Janvier 2023
sommaire
Responsabilité & Environnement
L’électricité dans la transition énergétique
Ce numéro a été coordonné
par Ivan FAUCHEUX
N° 109
Préface
Par Agnès PANNIER-RUNACHER
Ministre de la Transition énergétique
Introduction
Par Ivan FAUCHEUX
Membre du collège de la Commission de régulation de l’énergie
Les grands équilibres à venir du système électrique (européen ?)
Retours sur les Futurs énergétiques 2050
Par Thomas VEYRENC
Directeur exécutif en charge de la stratégie, de la prospective et de l’évaluation chez Réseau de transport d’électricité (RTE)
En octobre 2021, puis en février 2022, RTE a publié les résultats de la grande étude « Futurs énergétiques 2050 » engagée deux ans plus tôt pour déterminer les chemins possibles vers la neutralité carbone et réfléchir au système électrique de demain. Les différents scénarios proposés ont depuis largement alimenté le débat énergétique ; ils ont été repris par de nombreux acteurs et forces politiques et ont alimenté la stratégie de décarbonation de la France présentée en février 2022 à Belfort par le Président de la République. Un an après la parution des principaux résultats de cette étude, nous revenons dans le présent article sur les conditions d’élaboration de celle-ci et sur certains de ses principaux enseignements à la lumière de la crise énergétique qui s’est depuis amplifiée en Europe.
La contribution des énergies renouvelables à l’équilibre du marché de l’électricité en Europe : l’expérience de Vattenfall
Par Yara CHAKHTOURA
Directrice générale de Vattenfall Eolien
Le marché de l’énergie en Europe est en crise depuis presque deux ans, mettant en exergue l’impérieuse nécessité d’accélérer la transition vers un monde sans énergies fossiles d’ici une génération. Pour parvenir à la neutralité carbone d’ici à 2050, tout en assurant notre sécurité énergétique, le déploiement massif et rapide des énergies renouvelables dans le mix électrique est désormais indispensable et implique la mise en place de mesures fortes de simplification et d’accélération, s’appuyant notamment sur une véritable planification. Vattenfall, acteur européen de l’énergie et étant l’un des leaders de l’éolien en mer dans le monde, partage ici sa vision des enjeux d’un tel déploiement.
De l’enjeu de faire émerger des marchés de long terme de l’électricité
Par Antoine DEREUDDRE
Chef économiste à la Commission de régulation de l’énergie (CRE)
Jamais les prix de l’électricité du marché de gros français n’ont été aussi élevés. Nos voisins, pourtant dotés d’un parc plus carboné, nous vendent une électricité qu’ils produisent à moindre coût. Cette situation amère, en apparence aberrante, contraste de façon saisissante avec les années passées, où les prix français étaient parmi les plus bas d’Europe. Nous ne nous attarderons pas ici sur les causes immédiates de la crise tant elles sont flagrantes. Sans nier l’urgence de la situation présente, il paraît néanmoins utile d’examiner quelques pistes d’une réforme possible des mécanismes de marché à long terme. Le point de départ de notre réflexion repose sur l’hypothèse qu’un marché liquide des contrats à long terme est aussi nécessaire au bon fonctionnement du système que les marchés de court terme. Partant du constat d’un marché encore incomplet, où les contrats à long terme ne se développent pas spontanément, nous envisageons les prémisses d’une régulation prudentielle par les quantités.
