TECHNOLOGIES ET FILIÈRES
Dix ans après le séminaire de 2006 (Assemblée Nationale) sur l’énergie, un nouveau séminaire est organisé par le Forum du Futur au Palais du Luxembourg. Une première table ronde (« Les objectifs d’un politique de l’énergie ») s’est tenue le 15 décembre 2016. Cette note reprend les principales interventions et les convergences apparues lors des débats, le 12 janvier 2017, de la deuxième table ronde (« Technologies et filières »).
Sous le haut patronnage de Jean-Claude LENOIR, président de la commission des affaires économiques au Sénat -
Intervenants
Alain BUGAT Président de l'Académie des Technologies
Yannick JACQUEMART Directeur R&D Innovation à RTE
Luc REMONT Président Schneider Electric France
Jean-François le ROMANCER Président de Keynergie
Modérateurs
Henri CONZE, ancien délégué général pour l’armement, conseiller maitre honoraire à la Cour des Comptes
Alexandre ROJEY, fondateur du groupe de réflexion Idées (Fondation Tuck)
Une profonde évolution du domaine de l’énergie
Nous sommes aujourd’hui confrontés à trois changements profonds simultanés : la transition énergétique, la révolution numérique et la pression sociétale en faveur des « énergies vertes ». Cela explique, au moins en partie, un certain nombre de situations anormales : nous n’avons rien fait depuis dix ans dans le domaine de l’électricité qui n’ait été subventionné ; depuis quelques années, on ne parle plus du prix final de l’énergie ; le prix de l’électricité en France va doubler à court terme sans que l’on s’en soucie réellement ; la priorité d’accès au réseau des ENR (énergies nouvelles renouvelables) désorganise les marchés de l’électricité ; un certain nombre d’investissements indispensables n’ont pas été réalisés et il faudrait des sommes considérables pour assurer le bon fonctionnement des réseaux ; etc.
En particulier, l’arrivée à grande échelle du numérique et des capteurs intelligents participe à la révolution dans le domaine de l’énergie. C’est le cas, par exemple, pour la consommation à usage domestique : tous les bâtiments construits jusqu’à un passé récent sont des radiateurs ouverts sur le ciel et les rénover afin de réduire leur consommation d’énergie est souvent impossible, en tout cas extrêmement coûteux. Or, la mise en œuvre de solutions numériques pour le contrôle et la gestion de cette consommation permettrait de réduire la « facture » de moitié !
Une telle (r)évolution entraine un changement profond des entreprises du secteur. Une société comme Schneider Electric, leader mondial dans son domaine, est passée successivement de l’électromécanique et de la gestion de l’électricité, puis de la gestion de l’électricité à la gestion de l’énergie (« control-command », logiciels…) et enfin, en devenant plus intelligent dans la connaissance et la conception d’infrastructures, à la gestion de l’espace. Cette évolution était la condition nécessaire à la survie de l’entreprise car, dans le même temps, la durée d’un cycle de développement dans son secteur d’activités est passée de dix ans à un an !
Cet exemple est à méditer. En effet, l’application des mêmes techniques, des mêmes méthodes, dans l’Hexagone ne peut-elle conduire à des infrastructures ou des usines plus compétitives, y compris vis-à-vis de leurs rivales chinoises, et donc aider au futur développement d’ investissements sur notre territoire ?
La question du stockage
En France, les énergies renouvelables représentent 33 % de la puissance électrique installée et 17 % de l’électricité produite, l’hydraulique restant, pour le moment, la principale source de ces énergies. La puissance installée des énergies éoliennes et solaires est relativement concentrée dans quelques zones géographiques, souvent éloignées de celles de consommation, ce qui rend plus difficile leur injection dans le réseau. Le stockage de l’électricité est souvent considéré comme le « Saint Graal » ; néanmoins, il se heurte à plusieurs difficultés qui freinent le développement des technologies et/ou leur déploiement. En effet, certains considèrent, soit qu’il n’est pas nécessaire d’investir dans ce domaine, voire qu’il ne faut pas, par absence d’espace économique, soit que la question du stockage est en passe d’être résolue étant donné la forte décroissance du prix des batteries. Pourtant, même si les solutions de stockage électrique de puissance sont bien maitrisées, celles en énergie le sont moins, surtout lorsqu’il s’agit de stockage de masse.
Ce qui existe actuellement en matière de stockage de l’électricité est assuré essentiellement par le stockage gravitaire (STEPs). Toutefois, il est difficile de trouver de nouveaux sites de stockage et les sites en montagne sont le plus souvent éloignés des sites de production et de consommation. De ce fait, le recours au stockage est peu économique. Si des progrès ont été réalisés dans le domaine des batteries, cette option reste cependant très coûteuse et peu compatible avec un stockage de longue durée (éventuellement pour l’énergie solaire sur la journée, mais non pour l’énergie éolienne sur plusieurs jours). Une des raisons à cela est que le stockage de masse de l’électricité est en compétition avec d’autres possibilités comme l’accroissement des interconnections et leur efficacité ou le développement de la gestion numérique (« smart grid »). La conséquence de cette compétition est l’absence de visibilité pour les investisseurs, hormis, évidemment, dans certains cas très particuliers, notamment aux États-Unis où le contexte est très différent étant donné le mauvais état du réseau ou la présence d’une clientèle très fortunée. Ce contexte a conduit, par exemple, au développement du « business model » d’Elon Musk (batteries résidentielles), modèle qui reste à démontrer et qui n’est pas nécessairement transposable en France !
