Vers quelle industrie aller dans une Europe confrontée au piège d’une énergie rare (et chère) ?

Pour conclure cette série sur l’énergie en France je vous propose une dernière série de réflexions. L’idée ne sera pas d’être un prescripteur de conscience mais uniquement de donner mon opinion et surtout comment j’analyse et je réfléchis à propos des enjeux énergétiques pour les 20-30-40 prochaines années. Il s’agit donc plus ici d’un billet d’opinion que d’une synthèse comme j’ai tenté de le faire lors des précédents épisodes de cette série (que je vous conseille de lire pour bien comprendre d’où on vient et où on en est à propos de cette question cruciale).

La France a su, par le passé, prendre de grandes décisions techniques structurantes qui nous ont amenées à la situation pré 2010.

Suite au choc pétrolier de 1973, l’Etat français s’est engagé dans la voie de l’électrification via le développement d’un parc électronucléaire afin de réduire sa dépendance au pétrole devenu de façon brutale beaucoup plus chère. En 10 ans cette planification efficace a réussi à réduire de moitié nos importations de pétrole qui aura dû attendre 25 ans avant de rebaisser à nouveau. La France possède encore aujourd’hui le mix électrique parmi les moins carbonés des pays développés et a une énergie moins intensive en CO2 que ses voisins.

Source : statistiques.developpement-durable.gouv.fr

Evolution de l’intensité carbone de la consommation d’énergie de la France et de ses voisins (+USA et Chine) entre 1991 et 2019

Données Brutes : AIE
Graphique : Clovis DIDRY

Le contexte actuel : hausse des prix des hydrocarbures, tension sur l’approvisionnement et surement sur l’offre dans les prochaines années, urgence climatique… Tout est réuni pour se lancer dans de grands projets qui structureront notre approvisionnement énergétique sur le siècle à venir.

Des « start and stop » incessants ont empêché la mise en place d’un nouveau système énergétique

Depuis la fin des années 1990, aucune vue claire sur la politique énergétique n’a été proposée par les pouvoirs publics. On peut reprocher beaucoup de choses à la politique allemande, mais elle a le mérite d’être assez constante et claire depuis 25ans : un mix électrique basé sur les renouvelables intermittentes complétées par du charbon puis du gaz fossile puis du gaz renouvelable/hydrogène le tout avec une sortie rapide du nucléaire. Pour l’anecdote, cette sortie fut un temps abandonnée durant le premier mandat de Merkel de 2005 à 2009 (moratoire sur la question), puis confirmée après Fukushima.

Au contraire en France, les dirigeants, portés par une opinions publique tendance neutre/défavorable au nucléaire, influencés par une écologie politique antinucléaire, n’ont jamais pris de décisions claires. En effet, conscient de l’importance industrielle de la filière, prendre des décisions fortes comme la liquider pour suivre complètement le chemin tracé par l’Allemagne, ou au contraire la renforcer et la relancer n’a jamais eu lieu.

Certes un développement des ENRi a été lancé suite aux Grenelles de l’environnement de 2009 et 2010 et la campagne de Nicolas Hulot de 2007 où il a fait signer à l’essentiel des candidats de l’époque son Pacte Ecologique. Pourtant, ces Grenelles n’ont pas décidé grand-chose sur le nucléaire que soutenait globalement la présidence Sarkozy, il a juste impliqué le développement des ENRi.

Ensuite est arrivé Fukushima, l’accord électoral PS-EELV et sa mise en œuvre : 50% de nucléaire en 2025 (repoussé en 2035 dans la PPE mentionnée dans les précédents épisodes), fermeture de Fessenheim dans un premier temps (car la plus vieille centrale) puis de 14 autres réacteurs. Dès lors et durant toute la décennie 2010 l’opinion et la classe politique seront plus ou moins antinucléaire. Ce n’est que depuis 2019-2020 qu’un retournement se produit.

Autre problème que reflète bien ce que je raconte depuis le début : les débats sur la question énergétique en France se sont uniquement focalisés sur la question nucléaire et le mix électrique alors que ce mix représente 25% seulement de l’énergie consommée en France (480TWh sur 1700 consommés en 2019).

