La politique énergétique française, assise sur la préférence nucléaire depuis les années 1970, a engendré un mix énergétique atypique dans lequel plus de 77% de l’électricité consommée est d’origine nucléaire. Outre l’indépendance énergétique souhaitée à l’époque dans un contexte de choc pétrolier, cette particularité française a également pour

conséquence un contenu carbone du kWh cinq fois inférieur à la moyenne européenne. Face aux préoccupations environnementales croissantes, il existe alors réellement un « avantage carbone » français. Cet avantage est régulièrement évoqué en comparaison aux autres pays du globe au regard des efforts à réaliser pour limiter les émissions de CO2 associées à la consommation d’électricité ; ou encore pour démontrer le savoir-faire français en matière nucléaire.

De façon moins explicite, mais tout aussi importante, l’avantage carbone constitue une opportunité réelle : celle de réduire drastiquement les émissions de CO2 en transférant l’usage d’énergies carbonées vers celui de l’électricité. Certes, il est pour cela nécessaire de réaliser les évolutions technologiques indispensables pour que nos biens de consommation utilisent l’énergie électrique au lieu d’énergies carbonées (le développement de véhicules électriques par exemple). Personne ne semble ignorer aujourd’hui cette tendance technologique, mais elle n’est pas souvent associée à l’avantage carbone français. Les engagements industriels et politiques actuels dans cette voie doivent pourtant être réalisés sous l’assurance de bénéficier de cet avantage. Ceci se matérialise par trois conditions : premièrement, le mix électrique doit rester durablement faiblement carboné. Deuxièmement, le « transfert » d’énergies carbonées vers l’électricité doit autant que faire se peut utiliser la part non carbonée de l’électricité. Troisièmement, la réduction des consommations des usages actuels est un passage nécessaire avant ce transfert pour éviter de saturer parc de production et réseaux.

Un mix électrique durablement faiblement carboné

Le transfert d’usage des énergies carbonées vers l’électricité prend tout son sens en France en raison de l’avantage carbone, puisqu’il signifie diminution de l’empreinte carbone. La faible part d’énergies fossiles dans la production électrique implique que l’usage de l’électricité n’a que peu d’impact sur les émissions de CO2. Pour les autres pays, l’équation n’est pas aussi immédiate : le graphique ci-dessous présente le cas du véhicule électrique dans différents pays. Si l’empreinte carbone est drastiquement réduite en France en raison du mix électrique à forte composante nucléaire, l’attrait est nettement plus nuancé pour d’autres pays, comme l’Allemagne ou les Etats-Unis.

Emissions carbone des véhicules thermiques et électriques par pays
Source : Sia Conseil
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Cet exemple illustre bien le fait que les efforts industriels actuels et les incitations gouvernementales pour transférer l’usage d’énergies carbonées vers l’électricité n’ont de sens qu’en maintenant un mix électrique français faiblement carboné. Cela signifie aujourd’hui investir pour maintenir et promouvoir le parc nucléaire, développer les énergies renouvelables, réfléchir à des moyens de production de « pointe » modernes et peu émissifs ou encore anticiper les besoins en énergie afin de limiter les importations de l’électricité très carbonée produite par nos voisins.

Le « transfert » d’énergie carbonée vers l’électricité peu carbonée n’est pas si aisé

Si le mix électrique français constitue une réelle opportunité de transfert en raison du faible contenu carbone du kWh (70g), ce contenu n’est pas fixe et il faut garder à l’esprit que les émissions ne sont pas constantes d’un instant à l’autre. Une centrale nucléaire est un moyen de production en « base », qui ne répond que partiellement aux « pointes » de consommations intra-journalières. Les émissions de CO2 des moyens de production de « pointe » dépendent de la technologie utilisée : hydraulique, fioul, charbon, gaz à cycle combiné, importation d’électricité via les interconnexions avec les pays voisins… Hormis les centrales hydroélectriques, le contenu carbone des moyens de pointe est élevé, 288 g/kWh pour une centrale à gaz à cycle combiné par exemple.

Si le transfert d’usage vers l’électricité a pour effet l’augmentation des consommations en pointe, il n’y a aura donc pas de diminution des émissions de CO2 ! Ces nouveaux usages de l’électricité doivent donc être répandus en parallèle des dispositifs adéquats pour coupler production et consommation. En poursuivant sur l’exemple du véhicule électrique, comment s’assurer que les consommateurs ne mettront pas tous leur véhicule en charge en rentrant chez eux à 19h, heure de la pointe de consommation du soir ? Cela passera sûrement par le développement de nouvelles technologies type smart grids permettant au réseau de piloter et lisser les appels de puissance, par la diversification des moyens de recharge – comme la mise à disposition de bornes publiques de charge rapide –, mais aussi par la définition d’offres commerciales adéquates avec un signal prix adapté. Si le prix de la recharge sur borne publique est largement plus élevé que celui payé par le client à domicile la nuit en « heures creuses », il y a peu de chances que les consommateurs jouent le jeu. Le déploiement des compteurs intelligents des distributeurs (comme l’expérimentation Linky d’ERDF) et des energy box des fournisseurs d’électricité permet d’imaginer de multiples tarifications qui étendront largement le fonctionnement des historiques « EJP » d’EDF pour inciter véritablement les consommateurs à limiter leurs consommations en période de pointe.