La nécessité de faire évoluer le modèle du marché européen de l’électricité
Par Boris SOLIER
ART-Dev, Université Montpellier, CIRAD, CNRS, Université Paul Valéry Montpellier 3, Université Perpignan Via Domitia, Montpellier
La crise énergétique et l’envolée des prix de l’électricité en Europe ont amené un certain nombre d’observateurs et de décideurs politiques à remettre en question le modèle de marché actuel fondé sur les coûts marginaux. Parmi les nombreuses propositions de réforme formulées, deux d’entre elles ont plus particulièrement retenu l’attention : 1) plafonner à court terme les prix du gaz utilisé pour la production d’électricité (option espagnole) ; ou 2) instaurer à moyen terme un modèle de marché dual combinant un ordre de mérite fondé sur les coûts marginaux pour les énergies fossiles à coûts variables élevés et des contrats de long terme basés sur les coûts moyens pour les producteurs bas-carbone à coûts fixes élevés (option grecque). Le débat se pose avec d’autant plus de vigueur que la hausse des coûts de l’énergie constitue le principal moteur de l’inflation en Europe, laquelle atteignait plus de 10 % sur un an en octobre 2022. Une situation qui pèse sur la compétitivité de la zone euro face à ses principaux partenaires commerciaux souvent moins sévèrement affectés par la crise énergétique.
Les secteurs électriques en marche vers un régime hybride combinant marché et planification
Par Dominique FINON
Directeur de recherche émérite au CNRS, chercheur associé à la chaire « European Electricity Markets » (Paris Dauphine)
La résurgence de l’intervention publique dans le secteur électrique soulève la question de savoir comment adapter au mieux le market design pour relever le défi de l’investissement associé aux objectifs de sécurité de la fourniture et de décarbonation. L’évolution vers un régime de marché hybride semble inévitable, que ce soit en Europe ou aux États-Unis, dès lors que sont introduites hors marché des énergies renouvelables intermittentes et qui, du fait d’un coût marginal nul, faussent toutes les coordinations en place. Ce régime repose sur deux formes de régulation : d’une part, une planification s’articulant avec une concurrence « pour les marchés » destinée au développement de nouvelles capacités s’appuyant sur différentes techniques et, d’autre part, une concurrence « sur le marché » limitée à la réalisation du dispatching économique. La crise actuelle liée à l’augmentation des prix de l’électricité devrait accélérer cette mutation, en donnant un poids nouveau à la recherche d’un alignement des prix de vente sur les coûts de développement du système.
Le marché de l’électricité, le moteur de la transition énergétique
Par Davide ORIFICI
Directeur des Affaires publiques et réglementaires et de la communication de la Bourse européenne de l’électricité Epex Spot
La crise des prix de l’énergie exerce une pression sur les ménages, les entreprises et les décideurs politiques. Un « dysfonctionnement » ou, plutôt une « inadéquation » du marché européen de l’électricité a rapidement été désignée comme coupable dans le débat public. Est-ce à juste titre ? La réponse est : non. Même s’il est actuellement sous le feu des critiques, le marché paneuropéen de l’électricité est non seulement ce qui permet la transition énergétique sur le continent, mais aussi ce qui la fait avancer. Grâce à des signaux-prix fiables et transparents qui reflètent correctement l’offre et la demande, les actifs de production sont activés pour satisfaire la demande au coût le plus bas possible. Les énergies renouvelables sont intégrées efficacement, l’utilisation des infrastructures est optimisée et l’approvisionnement est sécurisé au-delà des frontières. En outre, de nombreux instruments fondés sur le marché sont disponibles pour réduire les coûts de la transition énergétique et pour impliquer le consommateur final dans les efforts de décarbonisation ; en bref, pour engager l’Europe sur la voie du « Net Zéro ».
Le consommateur
De la perplexité à la défiance des consommateurs
Par Françoise THIEBAULT
Coordinatrice du secteur énergie du CNAFAL
L’ouverture du marché de l’énergie s’est construite parallèlement à la déconstruction des services publics et à une révolution numérique mal maîtrisée. Les consommateurs particuliers, attachés à l’ancien modèle monopolistique et aux missions de service public, ont été la cible de fournisseurs parfois peu scrupuleux, confortés par une autorité administrative indépendante plus soucieuse de l’ouverture du marché que de la protection des consommateurs. Les promesses non tenues et le contexte mondial de flambée des prix ont fait passer les consommateurs de la perplexité à la défiance : comment dès lors obtenir leur adhésion au changement et faire évoluer leurs comportements, condition indispensable pour tenir les objectifs de la transition énergétique ?
