Quelques questions de la transition énergétique

17/07/2017
Publication REE REE 2017-3
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2017-3:19438
DOI : http://dx.doi.org/10.23723/1301:2017-3/19438You do not have permission to access embedded form.

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Quelques questions de la transition énergétique

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REE N°3/2017 ◗ 1 L a gestion du risque climatique anticipé passe par la mise en œuvre d’une straté- gie sans regrets qui consiste à rechercher, développer et déployer des solutions qui pourraient conduire à une réduction importante des émissions de gaz à effet de serre. Mais à ce stade, on peut rappeler que la tendance au niveau mondial est celle d’une hausse de la demande énergétique associée à la croissance démographique, au développement économique et à l’augmentation des besoins des pays émergents ou en voie de déve- loppement. En 40 ans la consommation mondiale a doublé. Il sera difficile d’infléchir la demande d’éner- gie, qui conduit dans beaucoup de pays à l’utilisation accrue des énergies fossiles et notamment du charbon. La réduction des émissions globales de gaz à effet de serre, justifiée par son impact climatique, par les effets d’acidification des océans et par la nécessaire réduc- tion de l’exploitation des énergies fossiles, ne pourra être réalisée sans la participation de tous les pays et notamment de ceux qui sont les plus gros émetteurs, une question d’actualité après le retrait annoncé des Etats-Unis de l’accord issu de la COP21. Le problème de l’énergie et de sa relation avec l’environ- nement est désormais au centre de nombreux débats mais il est généralement mal posé et traité de façon superficielle. L’impression diffuse, est que les solutions existent et qu’il suffirait de les appliquer pour obtenir toute l’énergie nécessaire. L’idée que l’énergie pose un défi majeur n’est pas comprise. L’échelle des défis à relever pour remplacer les énergies fossiles (80 % de l’énergie primaire) par d’autres énergies est immense. Les difficultés méritent d’être soulignées car elles sont sous-estimées par les décideurs, les médias et le pu- blic. On sait qu’il n’y a pas de solution unique, que les solutions clés en main n’apportent que des réponses partielles et enfin qu’il y a beaucoup de questions diffi- ciles qui ne pourront être traitées sans faire des progrès scientifiques, technologiques, sans des innovations et des développements industriels. Parmi toutes les ques- tions posées, on va évoquer trois d’entre elles, celle du réseau électrique et de son évolution, celle de l’inser- tion des renouvelables intermittents et celle de la place du nucléaire dans le mix énergétique. Ces trois sujets ne couvrent qu’une petite partie des problèmes. Le réseau électrique est un élément essentiel dans le système électrique. L’évolution actuelle consiste à mettre en place des capacités d’estimation de son état pour tirer parti des possibilités nouvelles issues du numérique. L’objectif est d’assurer la sécurité du réseau et l’utilisation optimale des capacités de production et d’utilisation de l’énergie électrique. Le «réseau intelli- gent», incluant de nombreux capteurs, peut permettre une plus grande flexibilité, l’intégration de la production diffuse intermittente, réduire la déstabilisation du sys- tème électrique, maîtriser la courbe de consommation, faire des économies d’énergie et limiter le niveau de la pointe. Mais le développement du réseau intelligent pose des questions techniques difficiles comme celles de la répartition de l’intelligence du système entre ges- tion locale et globale, de son optimisation et de son contrôle entre les différents niveaux et des questions majeures de cybersécurité du fait de sa plus grande dépendance à l’échange d’information. Au-delà de ces problèmes, le réseau intelligent soulève des ques- tions relatives à la liberté individuelle des citoyens et à l’exploitation des flux de données massives issues des compteurs communicants. Il y a donc ici beaucoup de sujets ouverts qui demandent un effort soutenu de recherche et d’innovation. Le remplacement des énergies fossiles par des énergies renouvelables éolienne et solaire soulève beaucoup d’espoirs et aussi beaucoup de ques- tions. Pour certains il faudrait développer ces énergies à marche forcée sans se préoccuper de leur effets sur la stabilité du réseau ou des problèmes posés par l’in- termittence de ces énergies. On pourrait ainsi atteindre 100 % de renouvelables pour assurer la totalité de l’énergie électrique en France. Malheureusement, cette