Article de Matthieu Bilaine (RSEDD 2020)

 

L’Energiewende – « tournant énergétique » – désigne les décisions prises par le gouvernement fédéral allemand dans le domaine de la transition énergétique. L’expression a été adoptée pour évoquer une décision radicale, le mot « Die Wende » (le tournant) ayant déjà été utilisé en 1989 pour désigner le processus de changement qui suivit la chute du mur à Berlin. La réalisation de la transition énergétique est un projet vertigineux visant une transformation profonde du mix énergétique allemand qui a attiré toute l´attention internationale. L’Energiewende est un changement fondamental dans l’approvisionnement en énergie de l’Allemagne : le nucléaire, le charbon, le pétrole et le gaz seront remplacés par un nouveau système d’approvisionnement énergétique basé sur les énergies renouvelables (ENR) – énergie éolienne, énergie solaire, hydroélectricité, biomasse et géothermie.

L’Allemagne s’est fixée des objectifs ambitieux pour réduire les émissions de gaz à effet de serre dans son système énergétique. Avec cette stratégie à long terme, commencée par la loi sur les énergies renouvelables de 2000 et confirmée par le Concept énergétique du gouvernement fédéral de septembre 2010, appelé Energiewende ensuite, le pays est en train de transformer fondamentalement son système électrique. Les centrales nucléaires seront fermées dès 2022, la production d’électricité à partir du charbon à partir des années 2030. Dans le même temps, les énergies renouvelables doivent devenir les principaux piliers du système électrique.

 

Les principales étapes de l’Energiewende

2000 : Loi sur les énergies renouvelables EEG (Erneuerbare Energien Gesetz)
2010 : Concept énergétique du gouvernement fédéral, appelé ensuite « Energiewende »
2011 :  Loi Atomique qui entérine la fermeture immédiate et définitive de 8 réacteurs (les derniers réacteurs devant être arrêtés définitivement fin 2022)
2009, 2011, 2013 : Lois sur le développement du réseau de transport, plusieurs fois révisées
2016 :  Plan climat 2050 (Klimaschutzplan 2050)
2019 :  Programme de protection du climat 2030 (Klimaschutzprogramm 2030)
2019 :  Stratégie d´efficacité énergétique 2050 (Energieeffizienzstrategie 2050)
2019 :  Loi fédérale de protection du climat (Bundes – Klimaschutzgesetz)
2020 :  Lois sur la sortie progressive des centrales à charbon (Kohleausstiegsgesetz)
2020 :  Loi relative à l’énergie des bâtiments (Gebäudeenergiegesetz – GEG)

 

Quel bilan aujourd’hui en termes d’énergie et d’émissions de

GES ?

Avec 12 832 PJ   (1 PétaJoule = 1015 Joule) en 2019, la consommation d’énergie primaire dépasse nettement la valeur cible de 11 744 PJ. L´objectif d´une réduction de 20 % de la consommation d’énergie primaire par rapport à 2008 n’a pas été atteint en 2020, malgré la réduction drastique de la consommation énergétique et des émissions des GES liée au coronavirus.

Pour ce qui concerne les émissions de GES, elles ont baissé à un niveau d´environ 722 Mt CO2éq, soit une réduction de plus de 42 % par rapport à 1990 ce qui permet à l´Allemagne d´atteindre son objectif de 2020 (grâce à la crise du covid).

Dans le domaine des transports, qui représente 23 % des émissions de CO2, la tendance est mauvaise car la consommation d’énergie primaire est à 93 % lié au pétrole, et les émissions sont passées de 153 Mt CO2éq en 2010 à 163 Mt CO2éq en 2019. De la même façon, les émissions stagnent dans le secteur industriel depuis 10 ans. Quant au secteur bâtiment et chaleur & refroidissement, la réduction d’émissions n´a même pas atteint les 27 Mt CO2éq entre 2010 et 2019.

 

Graphique: Evolution des émissions de GES en Allemagne et objectifs en 2030 par secteurs
Graphique: Evolution des émissions de GES en Allemagne et objectifs en 2030 par secteurs

 

Dans un rapport récent, l’Agence Internationale de l’Énergie appelle le gouvernement allemand à recentrer ses efforts sur les secteurs bâtiment, chaleur & refroidissement et les transports.

 

Quel bilan en termes de production électrique ?

Fin 2019, l’Allemagne dispose plus de 110 GW installés en solaire et éolien. L’éolien terrestre a un rendement d’environ 20 %, le solaire d’environ 10 %. Pour l’éolien offshore, l’on espère atteindre un rendement de l’ordre de 30 %. Représentant 50 % des capacités installées de production, l’éolien et le solaire ont produit seulement 20 % de la puissance nette électrique allemande.