La limitation des consommations est un pilier du « transfert » vers l’électricité

Le transfert d’usage vers l’électricité peut sembler paradoxal dans un contexte où la Maîtrise de la Demande d’Energie est omniprésente, puisqu’il génère de facto une augmentation de la consommation d’électricité ! Une étude Sia Conseil publiée en décembre 2008 estimait l’impact à l’horizon 2020 des plans de développement de véhicules électriques sur la consommation d’électricité à l’équivalent d’un EPR.

Pour éviter la saturation des réseaux de transport et de distribution ainsi que pour freiner le déploiement démesuré de nouveaux moyens de production, il est donc stratégique de limiter la consommation d’électricité des usages actuels. L’effort doit être réalisé sur les consommations de « base » comme de « pointe ». Pour ces dernières, des services d’effacement viennent compléter les incitations tarifaires déjà mentionnées. Il s’agit, lorsqu’un pic de consommation est prévu, d’effacer la consommation des sites industriels fort consommateurs d’électricité, ou d’effacer de façon « diffuse » la consommation des clients domestiques ou petits professionnels, de façon à bénéficier d’un effet de levier par le nombre de sites concernés. Par exemple, couper sélectivement le chauffage électrique ou la climatisation pendant quelques minutes permet de lisser les consommations pour effacer la pointe sans pour autant modifier notablement la température. Des opérateurs d’effacement diffus proposent aujourd’hui l’installation de ce type d’équipements. Force est de constater que le déploiement n’est pas encore massif – l’effacement intéressant plus les producteurs d’électricité que les clients finaux – et que les modèles marketing et tarifaires sont encore en émergence. Une généralisation de ces technologies ne doit pas conduire à un simple déplacement des pointes juste avant ou juste après les pointes actuelles. Elle ne doit pas non plus induire un modèle dans lequel les fournisseurs d’électricité seront dans l’incapacité de prévoir les consommations de leurs clients : l’équilibre du réseau est en jeu.

La diminution de la consommation en « base » proviendra quant à elle de deux facteurs principaux : d’abord le besoin réel en électricité, ensuite les incitations fiscales ou tarifaires pour limiter la consommation.
La limitation du besoin en électricité passe par l’éco-efficacité énergétique : isolation des bâtiments, normes HQE, bannissement des lampes à incandescence… La communication autour de ces thématiques est soutenue et les dispositifs réglementaires et fiscaux incitatifs ont été mis en place avec cohérence, ce qui a permis de remplir les objectifs fixés. Ainsi consommateurs et fournisseurs ont agi de concert : quelque 20.000 éco prêts à taux zéro ont été souscrits par des propriétaires afin d’améliorer l’isolation de leur logement, catalysés par les efforts des énergéticiens pour remplir leurs objectifs de Certificats d’Economie d’Energie : par ce dispositif, l’Etat leur imposait de réaliser ou de faire réaliser 54 TWh d’économies d’énergie dans le domaine de l’habitat sur la période 2006-2009. 60 TWh auront en fait été économisés. L’objectif de 300 TWh pour la période 2010-2012 – intégrant cette fois le secteur des transports – sera certes un défi d’une autre dimension, mais il agira toujours dans le même sens.

La production décentralisée est un autre moyen de réduire le besoin en électricité, en générant une partie de l’électricité nécessaire directement sur le site de consommation. Les obligations d’achat d’énergie ont favorisé la croissance rapide du nombre de petits producteurs éoliens ou photovoltaïques. Mais il faut cette fois constater que, si ces obligations ont permis le financement d’équipements dont la rentabilité n’existait pas à moyen terme, elles ont aussi contribué à la mise en œuvre quasi exclusive d’installations en « vente totale » – l’ensemble de la production locale est réinjectée sur le réseau de distribution – plutôt que de maisons passives réinjectant le « surplus » de consommation. La technologie ne suffit pas, elle doit être relayée par une incitation adaptée !

Au-delà de l’éco-efficacité, la mise en œuvre de signaux tarifaires pertinents est un moyen fort pour inciter à la réduction des consommations. La taxe carbone devrait jouer un premier rôle, même si son impact sera limité à 17 € la tonne. Mais l’important est de savoir qu’un jour, elle en atteindra 100 € et qu’elle engendrera alors une modification des comportements, comme cela a été le cas pour les taxes sur la cigarette. D’autres initiatives peuvent être considérées. Au Japon et en Californie, le prix de l’électricité est progressif, fonction de la consommation. Le prix du kWh augmente avec le volume d’électricité consommé, comme l’illustre le graphique ci-dessous. Cette méthode a permis de limiter la hausse de la consommation dans ces régions.

Exemples de tarification progressive en Californie
Source : CEC Workshop on Rate Design, Incentives & Market Integration, juin 2008
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Technologies, marketing, politique

En synthèse, le transfert de l’usage d’énergies carbonées vers l’électricité ne pourra s’opérer sans de vraies avancées technologiques. Certaines idées ont été citées ici, d’autres sont à creuser, comme le stockage de l’électricité. Leur mise en œuvre sera d’autant plus aisée et efficace que les premières étapes auront été franchies. Ces innovations ne constituent pas la seule condition de réussite. Le changement de mode de consommation à l’échelle du consommateur ne peut se faire sans réels signaux politiques, règlementaires et tarifaires. Ces actions doivent être coordonnées et trouver une ligne directrice forte éclairée par une politique énergétique française globale.

Sia Conseil

Cet article a également été publié dans le magazine “Flux”, la revue des ingénieurs Supélec.

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| 8 janvier 2010 | | |