Evolution de la consommation d’énergie finale en France par source entre 1990 et 2020

Source Agence internationale de l’énergie AIE

Les 75% restants, surtout fossiles, ont été oubliés du débat public malgré des alertes : le baril à plus de 100$ en 2008, 117 en 2011 (l’idée de bloquer les prix des carburants était dans les tuyaux de la présidentielle de 2012 mais la baisse des cours juste avant celle-ci a enterré l’idée), l’annonce par l’AIE dans la 2e moitié de la décennie d’un pic de pétrole conventionnel dépassé depuis 2006-2008… « Malheureusement » la chute des cours du baril, donc des prix à la pompe notamment, a à nouveau enterrée la question.

Evolution du prix du baril de pétrole brut, en dollars de 2014

Source : https://www.alternatives-economiques.fr/evolution-prix-baril-de-petrole-brut-dollars-de-2014-010220168895.html

Pour terminer cet historique, je ne saurai que trop vous conseiller le visionnage de quelques-unes des auditions de la toute récente commission d’enquête parlementaire sur la perte de souveraineté énergétique disponible sur le portail vidéo de l’assemblée nationale (https://videos.assemblee-nationale.fr/commissions). De nombreux Hauts-Fonctionnaires et dirigeants qui d’EDF, qui de RTE, qui d’Areva, qui Haut-Commissaire à l’énergie atomique… sont auditionnés et leurs réponses sont très éclairantes sur tout ce que je vous raconte dans cet article. Pour résumer, ces personnalités accusent le pouvoir politique d’avoir ignoré leurs alertes jusqu’à leur rôles pour des considérations politiciennes. Bref elles disent un peu ce que je vous raconte depuis le début. Je mets un bémol toutefois à ces auditions : je n’ai pas la connaissance historique précise de tous les évènements et des propos/décisions de l’ensemble de ces personnes pour pouvoir évaluer à quel point à cette occasion elles ne réécriraient pas l’histoire en leur faveur.  Un mot d’ordre donc : gardez votre esprit critique.

S’interroger sur les usages, LA clé pour penser l’énergie

Nous avons vu les grands enjeux : électrifier avec des sources bas carbone, développer les ENR thermiques pour sortir des énergies fossiles et décarboner notre consommation d’énergie.

Beaucoup de sources sont possibles, elles ont été listées : nucléaire, renouvelables électriques intermittentes, biomasse, solaire thermique, géothermie…

Selon vos préférences tout ou partie de ces sources vont devoir largement se développer dans les prochaines décennies et il est essentiel de comprendre pourquoi il faut développer telle ou telle source : à quel(s) usage(s) va/vont servir cette énergie bas carbone ?

Exemple : quel rôle donner à la biomasse ? Production de biogaz ? d’agrocarburants (biodiesel ou éthanol) ? Production électrique ? Chauffage direct ? Un peu de tout ça ?

On peut aussi partir des usages pour réfléchir à l’énergie décarbonnée la plus adaptée. Concernant la mobilité : vaut-il mieux électrifier les véhicules ? Les faire rouler au biogaz ? Aux agrocarburants ? Sans oublier de questionner le niveau de l’usage en question : quel « mix » de mobilité souhaitons/pouvons-nous faire : tout voiture individuel comme aujourd’hui ? Plus de transport en commun, si oui lesquels ? Quid de l’avion ?

Ca fait beaucoup de questions et elles sont sacrément complexes. Y répondre demande une part de connaissances technique sur les qualités et les défauts de telle ou telle source d’énergie mais aussi des choix politiques, portant sur l’organisation ou le financement par exemple, qui n’ont pas forcément à voir avec la technique.

A titre personnel je n’ai pas de réponse claire et définitive à donner à toutes ces questions pour toutes les énergies et pour tous les usages. Comme dit juste avant, une partie des réponses sont politiques, il faut « juste » (comme si c’était simple) veiller à ce que ces réponses politiques soient cohérentes et compatibles avec la technique ainsi qu’avec l’organisation de la société que l’on souhaite.

