il ne s’agit pas pour autant de condamner le développement des énergies renouvelables. Favoriser leur déploiement vers le transport ou le bâtiment, qui demeurent les principaux consommateurs d’énergies fossiles, pourrait permettre de lutter plus efficacement contre les émissions de gaz à effet de serre. Mais on ne peut pas compter sur une forme de miracle technologique perpétuel pour assurer la stabilité du réseau et la sécurité d’approvisionnement d’un système électrique à fort pourcentage ENR. L’enjeu en terme de sécurité et de survie même de la société est trop important pour être laissé au soin de la récitation de mantras idéologiquement marqués par l’ignorance ou l’irrationnalité scientifique et technique.
Au-delà, on peut également s’inquiéter de la démarche elle-même. Après tout, RTE est en ce domaine juge et partie, et ne peut que voir avec beaucoup d’intérêt un projet qui impliquerait des investissements particulièrement conséquent dans les réseaux dont il a la charge. Il s’agit là de la conséquence parfaitement prévisible et profondément malheureuse, sous la pression conjuguée d‘ultra libéraux et d’écologistes dogmatiques, de la désintégration et de la désoptimisation du système électrique. Chacun joue désormais sa partition sans que personne n’ait plus en charge l’intérêt commun, par manque de motivation ou plus gênant encore, par manque de vision globale et de compétence pour la traduire en actes ;
Ce qu’implique passer à un réseau 100 %ENR :
(source https://lenergeek.com/2021/01/21/scenario-renouvelables-previsions-rte-realistes/ Scenario RTE : passer à un mix électrique 100% renouvelables est-il réaliste ?
L’intermittence des énergies renouvelables et leur difficile pilotabilité entraînent un accroissement des coûts nécessaires à leur intégration au système électrique, mais suppose aussi l’installation d’innombrables unités de production supplémentaires, ceci afin de parvenir, toutes sources d’énergies vertes confondues, à une capacité installée de 196 GW. Pour le seul éolien, il faudrait ainsi passer d’une puissance installée de 15 gigawatts (GW) en 2018 à 96 GW d’ici 2050. Or, rappelle Bertrand Cassoret, Maître de Conférences à l’Université d’Artois, « on a installé en France environ 1,5 GW par an ces dernières années et la durée de vie d’une éolienne est probablement inférieure à vingt-cinq ans.
Il faudrait donc, en vitesse de croisière, tripler la cadence d’installation, donc disposer de trois fois plus de capacités de fabrication, de personnels qualifiés, de grues…Il a été estimé que, rien que pour la PPE (horizon 2030) , il falliat au moins 6000 éoliennes supplémentaires (il y en avait 8000 en 2018) et pour 2060, L’ADEME, dans sa « Trajectoire de référence 2020-2060 », prévoit au total l’implantation de 86 GW d’éoliennes en 2060, soit sur les bases techniques actuelles (puissance unitaire moyenne 1,87 MW) un total de 46 000 machines après repowering. (L'Ademe a aussi une trajectoire faibale acceptabilité des éoliennes qui prévoit l’implantation de 63 GW d’éoliennes en 2060, soit sur les bases techniques actuelles et après repowering un total de 34 000 machines)
Philippe Hansen (Sauvons Le Climat) estime que pour atteindre 100% d’énergies renouvelables au sein de notre mix électrique, il faudrait installer en France un parc éolien tous les 6 km : un tel développement ne pourrait que susciter une exacerbation des difficultés déjà ressenties aujourd’hui : nuisances lumineuses ou sonores, modification des paysages, artificialisation des sols … comme le montre, dans le domaine du photovoltaïque le projet géant de panneaux solaires près de Bordeaux qui se traduit par la destruction de 1000 hectares de forêt.