Autre problème de stockage, celui de l’hydrogène, dont dépend son utilisation dans l’avenir. De gros progrès ont été réalisés, en particulier le stockage sous forme solide (hydrure de magnésium par exemple). Malgré tout, le syndrome de l’ « Hindenburg » et de la dangerosité de l’hydrogène est encore présent dans les esprits.
La nécessaire évolution des réseaux d’électricité
La gestion des réseaux électriques devient de plus en plus difficile. Jusqu’à un passé récent, les flux de production et de consommation étaient prévisibles. Aujourd’hui, en raison du développement des énergies intermittentes, de leur accès sans contraintes au réseau et de leurs très fortes variations (40 GW de puissance photovoltaïque connectés en Allemagne certains après-midi et, évidemment, rien la nuit), les prévisions sont de plus en plus aléatoires alors que les temps de réaction nécessaires pour maintenir l’équilibre du système sont de l’ordre de la seconde. En outre les marchés de l’électricité sont désorganisés : baisse des prix de gros rendant difficile la rentabilisation des investissements, hausse des prix payés par les particuliers, etc.
Si nous voulons réduire les coûts et accroitre la fiabilité des réseaux, il est indispensable de « penser système ». Jusqu’à un passé récent, l’architecture d’un réseau était simple, hiérarchisée en trois niveaux (haute, moyenne et basse tension). Or, en raison, en particulier, du développement des énergies intermittentes, deux conceptions s’affrontent : le « small is beautiful » pour certains qui voudraient toujours plus d’autonomie et de gestion à l’échelle locale ; à l’inverse, d’autres préfèrent l’ancien « big is beautiful » et estiment qu’une gestion intelligente du réseau passe par une vision « système », le plan d’investissement à dix ans demandé par l’Europe entrant dans ce cadre. En fait, le développement des énergies renouvelables implique un recours accru au réseau interconnecté et nécessite toujours plus d’intégration.
Par ailleurs, il est important d’admettre que, si les décisions d’investissements la concernant restent nationales, l’électricité n’a pas de frontières. Tôt ou tard, cet état de fait soulèvera des difficultés politiques. Un exemple : l’électricité d’origine éolienne produite par l’Allemagne dans le Nord et en mer Baltique alimente le Sud et la Bavière en transitant par la Tchéquie. Des décisions d’investissements prises par un pays, sans concertation, peuvent donc pénaliser un autre : ainsi l’intermittence des ENR installées en Allemagne est en grande partie subie par les pays riverains, dont la France.
Les générations futures de réacteurs nucléaires
Dans le domaine de l’énergie nucléaire, la révolution peut venir des petits réacteurs appelés de manière générique Small Modular Reactors (SMR). Malheureusement, pour beaucoup de raisons, aucun effort véritable de recherche, à fortiori de développement, n’a été réellement accompli en France depuis au moins cinq ans, alors que depuis un certain nombre d’années tous les grands pays nucléaires conduisent un programme dans ce domaine ; ainsi les Etats Unis vont, dans les prochaines semaines, donner le feu vert à la réalisation d’un démonstrateur (SMR NuScale). Le concept de réalisation de tels réacteurs serait totalement différent de celui des générations actuelles. Très modulaires, ils seront même, pour certains, totalement produits et assemblés en usine, l’industrie nucléaire s’alignant ainsi sur l’industrie aéronautique.
Concernant le long terme, nous savons que la préparation des futures générations de réacteurs (génération IV : concepts révolutionnaires) avait donné lieu à un accord international entre quelques nations qui ont, dans un premier temps, défini en 2002 un calendrier d’études de faisabilité, puis de démonstration. Un retard de dix ans environ a été pris. Un nouveau calendrier, agréé en 2012, repousse à 2030 l’aboutissement des phases de démonstration des différentes filières possible.
Une interrogation se pose pour quelques unes d’entre elles, par exemple les filières capables d’utiliser le thorium, dont les promoteurs mettent en avant des avantages potentiels, notamment en termes de sureté. Pour un certain nombre de raisons, en particulier les retombées des investissements réalisés dans le domaine militaire, l’énergie nucléaire civile s’est limitée à l’utilisation de l’uranium comme combustible. Passer à un autre combustible, comme le thorium, demanderait de revoir toute la filière, ce qui impliquerait un investissement très élevé.
RETROUVEZ LE 1er SÉMINAIRE DU CYCLE ÉNÉRGIE:
ÉVÉNEMENT ORGANISÉ AVEC LE SOUTIEN DE:
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