Par exemple je n’ai rien contre quelqu’un qui me dit qu’il faut sortir du nucléaire, s’il assume et trouve préférable de davantage faire appel à la sobriété énergétique avec toutes ses conséquences et de prendre certains risques techniques liés à la gestion de l’intermittence de l’éolien et du photovoltaïque par exemple. Si ces points sont clairs, le choix est tout à fait acceptable et relève de l’intime de chacun. Par contre dire qu’il est possible de faire du 100% ENR en éludant les changements profond que ça implique dans nos modes de vie,  les risques que ça fait prendre et nier les paris technologiques sous-jacents, c’est au mieux preuve d’ignorance, au pire de malhonnêteté. Evidemment, vouloir développer le nucléaire sans avoir conscience des limites, risques et implications de ce choix l’est tout autant.

Enfin, quand je parle d’usage, ils concernent l’énergie que l’on consomme comme celle qu’on ne consomme pas.  

Les pourcentages de telle ou telle énergie ne doivent pas être un but en soi mais le reflet de la réflexion sur les usages

Une fois la réflexion sur les usages faite, c’est là qu’il faut calculer la quantité d’énergie bas carbone nécessaire pour les réaliser et c’est alors qu’on arrive AU FINAL à un mix avec des pourcentages d’éolien, de biogaz, de nucléaire, de solaire thermique ou que sais-je.  

Ces dernières années, les chiffres de 50% de nucléaire ou de 23% d’ENR ont tout de l’arbitraire. Ce sont des buts à atteindre en tant que tel suite à des positionnements politiques sans réflexion à pourquoi ce chiffre ? Pourquoi 50 et pas 80 ou 20 ? Pourquoi 23 et pas 50 ou 10,422 ? Malheureusement la a tendance est à donner ces chiffres puis à faire coller nos planifications dessus plutôt que l’inverse, planifier les usages et les modes de production avec les pourcentages comme conséquences.

Alors au final, que faut-il faire ?  

Epineuse question, je n’ai pas la prétention d’y répondre de manière définitive et indiscutable. Je vais vous donner l’état de ma réflexion à cette date (décembre 2022) source de mes lectures, réflexions, échanges, formations mais qui a ses limites. Je peux, et vais surement, oublier des points importants par méconnaissance de certains points techniques. Bref, là aussi, faites marcher votre esprit critique, poser vous/moi des questions et discutons en. Ca ne pourra que tous nous faire progresser.

Sachez d’où je parle : les termes planification, centralisation (des objectifs, pas forcément des moyens pour y parvenir, on peut discuter et voter localement des meilleures options mais la direction collective doit être la même pour éviter les incohérences) ne sont pas des gros mots pour moi. Je n’ai pas d’avis éclairés sur la notion de croissance verte, j’ai une tendance prudente vis-à-vis des paris technologiques car je pense qu’imaginer qu’on trouvera forcément une réponse technique à tout j’appelle ça parier sur la chance or si elle n’est pas de notre côté les conséquences peuvent être catastrophiques. Je refuse de penser la transition écologique/énergétique autrement que couplée à une lutte contre les inégalités sociales pour des raisons de justice, d’acceptabilité (comment demander à un pauvre de baisser le chauffage si le riche peut prendre sans réfléchir son jet privé pour schématiser) et capacité de chacun d’accéder à une utilisation plus vertueuse de son énergie.

Mes objectifs principaux sont dans l’ordre : arriver au plus vite à la neutralité carbone, sortir des énergies fossiles, limiter l’artificialisation, préserver les écosystèmes, limiter l’usage de matériaux, limiter les paris technologiques, dépendre le moins possible de l’étranger, limiter les déchets ultimes.

Une fois tout ceci dit, voici ce qu’il me semble être les orientations les plus pertinentes et pourquoi je les juge ainsi:

L’électricité doit se développer en utilisant du pilotable bas carbone et des énergies renouvelables

L’électricité : elle doit massivement se développer car « facilement décarbonable ». RTE a, dans son scénario référence, tablé sur 645TWh (vs 479 avant le COVID) soit un gros tiers en plus par rapport à une année normale actuelle. Son scénario « réindustrialisation » table plus sur 750TWh soit un bon 50% en plus qu’actuellement.