option ne traiterait pas la question centrale qui est celle du remplacement des énergies fossiles qui constituent plus de 50 % de l’énergie primaire en France. L’inser- Quelques questions de la transition énergétique EDITORIAL SÉBASTIEN CANDEL 2 ◗ REE N°3/2017 tion dans le réseau de grandes quantités d’énergies intermittentes (éolienne ou photovoltaïque) ne peut se faire sans que soit résolu le difficile problème de leur compensation en l’absence de vent ou de soleil. La variabilité des énergies renouvelables éoliennes et solaires nécessite la mise en œuvre d’énergies alter- natives pour pallier cette intermittence et compenser les chutes de production. On pourrait penser que les échanges d’énergie au niveau européen pourraient ré- soudre ce problème. Or les nuits sont partout longues à la même période en Europe et les anticyclones sou- vent simultanés chez nous et nos voisins. Le stockage pourrait permettre un déploiement à grande échelle en évitant que l’intermittence de ces sources d’éner- gie conduise à utiliser des combustibles fossiles pour répondre à la demande. Mais les capacités de stockage sont limitées et les possibilités des batteries même les plus performantes ne peuvent répondre au besoin. L’ar- tificialisation du paysage serait aussi considérable : pour produire la totalité de l’électricité au moyen d’éoliennes en mer, il faudrait par exemple équiper les 3 200 km de côtes françaises sur une bande de 5 km et aussi réaliser une extension majeure du réseau de transport de l’électricité pour collecter les énergies produites de façon diffuse et les faire remonter vers les lieux de consommation. Au-delà des difficultés techniques, on peut s’attendre à des problèmes d’acceptabilité. Une troisième question est celle de la place de l’énergie nucléaire dans le mix énergétique futur. Cette énergie a permis d’assurer la sécurité d’approvi- sionnement de la France dans le domaine électrique en réduisant la dépendance par rapport aux énergies fos- siles et de diminuer de façon significative les émissions de CO2 associées à la production d’énergie électrique. C’est ainsi que la France s’est hissée dans le groupe de tête des pays développés les moins émetteurs de GES. Pour une production annuelle de 540 TWh d’électri- cité en France, les émissions s’élèvent à 46 Mt CO2 /an alors que l’Allemagne qui a fait un effort considérable et coûteux de mise en place d’énergies renouvelables éolienne et photovoltaïque produit 631 TWh d’électrici- té en émettant 334 Mt CO2 /an. Il y a une contradiction à vouloir diminuer les émissions de gaz à effet de serre tout en réduisant la part du nucléaire. L’énergie nu- cléaire est actuellement le moyen le plus efficace pour réduire la part des énergies fossiles dans la production d’énergie électrique mais ce n’est pas la seule option possible. Elle est notamment peu adaptée à des pays qui ne disposent pas d’une infrastructure scientifique et d’une culture technologique suffisante qui permette d’assurer la sûreté de fonctionnement des installations. Il importe aussi que les pays qui souhaitent poursuivre le développement de la filière nucléaire possèdent ou mettent en place des structures définissant une bonne séparation entre les acteurs du nucléaire et les contrô- leurs des activités nucléaires. L’industrie nationale étant remarquablement compétente dans ce domaine, tant pour les centrales que pour le cycle du combustible, la France dispose d’un atout considérable dans la lutte contre les gaz à effet de serre. Alors que l’insertion d’une fraction significative de so- laire et d’éolien dans la production d’électricité pose déjà des difficultés sérieuses, le problème des 75 % d’énergie non électrique consommés par les trans- ports, l’habitat, l’industrie est autrement plus complexe. Les économies d’énergie pourraient conduire à une réduction de l’émission des gaz à effet de serre qu’il faut effectivement réaliser. Notre électricité décarbo- née permettrait d’ores et déjà à la France de transfé- rer vers l’électricité certaines des activités utilisant des combustibles fossiles, pour le plus grand bien de sa balance commerciale et de la baisse de ses émissions, bien plus qu’elle ne le fait actuellement. En définitive, la transition énergétique demande une vision à long terme et l’engagement d’un effort signifi- catif de recherche, développement et innovation pour faire émerger des solutions qui pourraient permettre de régler des problèmes qui ne sont actuellement résolus que de façon partielle. Sébastien Candel Professeur des universités émérite à CentraleSupélec Président de l’Académie des sciences