Malgré l’intermittence des ENR, il n’y a pas de coupures d‘électricité car l’Allemagne a gardé intégralement son parc de centrales pour suppléer aux carences des ENR. Elle a donc une capacité de production d’une puissance de 202 GW pour une consommation maximale de 84 GW !

Autre conséquence de l’intermittence, les excès de production d’ENR : avec cette gigantesque puissance installée, s’il fait soleil et si le vent souffle, une puissance largement supérieure à la consommation allemande se déverse sur le réseau. Cette puissance est alors bradée sur le marché spot, désorganisant complètement celui-ci. En effet, les prix peuvent alors chuter jusqu’à atteindre des valeurs négatives. Cette chute ne concerne pas les ENR qui bénéficient d’un coût de rachat élevé, fixe et imposé sur 20 ans.

 

Quels sont les coûts de cette politique ?

Aujourd’hui, les émissions de GES provenant de l’électricité tournent autour d’une moyenne de 331 gCO2/kWh. Cela correspond à 2900 €/TCO2 évitée, si on considère que ce sont environ 400 milliards qui ont été investis depuis 2000 pour atteindre ce résultat.

Qui supporte ces coûts ?

  • Les ménages allemands paient en moyenne 31 ct/kWh, dont la moitié sont des taxes.
  • L’industrie non privilégiée paie le kWh à un prix légèrement supérieur à la moyenne européenne.
  • L´industrie électro-intensive est protégée sous la forme d´un dégrèvement partiel du soutien aux ENR et conserve un tarif privilégié afin de préserver la compétitivité internationale.

En 2020, la charge de soutien aux énergies renouvelables électriques (« REG-Umlage ») a été plafonnée à 65 €/MWh pour 2021 (2020 : 67,6 €/MWh), grâce à une subvention de l´État de 10,8 milliards d’euros. Sans cette subvention, la charge de soutien s´élèverait à plus de 96 €/MWh Principale raison de ce coût élevé : la baisse du prix du marché et de la consommation d’électricité, due à la crise sanitaire.

D’après une étude de l´institut de Düsseldorf (DICE), les coûts inhérents à la transition énergétique pour le seul secteur de l´électricité et hors investissements pour l’ENR sont estimés à 520 milliards d’euros de 2000 à 2025, financés en grande partie par le consommateur. De plus, les coûts ne s’arrêteront pas pour autant en 2025. Malgré le déploiement considérable de ressources humaines et financières, la plupart des objectifs principaux ne sont pas atteints en 2020. L’Energiewende est actuellement mal gérée et l’État allemand va devoir améliorer significativement la coordination et au pilotage de la transition énergétique.

 

Quel avenir pour l’Energiewende?

Avec l’adoption de la loi sur la protection du climat en 2019, l´Allemagne vise la neutralité carbone d´ici 2050. Comme le potentiel de ses puits de carbone est limité, cela revient à réduire ses émissions de gaz à effet de serre d´au moins 95 % à l’horizon de 2050 par rapport à 1990.

Cet objectif nécessite non seulement une transformation radicale du mix électrique mais aussi une électrification accrue des autres secteurs de l´économie, et à terme le remplacement des combustibles fossiles par des combustibles « synthétiques » lorsque l’électricité ne peut pas être utilisée directement. De plus, le captage et le stockage du carbone est une option importante pour des usages industriels difficilement décarbonables.

Le gouvernement et la plupart des Allemands souhaitent donc accélérer la tendance actuelle jusqu’à aller vers 100 % d’ENR, même s’ils n’ont aucune idée des conséquences techniques et économiques liées aux choix actuels.

Par exemple, en abandonnant ses moyens pilotables tout en augmentant en même temps la consommation d´électricité par de nouveaux consommateurs (pompes à chaleur, véhicules électriques intelligents), l´Allemagne sera obligée d´augmenter la capacité des centrales de cogénération au gaz pour compenser les fluctuations de la production des éoliennes et du solaire. Cela pose un double problème, environnemental et géopolitique, puisque cela entretient une dépendance au gaz, russe en particulier.

Pour 2030, étape intermédiaire, le gouvernement allemand a revu à la hausse la réduction des émissions de gaz à effet de serre (- 55 % par rapport à 1990) et fixé des objectifs juridiquement contraignants pour chaque secteur.