Accélérer la transition énergétique dans un contexte de crise : une mise en perspective des enjeux associés
Par Andreas RÜDINGER
Coordinateur Transition énergétique France à l’Institut du développement durable et des relations internationales (IDDRI)
La France et l’Europe traversent une crise sans précédent de l’énergie, qui a commencé en septembre 2021 avant d’être considérablement amplifiée par la guerre en Ukraine. Cette crise nous rappelle douloureusement notre dépendance aux énergies fossiles importées (qui couvrent 65 % de la consommation finale d’énergie en France et 70 % à l’échelle de l’Europe). Pour l’heure, la réponse politique apportée face à cette crise se focalise principalement sur la gestion à court terme de l’urgence économique et sociale, et donc en négligeant la nécessaire accélération des politiques de transition bas-carbone, qui constituent pourtant notre principal levier de résilience face aux crises actuelles et futures. Partant d’un état des lieux de la crise actuelle et de sa gestion politique à l’échelle française, nous donnons dans cet article un aperçu de quelques enjeux liés en particulier à l’accélération du développement des énergies renouvelables électriques en France, en insistant sur l’enjeu d’une meilleure appropriation et intégration territoriale des projets considérés.
Le consommateur, acteur de la sobriété énergétique ? Une approche sociologique
Par Stéphane LA BRANCHE
Sociologue indépendant du climat et de l’énergie, coordonnateur scientifique du GIECO/IPBC
Suite à plus de trente projets de recherche menés en sociologie du climat et de l’énergie dans différents secteurs, nous présentons dans cet article quelques éléments majeurs de compréhension des interactions entre les individus et l’énergie, afin de mieux expliquer ce que représente « faire des efforts de sobriété au quotidien ». La sobriété est beaucoup plus complexe que ce que les représentations communes laissent à penser et elle est aussi plus difficile à mettre en oeuvre. Elle doit être distinguée de l’efficacité et de la gestion de l’énergie, car ces deux aspects ne renvoient pas aux mêmes facteurs de changements et de non-changements comportementaux et cognitifs que la sobriété. Nous présentons en fin de cet article quelques profils socioénergétiques.
Le pilotage coordonné des consommations pour mener à bien la transition énergétique
Par Pierre BIVAS
Cofondateur de Voltalis
La transition énergétique est assortie d’une révolution copernicienne dans l’électricité : avec toujours plus de productions renouvelables, intermittentes et décentralisées, assurer l’équilibre entre production et consommation à tout instant requiert désormais de piloter la consommation. C’est l’objet d’un nouveau métier consistant à optimiser en temps réel la consommation de millions d’appareils électriques en les pilotant à distance et de façon coordonnée. La transition énergétique appelle en effet à de fortes évolutions du côté de la consommation, en particulier du fait de « l’électrification des usages », notamment la diffusion des pompes à chaleur et des véhicules électriques. Surgissent ainsi de nouvelles opportunités en matière de pilotage, au bénéfice des consommateurs. Ce pilotage se révèle déjà très précieux dans la crise actuelle, car il a un impact énorme en termes de modération des prix.
Nucléaire et renouvelables : le débat public est-il propice à leur acceptabilité ?
Par Chantal JOUANNO
Ancienne ministre
Imposer les projets de la transition énergétique au nom de l’impératif de l’urgence climatique serait un suicide démocratique, tant les enjeux de cette transition sont immenses. Ce serait ignorer notre histoire. La participation du public aux décisions impactant l’environnement est une conquête citoyenne qui est devenue la norme internationale et constitutionnelle de l’approfondissement démocratique. Pour autant, le débat public n’est pas l’outil de l’acceptabilité, il est seulement l’outil d’identification des conditions de faisabilité d’un projet. L’enjeu est d’autant plus important que le nucléaire a une histoire conflictuelle et que les énergies renouvelables emportent des enjeux nouveaux d’occupation de l’espace. Pour qu’un projet soit acceptable, encore faut-il que les décideurs écoutent avec sincérité la parole du public et qu’ils en traduisent les enseignements. L’efficacité d’un débat public tient moins à sa méthode qu’à l’adhésion des décideurs aux fondamentaux de la démocratie participative.
