1/7 – L’électricité, l’énergie de demain - Sfen

1/7 – L’électricité, l’énergie de demain

Publié le 15 mai 2018 - Mis à jour le 28 septembre 2021
  • Electricité
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L’électricité est un vecteur énergétique particulièrement versatile. Il existe de multiples technologies pour la produire et de nombreux usages auxquels elle peut répondre. Il y a ce que l’on appelle les usages spécifiques de l’électricité, c’est-à-dire pour lesquels l’électricité est la seule énergie possible, comme par exemple l’éclairage, l’électroménager, l’électronique et plus généralement toutes les technologies du numérique. Les usages thermiques, où l’électricité produit de la chaleur ou du froid, comme la cuisson, le chauffage des bâtiments ou leur climatisation. Et enfin d’autres usages, comme par exemple pour générer de la force mécanique à l’aide de moteurs, qu’ils soient à vocation industrielle ou intégrés dans des moyens de transport de tous types. En théorie, à peu près tous les usages sont « électrifiables », aussi bien dans le bâtiment que dans les transports ou l’industrie. Mais quelles sont les perspectives pour demain et les facteurs d’adoption ?

Un vecteur énergétique fonctionnel et performant

Tout d’abord, il faut rappeler que, techniquement, les solutions électriques existent depuis parfois très longtemps. La première voiture à avoir franchi la barre des 100 km/h, en 1899, était ainsi une voiture électrique ! Pour autant, la maturité technique et économique n’était pas au rendez-vous pour concurrencer le pétrole, qui est aujourd’hui l’énergie de la quasi-totalité des transports routiers et la première énergie consommée en France. Cette anecdote, plus d’un siècle avant le décollage de la voiture électrique sur le marché de masse, souligne deux facteurs-clés évidents d’adoption, très dépendants du progrès technologique : l’expérience-client et le coût. L’expérience-client, on pourrait parler aussi de « fonctionnalité » ou de « performances », est d’ailleurs probablement le plus important des deux facteurs. Les acquéreurs potentiels de véhicules électriques se posent ainsi toujours les mêmes questions fondamentales, liées aux caractéristiques des batteries : quelle est leur autonomie, où et comment les recharger…

Si cette bataille est gagnée, alors une filière industrielle peut se constituer, et avec l’effet volume les coûts baissent rapidement. D’ici quelques années la parité – sans subventions – avec les véhicules thermiques sera atteinte et bientôt dépassée, d’abord pour certaines catégories d’utilisateurs en fonction des kilomètres parcourus, puis pour tout le monde.

Un atout pour l’environnement déjà disponible

Un troisième facteur d’adoption, de plus en plus décisif, est la poursuite d’un intérêt général et notamment la préservation de l’environnement. Ce critère peut intervenir de façon consciente dans la décision de certains consommateurs mais surtout il peut motiver les politiques publiques, qui jouent parfois un rôle majeur sur les parts de marché de différentes solutions. C’est manifeste dans le domaine des transports, avec par exemple l’engagement de la France d’interdire les ventes de voitures émettant des gaz à effet de serre d’ici 2040, tandis que la Chine et l’Inde prennent ce même engagement dès 2030, motivées plutôt par leur grave problématique de qualité de l’air en ville et les nombreux décès prématurés qui en résultent que par le climat.

Les limitations de circulation dans les agglomérations seront aussi des accélérateurs du développement des véhicules propres, pour les professionnels comme les particuliers. Le rôle des pouvoirs publics est également très fort dans le domaine du bâtiment, avec des subventions publiques et des réglementations très prescriptives concernant les constructions et les rénovations, qui peuvent d’ailleurs conduire à certains effets pervers et réduire de façon insuffisante voire parfois augmenter les gaz à effet de serre. Un comble pour un secteur déjà mal parti pour respecter son budget carbone fixé dans la stratégie nationale bas carbone (SNBC)…

Pour ce facteur environnemental, la consommation d’électricité ne peut pas être disjointe des modes de production, car c’est tout le cycle de vie des usages qu’il faut prendre en compte pour en estimer les impacts. Dans le cas de la France, le caractère durablement décarboné de l’électricité en fait un atout pour réduire les émissions de l’ensemble de l’économie par des transferts d’usage, c’està- dire des substitutions de vecteur énergétique pour privilégier les moins carbonés.


Tous les scénarios de lutte contre le changement climatique projettent une part croissante de l’électricité


Une solution en phase avec les aspirations sociétales

Le quatrième facteur d’adoption est aussi en lien avec la production : c’est la réponse à l’appétence d’une production « locale », sachant que le périmètre de ce qui est considéré comme « local » peut varier. À l’échelle de la France, l’intérêt du recours à l’électricité dans les consommations est que cette énergie est une des seules produite sur le territoire national, générant de l’activité économique et des emplois et limitant le déficit commercial quand elle remplace des énergies fossiles presque exclusivement importées. À l’échelle d’un particulier ou d’une entreprise, le phénomène qui séduit de plus en plus, permis par la montée en puissance des renouvelables, c’est l’autoconsommation. Ou plus exactement l’autoproduction, l’autre face de la même pièce, puisqu’il s’agit ici de décrire l’aspiration à produire soi-même une partie de ce que l’on consomme. Le paradoxe est qu’il faut éviter de tomber dans l’illusion de l’autarcie car, sauf dans des endroits du monde très peu densément peuplés ou sans infrastructures préexistantes, la mutualisation des aléas par les réseaux reste le meilleur moyen d’assurer à chaque instant l’équilibre entre production et consommation.