Source : RTE – futurs énergétiques 2050

Source : RTE – futurs énergétiques 2050

A titre personnel je trouve l’hypothèse référence de 645TWh assez conservatrice notamment quant je vois les prévision d’électrification de nos voisins qui sont tous entre +100 et +200% (voir +300% pour les pays bas). Nos +34 à +50% semblent ridicules.

Il convient toutefois de nuancer cette remarque car comme nous l’avons vu, la France est davantage électrifiée que ses voisins à l’heure actuelle, nous partons donc « de moins loin ».  

« C’est compliqué les prévisions, surtout quand ça concerne l’avenir » dit l’adage, personnellement je pense qu’il faut prévoir ceinture et bretelles, il vaut mieux avoir des marges et viser haut qu’être « ric-rac ». J’aurai donc une préférence pour le fait de tabler sur des valeurs hautes plutôt que médianes.

Reste maintenant à voir comment produire cette électricité. Il faut du pilotable, on l’a vu début décembre avec la vague de froid qui a entrainé une faible disponibilité de l’éolien et du photovoltaïque. C’est plus simple, à gérer, moins cher et on sait faire. Du coup je pense qu’il faut tabler au maximum possible sur le nucléaire et l’hydroélectricité (notamment des STEP, pour stocker le surplus d’électricité ENRi et le restituer en cas de creux) et compléter par des ENRi dont nous ne pourrons nous passer vu les échéances urgentes. En effet ces énergies ont pour défaut leur intermittence mais pour qualité leur vitesse de déploiement là où compter sur pas loin de 10ans pour un réacteur nucléaire est probablement proche d’une moyenne même une fois le processus industriel rodé.

Alors combien de chaque ? Là par contre je suis incapable de le dire. RTE prévoit un maximum à 14 EPR de 1600MW d’ici 2050, peut-on faire plus ? Est-ce déjà faire un gros pari ? Honnêtement je n’en sais rien. Ce que je sais c’est qu’il faut prendre les décisions maintenant car ça prendra du temps à déployer.

Globalement cette électricité doit être utilisée partout où c’est possible : chauffage/climatisation (pompe à chaleur, convecteur…), mobilité légère (voiture, vélo, utilitaire car oui la voiture électrique est écologique avec une électricité bas carbone notamment si on développe les filières de recyclage des métaux), lourde (train, pour les camions je n’ai pas encore d’avis sur la question), chaleur industrielle, production d’hydrogène (j’en parle plus bas en détail)… C’est le plus sécurisant à mon humble avis.

Les usages de la biomasse doivent être spécifiques

Comme je l’ai déjà mentionné dans la partie 4 j’ai tendance à être méfiant lorsque je lis que la biomasse pourrait tout faire : produire des carburants liquides, du biogaz, servir de combustible pour chauffer ou faire de l’électricité…

Le biogaz doit, à mon avis, être réservé aux usages industriels non électrisables, par exemple dans des procédés où le méthane sert de matière première. Il pourrait être utilisé pour de la mobilité lourde (camions, bateaux) mais je n’ai pas de certitudes sur ce point.

Les agrocarburants doivent être limités aux usages non électrisable également, pourquoi pas pour faire du carburant pour l’aviation, l’armée, certains services essentiels (pompier, ambulance…) car pour une partie leur fabrication entre en concurrence assez souvent avec des usages alimentaires ou alors contribue à déforester ailleurs (pensez à l’huile de palme).

Pour le chauffage, je vois mal comment on pourrait limiter l’extraction et l’utilisation locale de bois, comme les affouages communaux. Vu mes vues sur le biogaz, il parait peu sûr qu’il en reste pour faire beaucoup de chauffage.

Concernant l’électricité des usages pour pallier aux ultras pointes (rôle aujourd’hui porté par des petites unités fioul et des centrales à gaz fossile) afin mais elle ne doit pas être utilisé en continue pour une raison simple : le risque de rendre cette ressource non renouvelable serait très grand !