De la deuxième vague d’électrification
Par Hélène MACELA-GOUIN
Vice-présidente des activités Secure Power
Dans le monde énergétique du XXIe siècle, trois ruptures se jouent en parallèle : la décarbonation, la décentralisation et la digitalisation de nos systèmes. Mais probablement parce que le réseau électrique français était enviable et était envié dans le monde énergétique du XXe siècle, les transformations indispensables sont aujourd’hui trop lentes à émerger. Ce document prospectif résume les principaux axes de rupture et l’indispensable nécessité d’accélérer notre transformation énergétique. Comme un rappel à la réalité, la situation actuelle de tension sur la production d’énergie met douloureusement en exergue les limites de notre système actuel. Il est temps d’entrer dans la deuxième vague de l’électrification !
Les enjeux de compétitivité industrielle de la transition électrique
Par Hoang BUI
Secrétariat général pour l’investissement, sous l’autorité du Premier ministre
La France doit relever le défi de la décarbonation de son économie et son effort sera d’autant plus important qu’elle voudra non seulement maintenir, mais aussi développer son industrie. Certains secteurs, qui sont les plus impactés, se révèlent être aussi les plus stratégiques pour notre souveraineté et sont en outre de gros pourvoyeurs d’emplois. Un des leviers principaux de décarbonation des entreprises industrielles, c’est l’électricité, soit en utilisation directe soit au travers du vecteur hydrogène. La France aura besoin en 2030 de 680 kt d’hydrogène pour décarboner son industrie et la mobilité lourde, ce qui implique de disposer d’au moins 6,5 GW de capacités d’électrolyse installées et raccordées au réseau électrique. Les projets de production d’hydrogène s’inscrivent dans une temporalité contrainte : si l’hydrogène n’arrive pas à temps, ses principaux clients industriels ne pourront pas se décarboner selon le calendrier prévu, avec le risque que les grands investissements de modernisation soient finalement abandonnés ou délocalisés. Ce serait alors tout un pan de l’industrie française qui serait condamné à moyen-long terme. Si l’on considère les très grands projets d’électrolyse de l’eau prévus en France, certains de plusieurs centaines de MW, ils nécessitent pour la plupart un raccordement au réseau de transport d’électricité dès 2026 ou, au plus tard, en 2027. Or, il existe actuellement de fortes inquiétudes chez les industriels, car les délais annoncés pour ces raccordements laissent présager plusieurs années de retard. Ainsi, cette difficulté d’un raccordement au réseau de transport s’avère être un obstacle potentiellement critique sur le chemin des grands projets de décarbonation de l’industrie. Dans un environnement de plus en plus complexe et de plus en plus foisonnant, stimulé qu’il est par l’appétence des entrepreneurs de l’hydrogène qui veulent être les premiers, alors que les marchés ne sont pas encore matures et que les offres paraissent parfois redondantes, il pourrait être tentant d’attendre avant d’investir dans le renforcement du système électrique. Or, attendre, c’est être sûr de perdre une partie de notre industrie, qui doit négocier de difficiles tournants technologiques et climatiques dans un calendrier contraint. Celle-ci pourrait donc être tentée de s’établir dans des pays offrant un système électrique plus réactif et compétitif. À cela s’ajoutent des tensions sur l’approvisionnement en équipements nécessaires pour réaliser ces raccordements : il faut donc agir sans attendre pour ne pas être les derniers servis. Il est urgent que les parties prenantes, à commencer l’État et le gestionnaire de réseau, travaillent sur une prise en compte de tous les facteurs de compétitivité de notre système électrique et partagent une vision commune des besoins de l’industrie et des projets à mener à bien.