Des défis qui sont autant d’opportunités à saisir

côté de ces facteurs d’adoption, il est important d’avoir en tête un facteur potentiel de « rejet » de l’électricité qu’est le phénomène des pointes de consommation, s’il n’est pas correctement maîtrisé. Une approche purement rationnelle consisterait à penser que la pointe n’est pas un problème en soi, toutes les énergies connaissant des pics de consommation en fonction des usages auxquels elles répondent : pics hivernaux pour le chauffage, pics estivaux pour le refroidissement, pics du matin et du soir pour l’éclairage… Seules compteraient les conséquences de ce phénomène – notamment le recours à des centrales plus polluantes et les coûts fixes uniquement pour le passage de quelques heures dans l’année – et ces conséquences sont de toute façon déjà intégrées dans le « bilan » économique et environnemental de l’électricité. Pourtant la maîtrise de la pointe est devenue un point de débat en soi, à tel point que certains acteurs utilisent ce prétexte pour s’opposer aux usages performants de l’électricité, même en remplacement d’énergies fossiles. Pour la filière électrique, il y a de toute façon un intérêt objectif à limiter cette pointe, justement pour les raisons d’impact environnemental et de coûts évoqués précédemment. Des progrès ont déjà été effectués, la pointe est désormais stabilisée alors qu’elle était jusqu’à récemment en constante augmentation, et même en augmentation plus rapide que la consommation annuelle d’électricité. Ces efforts doivent se poursuivre, pour le chauffage en particulier.

La meilleure isolation des logements, qu’ils soient chauffés principalement à l’électricité ou utilisent des chauffages électriques d’appoint en complément d’une autre énergie, va dans le bon sens. Une stratégie nationale de remplacement des vieux convecteurs par des radiateurs électriques modernes plus performants ou par des pompes à chaleur serait également bénéfique à la collectivité. Et cela permettrait que le remplacement de toutes les chaudières fioul, pour lesquelles l’électricité est une des réponses, se fasse dans le même temps sans augmenter les pics de consommation.


L’équilibrage en temps réel nécessitera un pilotage de plus en plus fin du système


Un moyen à mobiliser pour la transition énergétique

Compte tenu de ces différents facteurs, quelles sont les perspectives d’évolution de la part de l’électricité dans nos consommations ? Tous les scénarios s’inscrivant dans un objectif de lutte contre le changement climatique projettent une part relative croissante de l’électricité. La raison en est simple, compte tenu du faible contenu carbone de l’électricité consommée en France. Mais derrière l’évolution de cette part relative, les évolutions en valeur absolue peuvent différer.

Par exemple, les visions énergie-climat de l’ADEME projettent que l’électricité pourrait représenter 30 % des consommations d’énergie finale en France en 2035, contre 25 % aujourd’hui. Mais ce ratio est le résultat d’une consommation d’électricité qui baisse de 15 % et d’une consommation totale de toutes les énergies qui baisse elle-même de 30 %. Pour l’Union Française de l’Électricité, une politique climatique optimisée sur un critère économique conduirait à ce que la part de l’électricité passe en relatif de 25 % à 33 % des consommations d’ici 2030. Et cette hausse relative est également une hausse absolue, puisque la consommation d’électricité augmenterait dans ce scénario de 10 %, tandis que l’ensemble des consommations d’énergie finale baisserait de 18 %.

Dans ces différents futurs possibles que dessinent ces exercices de prospective, il y a donc des phénomènes communs : le remplacement d’énergies fossiles par de l’électricité mais aussi par des bioénergies, la croissance de nouveaux usages de l’électricité comme par exemple l’augmentation des besoins de froid dans les logements, les bureaux ou les data centers, et dans le même temps l’efficacité énergétique croissante de tous ces usages.

Les différences entre scénarios portent en réalité souvent sur le paramétrage des différents curseurs, sur le rythme auquel toutes ces évolutions auront lieu. Comment évolue dans le temps le comportement des occupants d’un bâtiment mieux isolé ou couvert de panneaux photovoltaïques ? Combien de kilomètres est-on prêt à rouler si « faire le plein » de son véhicule électrique ne coûte que quelques euros ? S’il est autonome et qu’on peut lire un livre au lieu de se concentrer sur la route ?

En tout état de cause, le système électrique est en phase de transformation profonde. Les nouveaux usages, ainsi d’ailleurs que les nouveaux moyens de production, posent des défis inédits, en particulier pour continuer à garantir la sécurité d’approvisionnement et la qualité de service. De nouveaux besoins émergent, particulièrement en termes de flexibilité. La programmation intelligente des usages est depuis longtemps une réalité, ne serait-ce qu’avec les chauffe-eau calés sur les heures pleines et les heures creuses, mais dans un monde de plus en plus électrique, l’exigence d’équilibrage en temps réel nécessitera un pilotage de plus en plus fin du système et notamment des consommations, en exploitant au mieux les potentialités du big data et de l’intelligence artificielle ou « augmentée ».

Par Damien Siess, Directeur Stratégie et Prospective, Union Française de l’Électricité

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