Cela entrainerait aussi une augmentation de 30 % le prix de l’électricité, qui passerait de 91 euros le mégawattheure (MWh) à 119 euros. Le déploiement des énergies renouvelables repose aujourd’hui sur des mécanismes de soutien publics, nécessaires à leur développement. Mais dès 2018, dans un rapport intitulé Le soutien aux énergies renouvelables, la Cour des comptes dénonçait la faible efficacité des énergies renouvelables au regard des subventions qui les soutiennent. Il est donc à craindre que ce rapport coût/efficacité demeure défavorable dans un contexte de plus large développement des énergies renouvelables.
Réaction de la SFEN : Décryptage : enseignements du rapport RTE-AIE sur la faisabilité technique des scénarios 100 % ENR
Des technologies non matures : « l’AIE estime que plus de 90 % des technologies nécessaires pour atteindre la neutralité carbone sont actuellement au stade de R&D ou de démonstrateur et ne sont pas matures industriellement (ex. : stockages massifs, pilotage de la demande, ou réserves tournantes synthétiques) »
Une flexibilité énorme :
« . Du côté du stockage inter-saisonnier, le rapport rappelle que ces besoins sont aujourd’hui couverts à près de 50 % par... le parc électronucléaire. RTE estime ainsi qu’au moins 80 GW de flexibilité saisonnière seraient nécessaires (soit plus que la puissance installée actuelle des centrales nucléaires et fossiles en France) ; besoins qui seraient assurés principalement via le développement de vecteur hydrogène et les couplages sectoriels. Là encore, il s’agit de solutions en partie encore au stade de la R&D »
Le rappel du Directeur de l’AIE
L’AIE est cosignataire du rapport avec RTE;, et la SFEN ne se prive pas de rappelr la mise en garde de son directeur général, l’AIE, Fatih Birol : « L'énergie nucléaire est un atout national pour la France. Ces dernières décennies, son développement a été une des composantes de la croissance économique française et sur le plan technique, elle a prouvé qu'elle fonctionne à grande échelle …Nous n'avons pas le luxe de nous priver de l'une ou de l'autre des énergies propres. Pour la France, le nucléaire et les énergies renouvelables sont complémentaires ».
Réaction de Dominique Louis, PDG d’Assystem
« le rapport montre que fonctionner avec 100% d’énergies renouvelables (ENR) est possible (en théorie), mais impossible dans la vraie vie, en raison d’obstacles insurmontables d’ordres techniques et financiers… Un des principaux obstacles est la variabilité des ENR et l’absence de solution crédible de stockage….
Prenons le cas d’ l’hydrogène dont on parle beaucoup : ce système de stockage de l’énergie a un rendement catastrophique : il faut 8 kWh d’éolien pour fabriquer 1 kWh d’électricité « hydrogène ». Bref, la seule solution permettant de pallier l’absence de vent et de soleil (si on refuse le nucléaire) serait le gaz. Nos voisins Allemands sont d’ailleurs arrivés à cette conclusion.
Un autre problème se trouve dans les réseaux de distribution : aujourd’hui, nous avons des centres de production de masse (les centrales) qui alimentent au plus près les centres de consommation (les villes). Si on part sur une solution de production d’électricité à partir d’éolienne off-shore, il faudra relier tout ce petit monde (26 000 éoliennes) aux consommateurs. Un réseau est donc à construire qui ressemblerait à une véritable toile d’araignée aux multiples connections. Le coût, bien entendu, serait exhortant. Les difficultés liées à l’acheminent sous-marin de l’électricité serait aussi un véritable obstacle technique.
100 % renouvelables ? Yes we can ! Mais à condition (sans parler des coûts) d’accepter de se laver les mains quand il pleut et de se chauffer ou de se soigner que lorsqu’il y a du vent. Sinon, on tombe dans le paradoxe consistant à faire tourner des centrales au gaz et donc d’augmenter nos émissions de CO2. Par ailleurs, le problème va être accru avec l’électrification souhaitée des transports, du chauffage et de l’industrie
https://www.lepoint.fr/sciences-nature/100-d-electricite-renouvelable-en-2050-la-fin-d-une-illusion-04-02-2021-2412607_1924.php
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