Les contrats de long terme en matière de nucléaire : un enjeu majeur pour la neutralité carbone
Par Philippe DARMAYAN
Président de l’UIMM (2018-2021) et chargé d’une mission ministérielle sur les contrats à long terme d’électricité
Tant du point de vue des producteurs que de celui des consommateurs, il apparaît que le fonctionnement actuel du marché de l’électricité ne permettra pas d’atteindre dans les délais la neutralité carbone. Il y a donc urgence à le repenser, au travers d’une planification stratégique des besoins et des usages et par la fixation d’un signal-prix de long terme basé sur le coût moyen des productions réelles et à venir. Une des composantes de cette transformation concerne les grands consommateurs énergo-intensifs, dont les besoins à très long terme ne sont pas assurés. Pour y remédier, il faut créer les conditions d’un marché de long terme qui mettraient tous les fournisseurs d’électricité sur un même pied d’égalité et permettraient aux industriels de se regrouper au sein de structures d’
Les réseaux énergétiques au coeur des transformations
Les enjeux de la numérisation pour les gestionnaires du réseau de distribution
Par Sébastien JUMEL, Pierre MALLET
Enedis
Le réseau public de distribution d’électricité se trouve, partout dans le monde, au carrefour de nombreuses transitions, que ce soit en matière environnementale, technologique, numérique, économique ou encore sociétale. Nous allons passer d’un système électrique centralisé à un système partiellement décentralisé reposant sur des moyens de production intermittents et donc bien moins pilotables. L’optimisation de la distribution se jouera à des mailles variées, de plus en plus locales. Et la flexibilité, permise par une utilisation intelligente des données, sera la clé du système. Ces transformations vont très largement s’appuyer sur le réseau de distribution de l’électricité, lequel devient ainsi la véritable colonne vertébrale de la transition écologique en cours. Les solutions fondées sur le traitement des données sont essentielles pour mettre en oeuvre ces transformations, dès lors qu’elles ouvrent des perspectives d’amélioration majeure de notre performance et de développement de services. Le compteur communicant Linky constitue un maillon central de cette numérisation. Avec lui, Enedis bascule dans le monde du Big Data . Linky ouvre la voie au pilotage dynamique des usages, facilite l’essor de l’autoconsommation et rend possible une offre de nombreux nouveaux services. C’est aussi un formidable outil pour améliorer la performance de la gestion du réseau. Bien sûr, cette transformation ne se fera pas en un jour, mais elle va s’accélérer, imposant un rythme d’innovation de plus en plus soutenu. Et nous ne pourrons répondre à ce défi qu’en bénéficiant d’un écosystème performant, d’un cadre réglementaire adapté et de la mobilisation de tous les salariés de notre société.
Marchés de l’électricité et du gaz en Europe : quelle architecture pertinente entre monopoles et « energy only » ?
Par Édouard SAUVAGE
Directeur général adjoint d’Engie, en charge des activités Infrastructures dans le monde (transport, distribution et stockage du gaz, transport de l’électricité)
La crise énergétique actuelle, provoquée par une réduction brutale de l’offre d’énergie, révèle un profond dysfonctionnement des marchés du gaz et de l’électricité en Europe. Mais comment répondre à la fois aux défis de la forte augmentation des prix, de la souveraineté énergétique, de la transition énergétique et de la protection des consommateurs ? Des mesures d’urgence sont nécessaires pour sortir du piège de prix de l’énergie très supérieurs aux valeurs observées sur d’autres continents, tout en assurant la sécurité d’approvisionnement de l’Europe en gaz : plafonner les prix du gaz en se référant à une valeur fixe ou indexée sur d’autres énergies, redonner de la profondeur au marché… Une réforme structurelle des marchés de l’énergie est indispensable pour enclencher les investissements nécessaires à la transition énergétique, et ainsi apporter une réponse aux enjeux climatiques, mais aussi de souveraineté énergétique et de maîtrise des coûts de l’énergie. L’Union européenne et ses États membres doivent assumer une nécessaire planification énergétique et parvenir à la réalisation des investissements qui s’imposent par le biais d’appels d’offres concurrentiels. Cette planification doit impérativement prévoir des marges de sécurité significatives garantissant la sécurité d’approvisionnement, même dans des scénarios extrêmes, et la substituabilité partielle mais rapide de différents vecteurs par d’autres pour éviter ou répondre à une tension sur les prix d’un vecteur énergétique en particulier.