L’hydrogène, un vecteur et non une source, qui peut avoir bien des usages

L’Hydrogène est à la mode ces dernières années. On lui prête des vertus que même un lithothérapeute quantique n’oserait poser sur sa thérapie phare : carburant automobile, stockage de surplus de production ENRi pour pallier à l’intermittence, usages industriels, retour de l’amour perdu etc etc.

L’hydrogène a un problème : il n’existe pas sous forme de « gisements », il faut le produire. Pour cela, la meilleure manière de le faire sans émettre de gaz à effet de serre est l’électrolyse de l’eau à partir d’électricité bas carbone : on fait passer un courant dans le l’eau (H2O), on récupère d’un côté du H2, qui nous intéresse, et de l’autre du dioxygène O2. Le problème c’est que cette technique a un rendement de 50% en gros : 1kWh d’H2 nécessite 2kWh d’électricité bas carbone. Notez qu’actuellement l’hydrogène industriel est produit à partir de sources fossiles pour l’essentiel.

Source : connaissancedesenergies.org

L’hydrogène, ou plutôt dihydrogène H2, est une toute petite molécule ce qui rend son stockage et son transport complexe. De plus c’est un produit explosif (pensez aux dirigeables Zepplin, au drame du Hindenbourg).

L’utiliser dans un moteur, de voiture, d’une centrale thermique… a un rendement aussi qui est limité. Au total électrolyser de l’hydrogène pour le rebruler plus tard pour produire un mouvement ou du courant a un rendement au grand mieux de 30-35%. Bref ce cycle P2G2P - power to gaz to power – doit faire rentrer au premier P 3-4kWh électrique bas carbone pour récupérer 1kWh électrique ou de mouvement au second P.

Pour ces raisons je ne pense pas qu’imaginer une mobilité très hydrogénée soit une bonne idée là où on peut électrifier : une batterie directement rechargée a un rendement supérieur à 80% contre donc 25-35% pour un véhicule à hydrogène. Imaginez le gâchis et les besoins en surproduction. Cependant la mobilité lourde à l’hydrogène (avions, trains) peut s’envisager lorsque les batteries atteindront leur limite.

Le raisonnement est le même pour gérer l’intermittence des ENRi, les pertes sont trop importantes, il faudrait de quantité gigantesque d’ENRi pour faire boucler le système. Penser le backup et/ou la production de base en pilotable bas carbone est bien plus efficace, rentable et donc, moins couteux.

Reste donc les procédés industriels et là c’est bingo : l’hydrogène peut permettre de fournir la chaleur et la matière première dans des procédés où ce sont actuellement des énergies fossiles qui font ces jobs. Il peut permettre de faire de l’ammoniac NH3 en fournissant les 3 hydrogènes de la molécule à la place du gaz fossile. Il est aussi possible d’en bruler une partie pour chauffer la marmite où se déroule cette transformation. Ce nitrate est vital car il permet de fabriquer des engrais notamment.

Il peut aussi remplacer le charbon dans les aciéries (8% des émissions mondiales de gaz à effet de serre, 4% pour la France) pour réduire le minerai de fer, sous forme d’oxyde, en fer métallique utilisable ensuite en métallurgie. Là aussi l’hydrogène fourni la chaleur et la matière première.

Bref, je milite pour l’usage prioritaire de l’hydrogène pour ces 2 procédés importants. Il sera toujours temps de voir après s’il en reste pour autre chose.

Voilà cette fois je pense avoir fait le tour de la question. N’oubliez pas que cet article reflète bien plus une analyse personnelle basée sur l’état actuel de mes connaissances sur le sujet qu’un travail de synthèse comme c’était le cas dans les parties précédentes de cette série. J’ai essayé de mettre de la nuance dans mes propos, j’en remets une couche ici.

Merci à celles et ceux qui ont suivi tout ou partie de cette série. J’espère qu’elle aura apportée de façon claire les éléments importants pour vous permettre de comprendre notre situation énergétique actuelle afin d’alimenter les discussions des repas de famille de ces périodes de fêtes.