Les actions suivantes sont prévues :

  • Développement massif des énergies renouvelables : augmentation de la capacité de l´éolien et du photovoltaïque à 250 GW et même jusqu´à 600 GW à l´horizon 2050 (~ 110 GW en 2019) selon différentes études.
  • Sécurité de l´approvisionnement en électricité : l´intermittence des énergies renouvelables fait apparaître d’importants besoins de flexibilité pour assurer l´équilibre entre l’offre et la demande. L’utilisation du gaz (énergie fossile) rend l’Allemagne plus dépendante de ses importations, ce qui remet en cause sa sécurité d’approvisionnement en électricité.
  • Développement des combustibles « synthétiques » produits à partir d’énergies renouvelables.
  • Nouveau mix énergétique dans le transport avec le développement des voitures à propulsion alternative. Selon les études, plus de la moitié du parc automobile utiliserait la technologie des batteries ou propulsion hybride à l´horizon 2050. En outre, les biocarburants et les voitures à hydrogène (pile à combustible) feront partie de la solution.
  • Accélération de la rénovation énergétique des bâtiments dont le taux actuel (de l´ordre de 1 %) est bien trop faible. En 2018, environ 4,1 des 18,7 millions de bâtiments ont été rénovés. À ce rythme, seulement 10 millions de bâtiments seront rénovés en 2050, soit à peine plus de la moitié du parc. Selon les études, il faudrait augmenter le taux à 2 % pour diminuer de 67 % les émissions du secteur des bâtiments en 2030 par rapport à 1990 et arriver à 16 millions de bâtiments rénovés d´ici 2050.
  • Prévention des émissions de l´industrie : l´industrie consomme environ un quart de l´énergie finale dont 90 % sont assurés par des combustibles fossiles. Il faut donc augmenter l´efficacité énergétique, favoriser le choix de sources d’énergie renouvelables et considérer les techniques de capture et stockage du CO2.

L´objectif de la neutralité carbone à l’horizon 2050 ne serait donc pas atteint avec les mesures actuelles.

 

Un bilan en demi-teinte

Après plus de 20 ans d’existence, l’Energiewende donne bonne conscience aux Allemands, qui ont, pour plus de 80% d’entre eux, un avis positif sur cette politique. Ils lui font confiance pour trouver des solutions aux problèmes techniques, et fondent notamment de grands espoirs dans le stockage d´énergie à grande échelle et la digitalisation pour mieux intégrer les énergies renouvelables intermittentes dans le système électrique.

Pourtant, l’Energiewende reste peu efficace en matière de protection du climat :

  • Focalisation sur le secteur de l ́électricité : le mix électrique est encore très émetteur et la décarbonisation se poursuit très lentement suite au remplacement d ́une énergie sobre en CO2 (le nucléaire) par une autre (les EnR).
  • Le défi majeur sera l´amélioration de la performance énergétique dans les secteurs de l´industrie, des bâtiments et des transports, responsables pour deux tiers des émissions.

Aujourd’hui, malgré une part importante (105 GW) d’énergies renouvelables intermittentes, l’Allemagne fait toujours partie du groupe de tête en matière de sécurité d’approvisionnement grâce au parc thermique de ~ 100 GW en backup. Afin d’atteindre ses objectifs ambitieux, la prochaine décennie devrait donc voir une forte augmentation des capacités de production d’électricité renouvelables (environ 100 GW).

Après 20 ans d’Energiewende, le chemin reste long et les challenges nombreux afin d’atteindre les objectifs de l’Accord de Paris sur le climat.

 

Sources

Climate Transparency, 2020, https://www.climate-transparency.org/wp-content/uploads/2020/11/Germany-CT-2020-WEB.pdf

McKinsey, 2020, Energiewende-Index. McKinsey & Company: https://www.mckinsey.de/energiewendeindex.

IEA (2020) Germany 2020. Energy Policy Review. Country report – February 2020. International Energy Agency. En ligne : https://www.iea.org/reports/germany-2020.

Initiative Neue Soziale Marktwirtschaft, 2016, https://www.insm.de/insm/themen/soziale-marktwirtschaft/gesamtkosten-energiewende

Agora Energiewende, 2021, Die Energiewende im Corona-Jahr: Stand der Dinge 2020

https://static.agora-energiewende.de/fileadmin2/Projekte/2021/2020_01_Jahresauswertung_2020/200_A-EW_Jahresauswertung_2020_WEB.pdf

Climate Transparency Report, 2020. https://www.climate-transparency.org/g20-climate-performance/the-climate-transparency-report-2020

AG Energiebilanzen, 2021, Bewertungstabellen, Strommix 2020, en ligne: https://www.ag-energiebilanzen.de/

France Stratégie,  01.2021, Quelle sécurité d’approvisionnement électrique en Europe à horizon 2030 ?   https://www.strategie.gouv.fr/sites/strategie.gouv.fr/files/atoms/files/fs-2021-na-99-approvisionnement-electricite-janvier.pdf

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