Les outils de planification locale dans le contexte de la transition énergétique
Par Claude ARNAUD
Président d’Efficacity
Réussir la transition énergétique de nos villes, c’est-à-dire l’abandon du pétrole au profit de diverses sources d’énergies décarbonées, est schématiquement conditionnée par trois actions indispensables : un investissement massif dans les énergies renouvelables et de récupération (EnR&R) ; une baisse globale de nos consommations par l’usage d’équipements plus efficients et par des comportements permanents plus responsables ; et une planification coordonnée des travaux à mener pour optimiser tant l’efficacité technique que l’étalement judicieux des investissements et financements. Dans cet article, nous nous intéressons justement aux outils de planification qu’ils soient existants ou en développement. L’institut Efficacity pour la transition énergétique de la ville a notamment développé une suite logicielle adaptée pour l’aménagement en rénovation ou à neuf de quartiers et territoires urbains. Ces outils testés sur de nombreux cas concrets donnent aux décideurs politiques les éléments techniques et financiers leur permettant d’opérer les meilleurs choix en matière de solutions énergétiques et pour leur gestion et, ainsi, de bâtir leur programme Climat Énergie au travers de plans opérationnels d’exécution pluriannuelle.
Hors dossier
L’histoire du moteur électrique
Par Ilarion PAVEL
Ingénieur en chef des mines ‒ Conseil général de l’Économie
Le moteur électrique trouve ses origines au XVIIIe siècle dans des expérimentations de savants. Il connaît un premier essor industriel vers les années 1830 en vue d’applications dans les transports, mais se heurte à des difficultés liées aux coûts des solutions alternatives. Puis, il s’impose grâce à des innovations dans d’autres domaines (télégraphes, détonateurs, éclairage…), avant de revenir en force dans les transports (tramways et métros) à la fin du XIXe siècle, ainsi que dans des véhicules électriques. La densité énergétique de l’essence le rend durablement inutilisable pour les véhicules particuliers, alors que les applications électriques se multiplient dans les courants faibles (électroménager, musique, téléphonie, électronique), mais également forts (turboalternateurs, transports en commun), tout au long du XXe siècle. En France, ces industries passent en un siècle de quelques milliers à plus de un million de salariés. Les véhicules électriques reviennent en force au début du XXIe siècle dans le triple contexte du renchérissement des énergies fossiles, de leur raréfaction et des défis liés à l’effet de serre. Dans cet article, nous retraçons les grandes étapes de ces évolutions, avec leurs échecs et leurs succès.
Les matières premières minérales non énergétiques en France métropolitaine appréhendées au prisme des titres miniers (1811-2020)
Par Aurélien REYS
Yann GUNZBURGER
UMR 7359 GeoRessources (Université de Lorraine)
Alain LIGER
Groupe minier et métallurgique Billiton plc (dénommé aujourd’hui BHP Billiton)
et Rémi GALIN
Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires ‒ Bureau de la politique des ressources minérales non énergétiques
Les titres miniers offrent une approche originale pour cartographier les concentrations de substances minérales ayant suscité l’intérêt des investisseurs. La distribution spatiale de ces titres est cohérente avec la carte géologique de la France. Plus modestement, ces titres permettent de suivre l’évolution de l’intensité des activités minières dans notre pays au cours des deux siècles passés. À cet égard, ils mettent particulièrement bien en lumière le recul de ces activités au tournant des années 1980-1990 et l’échec de la relance minière souhaitée au cours de la dernière décennie. À l’heure où les progrès technologiques et la récente réforme du Code minier offrent certainement de meilleures opportunités, les titres miniers peuvent constituer un outil de veille intéressant pour mieux appréhender l’évolution de l’intérêt des acteurs économiques pour les matières premières minérales présentes dans le sous-sol français.